Kerja (termodinamika)

Untuk bentuk lain dari "Kerja" dalam fisika, lihat Kerja (fisika) dan Kerja (listrik).

Dalam termodinamika, kerja yang dilakukan oleh sistem adalah energi yang dipindahkan sistem ke tempat lain yang menyebabkan perubahan pada sistem. Kerja termodinamika juga generalisasi dari konsep kerja mekanis dalam fisika.

Kerja tekanan-volume

Kerja tekanan-volume (atau kerja PV) muncul ketika adanya perubahan volume V sistem. Kerja PV umumnya diukur dengan satuan dalam liter-atm dimana 1L·atm = 101.325J. Meskipun begitu, liter-atm bukanlah sistem satuan SI. Satuan SI umumnya menggunakan Joule (J), dengan 1 J = 1 Pa.m³. Kerja PV merupakan topik penting dalam termodinamika kimia.

Untuk proses reversibel pada sistem tertutup, kerja PV dinyatakan dalam persamaan diferensial berikut ini:

$\delta W=PdV\,$

dengan

$\delta W$ menunjukkan kerja yang dilakukan oleh sistem;

$P$ adalah tekanan dalam sistem dan di luar sistem; umumnya sama untuk proses reversibel;

$dV$ menunjukkan adanya perubahan volume dalam sistem.

Maka,

$W=\int _{V_{i}}^{V_{f}}P\,dV.$

dengan

$W$ menunjukkan kerja yang dilakukan oleh sistem selama proses reversibel keseluruhan.

Hukum pertama termodinamika dapat dinyatakan sebagai

$dU=\delta Q-PdV\,.$

Tidak tergantung jalur

Seperti jenis kerja yang lain, secara umum kerja PV tidak tergantung jalur dan oleh karena itu termasuk fungsi proses termodinamika. Pernyataan bahwa proses reversibel dan adiabatik berperan sebagai spesifikasi jalurnya, namun tidak menjelaskan secara spesifik, karena jalur ini dapat memuat beberapa beberapa perubahan volume selama tak ada perpindahan energi sebagai panas. Hukum pertama termodinamika menyatakan bahwa $dU=\delta Q-\delta W$. Untuk proses adiabatik, $\delta Q=0$ dan maka integral dari kerja yang dilakukan sama dengan besarnya perubahan energi dalam. Untuk proses adiabatik reversibel, jumlah integral kerja yang dilakukan selama proses hanya bergantung dari keadaan awal dan akhir proses.

Untuk notasi matematika saat ini, diferensial $\delta W$ adalah diferensial noneksak.

Notasi lainnya, δW ditulis đW (ada garis di atas d). Notasi ini menunjukkan bahwa đW bukanlah eksak satu bentuk.

Lihat juga

• Kerja listrik
• Reaksi kimia

Referensi

• G.J. Van Wylen and R.E. Sonntag (1985), Fundamentals of Classical Thermodynamics, John Wiley & Sons, Inc., New York ISBN 0-471-82933-1
• Cengel, Yunus; Michael A. Boels (2011). Thermodynamics An Engineering Approach. New York, NY: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-352932-5.