Proses isokhorik merupakan suatu proses pada termodinamika di mana volume suatu gas dijaga tetap dan tidak berubah. Pada proses ini, yang berubah adalah tekanan dan suhu dari gas tersebut. Dalam proses isokhorik, tekanan awal dan akhir sangat mempengaruhi hasil akhir dari proses ini. Dalam artikel ini, akan dibahas bagaimana cara menentukan perbandingan tekanan awal dan akhir pada proses isokhorik secara tepat dan akurat.
Apa Itu Proses Isokhorik?
Sebelum membahas cara menentukan perbandingan tekanan awal dan akhir pada proses isokhorik, kita harus memahami terlebih dahulu apa itu proses isokhorik. Proses isokhorik, juga dikenal sebagai proses konstan volume, merupakan suatu proses pada termodinamika di mana volume suatu gas dijaga tetap dan tidak berubah. Proses ini berbeda dengan proses isobarik dan isoterma di mana hanya satu variabel saja yang dijaga tetap. Pada proses isokhorik, yang berubah adalah tekanan dan suhu dari gas tersebut.
Menentukan Perbandingan Tekanan Awal dan Akhir pada Proses Isokhorik
Untuk menentukan perbandingan tekanan awal dan akhir pada proses isokhorik, kita harus mengetahui beberapa variabel yang terlibat pada proses ini. Variabel yang perlu diketahui adalah tekanan awal (P1), tekanan akhir (P2), suhu awal (T1), dan suhu akhir (T2). Dalam proses isokhorik, volume (V) dianggap tetap atau konstan.
Setelah mengetahui variabel-variabel tersebut, perbandingan tekanan awal dan akhir dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
(P2/P1) = (T2/T1)Rumus tersebut merupakan persamaan gaya dari Hukum Boyle-Charles. Hukum Boyle-Charles menyatakan bahwa pada suhu konstan, tekanan dan volume gas berbanding terbalik. Sedangkan pada tekanan konstan, volume dan suhu gas berbanding lurus.
Perbandingan tekanan awal dan akhir ini penting karena dapat menentukan efisiensi dari suatu proses isokhorik. Jika perbandingan tekanan awal dan akhir rendah, maka efisiensi dari proses isokhorik akan tinggi. Sebaliknya, jika perbandingan tekanan awal dan akhir tinggi, maka efisiensi dari proses isokhorik akan rendah.
Contoh Soal
Untuk lebih memahami cara menentukan perbandingan tekanan awal dan akhir pada proses isokhorik, berikut ini adalah contoh soal dan penyelesaiannya:
Sebuah tabung memiliki volume 0,25 m^3 dan terisi gas helium pada suhu 27°C dengan tekanan 300 kPa. Jika suhu gas dijaga tetap dan volume gas tidak berubah, maka tekanan akhir gas helium adalah 375 kPa. Berapakah suhu final dari gas helium tersebut?
Pertama-tama, kita harus menentukan variabel-variabel yang diberikan dalam soal. Variabel-variabel tersebut adalah:
P1 = 300 kPa
P2 = 375 kPa
T1 = 27°C
V = 0,25 m^3
Setelah diketahui variabel-variabel tersebut, kita dapat menggunakan rumus berikut untuk menentukan suhu final dari gas helium tersebut:
T2 = (P2/P1) x (V/T1)Substitusi variabel-variabel tersebut ke dalam rumus di atas menghasilkan:
T2 = (375/300) x (0,25/300)
T2 = 0,000208 x 1000
T2 = 0,208 KUntuk mengubah satuan suhu dari Kelvin menjadi Celsius, kita dapat mengurangi 273 dari hasil di atas:
T2 = 0,208 - 273
T2 = -272,79°CTemperatur keluaran adalah sebesar -272,79°C. Ini merupakan suhu yang sangat rendah dan sangat jauh di bawah nol mutlak (-273,15°C).
Kesimpulan
Perbandingan tekanan awal dan akhir pada proses isokhorik sangat penting karena dapat menentukan efisiensi dari suatu proses isokhorik. Dalam proses isokhorik, tekanan dan suhu gas yang berubah mempengaruhi hasil akhir dari proses tersebut. Untuk menentukan perbandingan tekanan awal dan akhir, kita dapat menggunakan rumus persamaan gaya dari Hukum Boyle-Charles. Dengan mengetahui variabel-variabel yang terlibat pada proses isokhorik, kita dapat menentukan perbandingan tekanan awal dan akhir dengan cepat dan akurat.
