Proses isobarik

Proses isobarik adalah proses termodinamika di mana tekanannya konstan: ΔP = 0. Istilah ini berasal dari kata Yunani iso-, (sama), dan baros (massa). Panas dipindahkan ke sistem yang melakukan kerja namun juga mengubah energi dalam sistem:

Area kuning menggambarkan kerja yang dilakukan sistem

${\displaystyle Q=\Delta U+W\,}$

Menurut Hukum pertama termodinamika, di mana W adalah kerja yang dilakukan pada sistem, U adalah energi dalam dan Q adalah panas. Kerja yang dilakukan oleh sistem tertutup didefinisikandengan:

${\displaystyle W=\int \!p\,dV\,}$

dengan Δ menunjukkan adanya perubahan selama proses berlangsung, sedangkan d merupakan lambang diferensial. Karena tekanannya konstan, maka

${\displaystyle W=p\Delta V\,}$.

Menurut hukum gas ideal, hal ini menjadi

${\displaystyle W=n\,R\,\Delta T}$

mengasumsikan jumlah gas konstan (misalnya tak ada transisi fasa selama reaksi kimia), maka menurut teorema ekuipartisi, perubahan energi dalam berhubungan dengan suhu sistem dengan

${\displaystyle \Delta U=n\,c_{V}\,\Delta T}$,

di mana ${\displaystyle c_{V}}$ adalah panas spesifik pada volume konstan.

Substitusi 2 persamaan terakhir ke persamaan pertama menghasilkan:

${\displaystyle Q=n\,c_{V}\,\Delta T+n\,R\,\Delta T}$

${\displaystyle =n\,(c_{V}+R)\,\Delta T}$

${\displaystyle =n\,c_{P}\,\Delta T}$,

dengan ${\displaystyle c_{P}}$ adalah panas spesifik pada tekanan konstan.

Kapasitas panas spesifik

Untuk menemukan kapasitas panas molar spesifik gas, persamaan berikut ini dapat digunakan untuk gas umum yang secara kalori benar. Properti ${\displaystyle \gamma }$ merupakan indeks adiabatik atau rasio kapasitas panas. Beberapa sumber menggunakan huruf k.

Panas spesifik molar isokorik:

${\displaystyle c_{V}={\frac {R}{\gamma -1}}}$.

Panas spesifik molar isobarik:

${\displaystyle c_{p}={\frac {\gamma R}{\gamma -1}}}$.

Nilai untuk ${\displaystyle \gamma }$ adalah ${\displaystyle \gamma =1.4}$ untuk gas diatomik seperti udara dan ${\displaystyle \gamma ={\frac {5}{3}}}$ untuk gas monoatomik seperti gas mulia. Rumus untuk panas spesifik menjadi (untuk kasus tertentu saja):

Monatomik:

${\displaystyle c_{V}={\frac {3R}{2}}}$ dan ${\displaystyle c_{P}={\frac {5R}{2}}}$

Diatomik:

${\displaystyle c_{V}={\frac {5R}{2}}}$ and ${\displaystyle c_{P}={\frac {7R}{2}}}$

Proses isobarik yang ditunjukkan pada diagram PV adalah garis lurus horizontal yang menghubungkan keadaan awal dan akhir. Jika proses ke arah kanan, berarti ada ekspansi, jika ke kiri, berarti terjadi kompresi.

Lihat juga

• Proses adiabatik
• Proses siklik
• Proses isokorik
• Proses isotermis

Referensi