Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
P<br />
P 1<br />
P 2<br />
Gambar 8.9 Grafik hubungan<br />
tekanan (P) dan volume (V)<br />
pada siklus termodinamika.<br />
286<br />
A B<br />
D<br />
Fisika Kelas XI<br />
C<br />
E F V<br />
Gambar (a). Bahan bakar dari karburator masuk ke dalam silinder<br />
ketika piston turun, yang menyebabkan volume bertambah. Proses ini<br />
adalah proses pemuaian isotermal. Gambar (b), silinder penuh berisi bahan<br />
bakar. Kemudian piston bergerak naik. Karena tidak ada kalor yang<br />
masuk atau keluar, maka proses ini termasuk proses penyusutan adiabatik.<br />
Gambar (c), terjadi penyusutan isotermal, sampai piston menumbuk<br />
busi, dan terjadi percikan api. Gambar (d), setelah piston menumbuk<br />
busi (pemantik api), terjadi pembakaran bahan bakar. Ini menyebabkan<br />
suhu sistem naik. Akibatnya, di dalam silinder terjadi pemuaian adiabatik.<br />
Gambar (e), terjadi penyusutan isotermik dan pembuangan gas dari<br />
silinder. Setelah itu, keadaan gas di dalam silinder kembali ke keadaan<br />
semula, yaitu gambar (a).<br />
Proses yang terjadi pada mesin empat langkah merupakan salah satu<br />
contoh siklus termodinamika. Untuk mencari besar usaha yang terlibat<br />
pada siklus termodinamika, marilah kita ambil contoh sederhana.<br />
Jika sistem melakukan serangkaian proses, maka usaha yang dihasil kan<br />
merupakan jumlah usaha dari beberapa proses yang dilakukan. Perhatikanlah<br />
diagram P versus V pada Gambar 8.9. Gambar tersebut merupakan<br />
grafik hubungan tekanan dan volume pada suatu siklus termodinamika.<br />
Berdasarkan grafik, siklus termodinamika yang terjadi terdiri dari empat<br />
proses. Keempat proses tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut.<br />
Proses I. Proses pemuaian dari A ke B secara isobarik. Pada proses ini,<br />
sistem menyerap kalor dari lingkungan sebesar Q AB dan melakukan usaha<br />
sebesar W AB . Besarnya usaha ditunjukkan oleh luas daerah ABFE. Sebagian<br />
kalor yang diserap digunakan untuk menambah energi dalam sistem,<br />
sehingga suhu sistem bertambah. Penambahan suhu ini menyebabkan<br />
volume berubah dari V 1 menjadi V 2 . Setelah volume gas mencapai titik<br />
maksimal, terjadilah proses II.<br />
Proses II. Akibat penambahan volume, terjadi penurunan tekanan<br />
sistem. Jadi proses II merupakan proses penurunan tekanan dari B ke C secara<br />
isokhorik. Proses ini berlangsung beberapa saat sehingga suhu sistem<br />
menurun. Pada proses ini tidak ada usaha yang terlibat.<br />
Proses III. Akibat penurunan suhu, terjadi proses pemampatan<br />
sistem dari C ke D secara isobarik. Pada proses ini, sistem melepas kalor<br />
sebesar Q CD dan sistem menerima usaha dari lingkungan (W bernilai negatif)<br />
sebesar W CD . Besar W CD dinyatakan oleh luas daerah CDEF. Akibat<br />
pelepasan kalor oleh sistem, energi dalam sistem berkurang sehingga suhunya<br />
turun.<br />
Proses IV. Penurunan suhu pada proses III akan berhenti sampai<br />
sistem mempunyai volume tertentu. Volume ini akan bertahan beberapa<br />
saat (isokhorik). Akibat penurunan pada proses III, tekanan sistem akan<br />
naik. Jadi, proses IV merupakan proses kenaikan tekanan dari D ke A<br />
secara isokhorik. Pada proses ini, sistem tidak melakukan usaha atau menerima<br />
usaha (W = 0). Kemudian, sistem kembali ke kedudukan semula<br />
sambil menyerap kalor dari lingkungan.
Change language