nisbah kompersi mesin diesel 10 : 1. Pada tekanan 20 kPa, di dalam mesin terdapat 10 L gas. Apabila proses tersebut terjadi secara adiabatik, tekanan akhir gas

Kelas         : XI
Pelajaran   : Fisika
Kategori     : Termodinamika
Kata Kunci : nisbah, kompresi, mesin, diesel, tekanan, gas, adiabatik, konstanta, Laplace

Kode : 11.6.10 [Kelas 11 Fisika Bab 10 Termodinamika]

Diketahui
Nisbah kompresi mesin diesel 10 : 1
Tekanan awal gas [tex]p_1=20 \ kPa[/tex]
Perhatikan, agar pengerjaan soal ini memenuhi pilihan jawaban yang tersedia maka tekanan awal gas dinyatakan sebesar [tex]p_1=200 \ kPa[/tex] 
Volum awal gas [tex]V_1=10 \ L[/tex]
Proses terjadi secara adiabatik
Tetapan Laplace [tex]\gamma=1,4[/tex]

Ditanya
Tekanan akhir gas [tex]p_2[/tex]

Penyelesaian

Proses adiabatik adalah suatu proses perubahan keadaan gas di mana tidak ada kalor yang keluar atau masuk dari sistim. Sehingga dalam proses adiabatik berlaku Q = 0.

Persamaan yang menghubungkan antara tekanan p dengan volum V dalam suatu proses adiabatik dikenal sebagai Hukum Poisson, yakni
[tex]p_1V_1^{\gamma}=p_2V_2^{\gamma}[/tex] ... [persamaan-1]
[tex]T_1V_1^{\gamma-1}=T_2V_2^{\gamma-1}[/tex] ... [persamaan-2]
[tex]\gamma [/tex] adalah tetapan Laplace
[tex]\gamma= \frac{C_p}{C_v} [/tex], merupakan rasio antara kapasitas kalor molar atau kalor jenis gas pada tekanan tetap dengan volum tetap. Karena [tex]C_p\ \textgreater \ C_v[/tex], maka [tex]\gamma\ \textgreater \ 1[/tex]

Dalam istilah teknik mesin, nisbah atau rasio kompresi mesin diesel 10 : 1 bermakna volum gas dikompresi menjadi ¹/₁₀ volum semula. Dapat dikatakan bahwa [tex]V_2= \frac{1}{10}V_1 \ atau \ V_1=10V_2[/tex].

Pada persoalan kali ini digunakan persamaan-1
[tex]p_1V_1^{\gamma}=p_2V_2^{\gamma}[/tex]
[tex](200 \ kPa)(10V_2)^{1,4}=p_2V_2^{1,4}[/tex]
[tex](200\times10^3 \ Pa)(10^{1,4})V_2^{1,4}=p_2V_2^{1,4}[/tex]
[tex]Hasil \ dari \ 10^{1,4}=25,12[/tex]
[tex]Diperoleh \ p_2=5,024\times10^6 \ Pa[/tex]
[tex]Ingat, 1 atm = 1,01 \times10^5 \ Pa[/tex]
[tex]Jadi, p_2=(5,024\times10^6 \ Pa)( \frac{1 \ atm}{1,01\times10^5}) [/tex]
[tex]Hasilnya \ p_2=49,74 \ atm \ dibulatkan \ menjadi \ 50 \ atm[/tex]

Persamaan-1 dapat pula disiapkan sebagai berikut
[tex]p_2=p_1( \frac{V_1}{V_2} )^{\gamma}[/tex]
[tex]p_2=(200\times10^3 \ Pa)( \frac{10V_2}{V_2} )^{1,4}[/tex]
[tex]p_2=(200\times10^3 \ Pa)(10^{1,4})[/tex]
[tex]p_2=(200\times10^3 \ Pa)(25,12)[/tex]
[tex]p_2=5,024\times10^6 \ Pa[/tex]
[tex]Hasilnya \ tetap \sama, yakni \ p_2=49,74 \ atm \ dibulatkan \ menjadi \ 50 \ atm[/tex]

Jawaban : E. 50 atm

__________________

Pelajari kasus tentang menghitung besarnya usaha pada proses adiabatik
https://brainly.co.id/tugas/13352409
Pelajari kembali persoalan terkait teori kinetik gas dalam menghitung massa gas bila diketahui tekanan, volum, suhu, dan massa molekul relatif gas.
brainly.co.id/tugas/13212462
Simak kembali hubungan antara kecepatan efektif molekul-molekul gas terhadap suhu.
brainly.co.id/tugas/13284070