PROSES REVERSIBEL
PROSESKESEIMBANGAN TERMODINAMIS : PROSES
Jika sifat termodinamis dari suatu system nilainya sama di
setiap bagian system, dan tidak ada kecenderungan terjadinya
perubahan sifat dari waktu ke waktu maka dikatakan bahwa system
berada dalam keseimbangan termodinamis. Dalam bidang termodinamika,
keseimbangan bukan hanya keadaan tanpa perubahan, tetapi juga tanpa
kecenderungan untuk terjadinya perubahan. Kecenderungan terjadinya
perubahan disebabkan oleh suatu gaya dorong (driving force),
sehingga suatu system yang berada dalam keseimbangan berarti bahwa
dalam system tersebut benar-benar seimbang. Jika ada
ketidakseimbangan gaya, maka keseimbangan akan terganggu.
Driving force yang berbeda akan menyebabkan perubahan yang
berbeda pula. Sebagai contoh, keseimbangan gaya mekanik seperti
pada piston akan menyebabkan terjadinya transfer energi dalam
bentuk kerja, perbedaan suhu akan menyebabkan terjadinya aliran
panas. Contoh : jika temperature pada boundary suatu system
tiba-tiba naik, maka akan trjadi redistribusi hingga temperature di
senua bagian system sama.
Jika sifat termodinamis dari suatu simtem mengalami banyak
perubahan karena adanya sedikit gangguan, maka dikatakan bahwa
system tersebut berada dalam keadaan metastabil. Campuran bensin
dan udara merupakan salah satu contoh system seperti itu.
Jika suatu system berubah dari satu keadaan keseimbangan ke
keadaan keseimbangan lainnya, maka jalur yang dilalui oleh system
disebut proses. Suatu proses quasi equilibrium jika langkah-langkah
intermediate / antara didalam proses dekat dengan keadaan
keseimbangan. Contoh proses yang dapat didekati dengan proses quasi
equilibrium diantaranya adalah proses akspansi dan kompresi gas di
dalam internal combustion engine.PROSES REVERSIBELPiston dengan
semua beban yang ada diatasnya seimbang dengan tekanan gas dalam
silinder (keadaan keseimbangan). Jika satu beban massa m diambil
secara tiba-tiba dengan cara mengesernya ke rak disampingnya dengan
ketinggian yang sama ( terjadi ketidak seimbangan gaya.
Piston dengan segala kelengkapannya (menjadi lebih ringgan)
mengalami percepatan keatas, sampai dicapai suatu keadaan dimana
gaya keatas yang mengangkat piston seimbang dengan gaya beratnya.
Momentum dari piston membawanya ketitik tertinggi, kemudian piston
akan bergerak kearah sebaliknya yaitu ke bawah. Jika posisi piston
dapat ditahan pada ketinggian maksimumnya, penambahan energi
potensial dari piston hamper sama dengan kerja yang dilakukan oleh
gas pada stoke pertama kali. Akan tetapi piston tidak dapat
ditahan, sehingga piston akan bergerak turun sampai dititik
terendah, kemudian naik lagi, dan terus akan mengalami osilasi
dengan amplitude yang semakin mengecil, samapi akhirnya dicapai
keadaan keseimbangan baru pada posisi piston diatas posisi
mula-mula.
Osilasi piston akan menyebabkan gas seperti diaduk-aduk dan akan
menyebabkan gerakan molekul-molekul gas menjadi kacau. Proses
dissipative ini akan mengubah sebagian kerja yang dilakukan oleh
gas mendorong piston menjadi internal energi dari gas. Jika beban m
yang tadi diambil, dikembalikan lagi keatas piston secara
tiba-tiba, maka akan terjadi proses kebalikan dari proses tersebut
diatas. Piston akan mengalami percepatan ke arah bawah, bergerak
kearah bawah sampai tercapai titik terendah, kemudian kembali
keatas dan seterusnya sampai dicapai keadaan keseimbangan yang
baru. Ternyata meskipun massa m dikembalikan lagi seperti semula,
posisi piston pada keseimbangan tidak sama dengan keadaan
keseimbangan mula-mula. Hal ini berari bahwa proses seperti ini
merupakan suatu proses yang irreversible.
Jika kita tinjau piston yang sama, tetapi dengan beban yang
ukurannya lebih kecil, bila dilakukan proses seperti diatas maka
akan terjadi proses yang sama, hanya saja osilasi yang terjadi
memiliki amplitudo yang lebih kecil dari pada proses diatas.
Pergeseran posisi keseimbangan akhir dari keseimbangan awal juga
lebih kecil disbanding proses yang pertama.
Jika pengurangan beban dengan massa yang infinitesimal (sangat-
sangat kecil) sebesar dm, maka piston akan naik tanpa disertai
osilasi, dan langsung mencapai keseimbangan baru. Jika beban
diambil lagi seberat dm, maka piston akan naik tanpa disertai
osilasi, dan langsung mencapai keseimbangan baru. Demikian
seterusnya jika pengambilan beban dilakukan sedikit demi sedikit.
Apabila ditengah proses, beban infinitesimal dikembalikan keatas
piston maka piston akan turun tanpai osilasi, langsung mencapai
keseimbangan sebelumnya. Apabila kemudian beban dikembalikan satu
per satu yang masing-masing beratnya infinitesimal, mak apiston
akan kembali kekeadaan keseimbangan semula. Proses ini yang disebut
proses reversibel. Proses reversibel ini hanya mungkin terjadi jika
penyebab terjadinya perubahan adalah infinitesimal. Disamping itu,
piston diasumsikan tanpa gesekan, jika antara piston dan diding
silinder ada gesekan, maka proses menjadi tak
reversibel.INTERPOLASIJika M1 pada X1 dan M2 pada X2, untuk mencari
M pada X adalah :
Bila M adalah fungs dari 2 variabel independent : X dan Y maka
berapa M?
X1XX2
Y1M11M12
YM = ?
Y2M21M22
_1427645509.unknown
_1427645774.unknown
_1427645282.unknown
