Diketahui:

Kurva siklus kerja gas:

$P_{\text{A}}$ = $P_{\text{B}}$ = 15 kPa

$P_{\text{C}}$ =$P_{\text{D}}$ = 5 kPa

$V_{\text{A}}$ = $V_{\text{D}}$ = 2 m³

$V_{\text{B}}$ = $V_{\text{C}}$ = 3 m³

Ditanya:

Usaha total tiap siklus, $W_{\text{tot }}$= ?

Jawab:

Usaha yang dilakukan pada sebuah siklus merupakan penjumlahan dari usaha-usaha pada masing-masing langkahnya.

Pada kurva ini, terdapat proses isobarik dan proses isokhorik. Proses isobarik merupakan proses termodinamika yang terjadi pada tekanan konstan dan dapat digambarkan dengan kurva lurus horizontal pada grafik tekanan terhadap volume. Proses isokhorik merupakan proses termodinamika yang terjadi pada volume konstan dan dapat digambarkan dengan kurva lurus vertikal pada grafik tekanan terhadap volume.

Besarnya usaha pada proses isobarik adalah $W=P\left(V_2-V_1\right)$ dimana $P$ adalah tekanan dan $V$ adalah volume sementara besarnya usaha pada proses isokhorik adalah 0 karena tidak terjadi perubahan volume gas.

Hitung besarnya usaha di tiap langkahnya.

Pada A-B

$W_{\text{AB}}=P\left(V_{\text{ B}}-V_{\text{A}}\right)$ (proses isobarik)

$=15\left(3-2\right)$

$=15$ kJ

Pada B-C

$W_{\text{BC}}=0$ J (proses isokhorik)

Pada C-D

$W_{\text{CD}}=P\left(V_{\text{D}}-V_{\text{}\text{C}}\right)$ (proses isobarik)

$=5\left(2-3\right)$

$=-5$ kJ

Pada D-A

$W_{\text{DA}}=0$ J (proses isokhorik)

Sehingga besar usaha totalnya,

$W_{\text{tot}}=W_{\text{AB}}+W_{\text{BC}}+W_{\text{CD}}+W_{\text{DA}\text{}}$

$=15+0+\left(-5\right)+0$

$=10$ kJ

Jadi, besar usaha total yang dihasilkan tiap siklus tersebut adalah 10 kJ.