Bila kita meninjau sebuah sistem yang khas dalam kesetimbangan
termodinamika dengan massa M dari suatu gas ideal yang dibatasi dalam sebuahsusunan silinder pengisap dengan volume V, tekanan P serta temperatur T. Dalam
kesetimbangan maka variabel-veriabel tersebut tetap konstan terhadap waktu.Dimisalkan bahwa silinder tersebut dinding-dindingnya adalah isolator panas
yang ideal dan alasnya adalah penghantar panas yang ideal ditempatkan padasebuah reservoir besar yang dipertahankan pada temperatur T sama seperti
gambar 1. Kemudian keadaan sistem tersebut diubah dengan T adalah sama tetapi
volume V direduksi sebesar setengah volume awalnya.
1. Proses Irreversibel (Proses Tak Terbalikkan)
Apabila kita menekan pengisap tersebut dengan sangat cepat sampai
kembali lagi ke kesetimbangan dengan reservoir, selama proses ini gasbergolak
dan tekanan serta temperaturnya tidak dapat didefinisikan secara tepat sehingga
grafik proses ini tidak dapat digambarkan sebagai sebuah garis kontinu dalam
diagram P-V karena tidak diketahui berapa nilai tekanan atau temperatur yang
akan diasosiasikan dengan volume yang diberikan. Proses inilahyang dinamakan
proses irreversibel.
2. Proses Reversibel (Proses Terbalikkan)
Apabila kita menekan pengisap dengan sangat lambat sehingga tekanan,
volume, dan temperatur gas tersebut pada setiap waktu adalah kuantitas-kuantitas
yang dapat didefinisikan secara tepat. Mula-mula sedikit butiran pasir dijatuhkan
pada pengisap dimana kemudian volume sistem akan direduksi sedikit dan T akannaik serta terjadi penyimpangan terhadap kesetimbangan yang sangat kecil.
Sejumlah kecil kalor akan dipindahkan ke reservoir dan dalam waktu singkatsistem akan mencapai kesetimbangan baru dengan T adalah sama dengan T
reservoir. Peristiwa
ini diulakukan berulang-ulang sampai
akhirnya kita mereduksi
volume menjadi setengah kali volume awalnya. Selama keseluruhan proses ini,sistem tersebut tidak pernah berada dalam sebuah keadaan yang berbedabanyak
dari sebuah keadaan kesetimbangan. Proses inilah yang dinamakan proses
reversibel. Proses reversibel adalah sebuah proses yang dengan suatuperubahan
diferensial di dalam lingkungannya dapat dibuat menelusuri kembali lintasan
proses tersebut.
Pada praktiknya semua proses adalah irreversibel tetapi kita dapat
mendekati keterbalikan (reversibel) sedekat mungkin dengan membuat perbaikan-
perbaikan eksperimen yang sesuai. Proses yang betul-betul reversibel adalah suatu
abstraksi sederhana yang berguna dalam hubungannya dengan proses rieladalah serupa seperti hubungan abstraksi gas ideal dengan gas riel.
Pada prosesreversibel
juga terjadi proses isotermal, kerena kita menganggap bahwa T gasberbeda pada setiap waktu hanya sebanyak diferensial dT dari T konstan reservoir dimana silinder berdiam. Dalam
proses adiabatir tidak ada
kalor yang masuk ataupun keluar dari sistem. Proses
adiabatikr dapat merupakan
proses reversibel atau irreversibel, dimana proses reversibel kita dapat
menggerakkan pengisap sangat lambat dengan cara
pembebanan pasir dan proses
yang irreversibel kita dapat menyodok
pengisapdengan sangat cepat ke bawah.
Selama proses kompresi adiabatik temperatur gas akan naik karena dariHukum I Termodinamika bila Q = 0 maka besarnya usaha W untuk mendorong
pengisap ke bawah harus muncul sebagai suatu pertambahan energi dalamsebesar ΔU. W akan bernilai berbeda untuk kecepatan yang berbeda daripendorongan pengisap tersebut ke bawah yang diberikan oleh ∫PdV yaitu luas
daerah di bawah kurva pada diagram P –V (hanya untuk proses reversibel untuk P
tetap). ΔU dan ΔT tidak akan sama baik untuk proses reversibel ataupunirreversible.
irreversible.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar