Kerja (W)

Pertukaran energi antara sistem dan lingkungan selain dalam bentuk kalor disebut kerja. Bentuk kerja yang paling lazim menyertai proses kimia adalah kerja tekanan – volume (kerja PV) , yaitu jenis kerja yang berkaitan dengan perubahan volume sistem. Gambar 7 menunjukkan sejumlah gas dalam sebuah silinder dengan piston yang dapat bergerak bebas. Pada awalnya, gas mendapat beban 2P (yang berasal dari 2 benda di atas piston). Jika salah satu beban tersebut dikurangi, maka volume gas akan bertambah. Piston akan terangkat setinggi h. Marilah kita perhatikan berapakah kerja yang dilakukan sistem pada proses tersebut.

Sebagaimana ditunjukkan pada gambar 7, gas mengalami ekspansi melawan tekanan luar sebesar P atm. Dalam fisika telah dipelajari bahwa kerja sama dengan gaya kali jarak atau w = F x s. Dan tekanan adalah gaya persantuan luas atau P = F/A. Perhatikan Gambar 7 berikut:

Gambar 7. Kerja volume – tekanan

Pada gambar 7 tersebut diatas, gaya bergerak sepanjang h, maka besarnya kerja yang dilakukan sistem adalah:

Kerja (W) =  gaya x jarak = P x A x h               (2)

Oleh karena A x h adalah perubahan volume (ΔV), maka persamaan di atas dapat ditulis sebagai :

W = P x ΔV (3)

Jika tekanan dinyatakan dalam atm, dan volume dalam liter, maka satuan kerja adalah liter atm. Dalam satuan SI, kerja dinyatakan dalam Joule (J). Hubungan keduanya adalah:

1 L atm = 101, 32 J

Contoh: Hitunglah besarnya kerja (dalam Joule) yan g dilakukan  suatu sistem yang mengalami ekspansi melawan tekanan 2 atm dengan perubahan volume 10 liter.

Jawab: Kerja (W) = P x ΔV

= 2 atm x 10 liter

= 20 L atm

= 20 L atm x 101,32 J/L. atm

= 2026,4 J

= 2,0264 kJ

Kata Pencarian Artikel ini: