Page 12 - MODUL TREMODINAMIKA revisi

Formulasi Usaha, Kalor, dan Energi Dalam

a. Formulasi Usaha

Perhatikan suatu sistem gas yang berada dalam

ilustrasi yang ditutup oleh sebuah pengisap yang
bergerak disamping!

Tekanan sistem dijaga tetap oleh tekanan

atmosfer dan berat pengisap beserta balok

diatasnya. https://bit.ly/43Xvniz
Gambar 4. Gas dalam wadah dipanaskan

Apa yang terjadi ketika bagian bawah dipanaskan oleh api menyala? Tampak pengisap berpindah
ke atas dan berhenti pada posisi baru, seperti di tunjukan pada gambar-4. Perpindahan posisi pengisap

disebabkan oleh usaha yang dilakukan gas (sistem) terhadap pengisap dan balok diatasnya (lingkungan).
Bagimana bentuk persamaanya?

Usaha W dapat dihitung dari persamaan W =F.s dengan F adalah besar gaya dan s adalah besar

perpindahan. Gaya F ditimbulkan oleh tekanan gas P yang bekerja pada bagian bawah pengisap, yang

besarnya F = PA sehingga usaha W dapat ditulis: W =(PA)s. Oleh karena A.s sama dengan perubahan
volume gas, ΔV = V 2 - V 1, dengan V 2 dan V 1 berturut-turut adalah volume akhir dan awal sehingga

usaha W dapat dinyatakan oleh persamaan berikut.

Keterangan :
W : usaha (J)
P : tekanan gas (Pa)
3
ΔV: perubahan volume gas (m )

Catatan:

Persamaan diatas konsisten dengan perjanjian tanda bahwa jika sistem melakukan usaha
pada lingkungan sehingga sistem memuai (V 2 > V 1), yang berarti ΔV = V 2 - V 1, bertanda

positif. Sebaliknya, ketika lingkungan melakukan usaha pada sistem sehingga sistem
memampat (V 2 < V 1), yang berarti ΔV=V 2-V 1 bertanda negatif, usaha bertanda negatif.

11 | T e r m o d i n a m i k a