CONTOH MAKALAH PROSES ADIABATIK - WAHANA BELAJAR & BERBAGI ANEKA DOKUMEN PENDIDIKAN

CONTOH MAKALAH PROSES ADIABATIK



BAB I
PENDAHULUAN




A.        Latar Belakang
Suatu proses yang terjadi sedemikian rupa sehingga tidak ada panas yang masuk atau keluar sistem disebut proses adiabatik. Proses ini dapat dilakukan baik dengan cara membalut sistem dengan lapisan tebal tebal bahan isolasi panas (misalnya gabus, asbes, bata tahan api, atau serbuk ringan berpori) ataupun dengan melakukan proses secara cepat. Pengaliran panas merupakan proses yang berlangsung lambat, sehingga tiap proses yang berjalan cukup cepat praktisnya bersifat adiabatik.

B.            Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, kita dapat merumuskan permasalahan yaitu apa yang dimaksud proses adiabatic pada thermodinamika?

C.           Maksud dan Tujuan
Sesuai dengan permasalahan diatas maksud dan tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan makalah ini yaitu kita dapat mengetahui dan memahami apa yang dimaksud dengan proses adiabatic pada thermodinamika.


BAB II
PROSES ADIABATIK

A.        Pengertian Proses Adiabatik. 
Suatu proses yang terjadi sedemikian rupa sehingga tidak ada panas yang masuk atau keluar sistem disebut proses adiabatik. Proses ini dapat dilakukan baik dengan cara membalut sistem dengan lapisan tebal tebal bahan isolasi panas (misalnya gabus, asbes, bata tahan api, atau serbuk ringan berpori) ataupun dengan melakukan proses secara cepat. Pengaliran panas merupakan proses yang berlangsung lambat, sehingga tiap proses yang berjalan cukup cepat praktisnya bersifat adiabatik. Jika hukum pertama dipakaikan pada proses adiabatik maka diperoleh

U2-U1=-W (proses adiabatik)

Jadi, pada proses adiabatik, perubahan energi dakhil dri suatu sistem sama dengan usaha mutlak. Jika usaha W negatif, yaitu apabila sistem dikompresi, maka –W positif, U2 akan lebih besar daripada U1, dan energi dakhil dalam sistem bertambah. Jika W positif, yaitu apabila sistem memuai, makaq energi sistem akan berkurang. Penambahan energi dakhil biasanya dibarengi kenaikan suhu, dan pengurangan energi dakhil menurunkan suhu.

Kompresi campuran uap bensin dan udara yang terjadi pada langkah kompresi sebuah motor bensin merupakan sebuah contoh hampir adiabatik dalam mana terjadi kenaikan suhu. Pemuaian produk pembakaran yang berlangsung pada langkah daya motor itu merupakan sebuah contoh proses hampir adiabatik dalam mana terjadi penurunan suhu. Oleh karena itu, proses adiabatik memainkan peranan sangat penting dalam teknik mesin.
                                            
                      Proses Adiabatik, đQ = 0 (Q = Konstan)
 


Dalam proses adiabatik tidak ada kalor yang masuk (diserap) ataupun keluar (dilepaskan) oleh sistem (Q = 0). Dengan demikian, usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan energi dalamnya (W = ∆U).
Jika suatu sistem berisi gas yang mula-mula mempunyai tekanan dan volume masing-masingp1 dan V1 mengalami proses adiabatik sehingga tekanan dan volume gas berubah menjadi p2dan V2, usaha yang dilakukan gas dapat dinyatakan sebagai
Dimana γ adalah konstanta yang diperoleh perbandingan kapasitas kalor molar gas pada tekanan dan volume konstan dan mempunyai nilai yang lebih besar dari 1                 (γ > 1).
Proses adiabatik dapat digambarkan dalam grafik p – V dengan bentuk kurva yang mirip dengan grafik p – V pada proses isotermik namun dengan kelengkungan yang lebih curam.




BAB III
PENUTUP

KESIMPULAN
proses adiabatik adalah sistem yang tidak melakukan pertukaran panas dengan lingkungannya. Ini berarti ketika sistem melakukan usaha – apakah gerakan atau kerja mekanik – itu idealnya tidak menjadikan lingkungan sekitarnya hangat atau dingin. Untuk sistem yang melibatkan gas, proses adiabatik biasanya membutuhkan perubahan tekanan untuk menggeser suhu tanpa mempengaruhi lingkungan sekitarnya. Dalam atmosfer bumi, massa udara akan menjalani ekspansi adiabatik dan mendingin, atau mereka akan mengalami kompresi adiabatik, dan memanas. Insinyur telah merancang berbagai mesin dengan proses yang setidaknya sebagian adiabatik



DAFTAR PUSTAKA


Aip Saripudin, dkk. Praktis Belajar Fisika SMA XI IPA. Jakarta: BSE 2009
Anomius ,1978, Hand Book Of Comparative Material Standart,Tokyo Engineering, Tokyo.
Bambang Haryadi. Fisika SMA XI IPA. Jakarta: BSE 2009
Bett, Rowluism [dan] Saville. Thermodynamics for chemical engineers. London : The Artlone Press, [s.a]
Daubert. Chemical engineering thermodynamics.Singapore : Mc.Graw Hill, [s.a]
Dwi Satya Palupi, dkk. Fisika untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: BSE 2009
Holman - Jasjfi, 1995, Perpindahan Kalor, Jakarta, Erlangga.
Sarwono, dkk. Fisika 2 Kelas XI. Jakarta: BSE 2009
Smith [dan] Van Ness. Introduction to chemical engineering thermodynamics. Singapore : Mc. Graw Hill, [s,a]
Syamsir A.Muin, 1986, Pesawat-pesawat Konversi Energi I, Jakarta: Rajawali Pers.
http://iwandahnial.wordpress.com/2009/03/25/lokomotif-kuno-dan-perkembangannya/
http://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_termodinamika



CONTOH SOAL DAN PENYELESAIAN

Soal No. 1
Suatu gas memiliki volume awal 2,0 m3 dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga volume akhirnya menjadi 4,5 m3. Jika tekanan gas adalah 2 atm, tentukan usaha luar gas tersebut!
(1 atm = 1,01 x 105 Pa)
Pembahasan
Data :
V2 = 4,5 m3
V1 = 2,0 m3
P = 2 atm = 2,02 x 105 Pa
Isobaris → Tekanan Tetap
W = P (ΔV)
W = P(V2 − V1)
W = 2,02 x 105 (4,5 − 2,0) = 5,05 x 105 joule
Soal No. 2
1,5 m3 gas helium yang bersuhu 27oC dipanaskan secara isobarik sampai 87oC. Jika tekanan gas helium 2 x 105 N/m2 , gas helium melakukan usaha luar sebesar….
A. 60 kJ
B. 120 kJ
C. 280 kJ
D. 480 kJ
E. 660 kJ
(Sumber Soal : UMPTN 1995)
Pembahasan
Data :
V1 = 1,5 m3
T1 = 27oC = 300 K
T2 = 87oC = 360 K
P = 2 x 105 N/m2
W = PΔV
Mencari V2 :
V2/T2 = V1/T1
V2 = ( V1/T1 ) x T2 = ( 1,5/300 ) x 360 = 1,8 m3
W = PΔV = 2 x 105(1,8 − 1,5) = 0,6 x 105 = 60 x 103 = 60 kJ
Soal No. 3
2000/693 mol gas helium pada suhu tetap 27oC mengalami perubahan volume dari 2,5 liter menjadi 5 liter. Jika R = 8,314 J/mol K dan ln 2 = 0,693 tentukan usaha yang dilakukan gas helium!
Pembahasan
Data :
n = 2000/693 mol
V2 = 5 L
V1 = 2,5 L
T = 27oC = 300 K
Usaha yang dilakukan gas :
W = nRT ln (V2 / V1)
W = (2000/693 mol) ( 8,314 J/mol K)(300 K) ln ( 5 L / 2,5 L )
W = (2000/693) (8,314) (300) (0,693) = 4988,4 joule
Soal No. 4
Mesin Carnot bekerja pada suhu tinggi 600 K, untuk menghasilkan kerja mekanik. Jika mesin menyerap kalor 600 J dengan suhu rendah 400 K, maka usaha yang dihasilkan adalah….
A. 120 J
B. 124 J
C. 135 J
D. 148 J
E. 200 J
(Sumber Soal : UN Fisika 2009 P04 No. 18)
Pembahasan
η = ( 1 − Tr / Tt ) x 100 %
Hilangkan saja 100% untuk memudahkan perhitungan :
η = ( 1 − 400/600) = 1/3
η = ( W / Q1 )
1/3 = W/600
W = 200 J
Soal No. 5
Diagram P−V dari gas helium yang mengalami proses termodinamika ditunjukkan seperti gambar berikut!
Usaha yang dilakukan gas helium pada proses ABC sebesar….
A. 660 kJ
B. 400 kJ
C. 280 kJ
D. 120 kJ
E. 60 kJ
(Sumber Soal : UN Fisika 2010 P04 No. 17)
Pembahasan
WAC = WAB + WBC
WAC = 0 + (2 x 105)(3,5 − 1,5) = 4 x 105 = 400 kJ
Soal No. 6
Suatu mesin Carnot, jika reservoir panasnya bersuhu 400 K akan mempunyai efisiensi 40%. Jika reservoir panasnya bersuhu 640 K, efisiensinya…..%
A. 50,0
B. 52,5
C. 57,0
D. 62,5
E. 64,0
(Sumber Soal : SPMB 2004)
Pembahasan
Data pertama:
η = 40% = 4 / 10
Tt = 400 K
Cari terlebih dahulu suhu rendahnya (Tr) hilangkan 100 % untuk mempermudah perhitungan:
η = 1 − (Tr/Tt)
4 / 10 = 1 − (Tr/400)
(Tr/400) = 6 / 10
Tr = 240 K
Data kedua :
Tt = 640 K
Tr = 240 K (dari hasil perhitungan pertama)
η = ( 1 − Tr/Tt) x 100%
η = ( 1 − 240/640) x 100%
η = ( 5 / 8 ) x 100% = 62,5%
Soal No. 7
Perhatikan gambar berikut ini!
Jika kalor yang diserap reservoir suhu tinggi adalah 1200 joule, tentukan :
a) Efisiensi mesin Carnot
b) Usaha mesin Carnot
c) Perbandingan kalor yang dibuang di suhu rendah dengan usaha yang dilakukan mesin Carnot
d) Jenis proses ab, bc, cd dan da
Pembahasan
a) Efisiensi mesin Carnot
Data :
Tt = 227oC = 500 K
Tr = 27oC = 300 K
η = ( 1 − Tr/Tt) x 100%
η = ( 1 − 300/500) x 100% = 40%
b) Usaha mesin Carnot
η = W/Q1
4/10 = W/1200
W = 480 joule
c) Perbandingan kalor yang dibuang di suhu rendah dengan usaha yang dilakukan mesin Carnot
Q2 = Q1 − W = 1200 − 480 = 720 joule
Q2 : W = 720 : 480 = 9 : 6 = 3 : 2
d) Jenis proses ab, bc, cd dan da
ab → pemuaian isotermis (volume gas bertambah, suhu gas tetap)
bc → pemuaian adiabatis (volume gas bertambah, suhu gas turun)
cd → pemampatan isotermal (volume gas berkurang, suhu gas tetap)
da → pemampatan adiabatis (volume gas berkurang, suhu gas naik)
Soal No. 8
Suatu gas ideal mengalami proses siklus seperti pada gambar P − V di atas. Kerja yang dihasilkan pada proses siklus ini adalah….kilojoule.
A. 200
B. 400
C. 600
D. 800
E. 1000
Pembahasan
W = Usaha (kerja) = Luas kurva siklus = Luas bidang abcda
W = ab x bc
W = 2 x (2 x 105) = 400 kilojoule



0 Response to "CONTOH MAKALAH PROSES ADIABATIK "

Post a Comment