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-masing p1 dan V1 mengalami proses adiabatik sehingga
tekanan dan volume gas berubah menjadi p2 dan 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.
Dalam proses adiabatik, tidak ada kalor yang
ditambahkan pada sistem atau meninggalkan sistem (Q = 0). Proses adiabatik bisa
terjadi pada sistem tertutup yang terisolasi dengan baik. Untuk sistem tertutup
yang terisolasi dengan baik, biasanya tidak ada kalor yang dengan seenaknya
mengalir ke dalam sistem atau meninggalkan sistem. Proses adiabatik juga bisa
terjadi pada sistem tertutup yang tidak terisolasi. Untuk kasus ini, proses
harus dilakukan dengan sangat cepat sehingga kalor tidak sempat mengalir menuju
sistem atau meninggalkan sistem.
Apabila sistem ditekan dengan cepat (kerja dilakukan
terhadap sistem), maka kerja bernilai negatif. Karena W negatif, maka U
bernilai positif (energi dalam sistem bertambah). Sebaliknya jika sistem
berekspansi atau memuai dengan cepat (sistem melakukan kerja), maka W bernilai
positif. Karena W positif, maka U bernilai negatif (energi dalam sistem
berkurang).
Energi dalam sistem (gas ideal) berbanding lurus
dengan suhu (U = 3/2 nRT), karenanya jika energi dalam sistem bertambah maka
sistem juga bertambah. Sebaliknya, jika energi dalam sistem berkurang maka suhu
sistem berkurang.
Salah satu contoh proses yang mendekati adiabatik
terjadi pada mesin pembakaran dalam, misalnya mesin diesel dan mesin motor yang
pakai bensin. Pada mesin diesel, udara dimasukan ke dalam silinder dan udara
yang berada di dalam silinder ditekan dengan cepat menggunakan piston (kerja
dilakukan pada udara). Proses penekanan adiabatik (pengurangan volume
sistem) digambarkan melalui kurva 2-1. Karena ditekan dengan cepat
secara adiabatik maka suhu udara naik dengan cepat. Pada saat yang sama, solar
disemprotkan ke dalam silinder lewat injektor dan campuran terpicu seketika
(terjadi proses pembakaran). Pada mesin motor yang pakai bensin, campuran udara
dan bensin dimasukkan ke dalam silinder kemudian ditekan dengan cepat
menggunakan piston.
Isinya bagus mbak, sangat bermanfaat,
BalasHapuskalo saran saya, backgroundnya di ganti dengan yang berkaitan dengan Termodinamika... :)