PROSES REVERSIBEL DAN PROSES IRREVERSIBEL

PROSES REVERSIBEL DAN PROSES IRREVERSIBEL

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.