Macam - macam kompresi

Grafik diatas merupakan perbandingan proses kompresi. Jika perbandingan itu digambarkan secara grafik, ketiga proses kompresi itu tampak seperti gambar di atas. Dari kurva diatas proses kompresi isotermal paling landai dan disusul proses politropik dan terakhir proses adiabatik. Jadi adiabatik menunjukkan kurva yang paling curam (terjal). Hal ini penting dan berguna dalam menggambarkan beberapa proses yang terjadi secara berulang (siklus).

Proses-Proses Kompresi

Kompresi gas idealnya dapat diwujudkan dalam tiga cara yaitu isotermal, adiabatik dan politropik. Ketiga proses itu dapat diterangkan sebagai berikut:

1)      Kompresi Isotermal

Kompresi pada hakikatnya memberikan energi mekanik, yang kemudian tersimpan di dalam gas. Karena energi itu kekal, energi ini disimpan juga dalam bentuk panas selain energi tekanan. Semakin besar energi yang diberikan, semakin besar pula kenaikan temperaturnya. Untuk menjaga agar temperatur tetap, proses ini harus didinginkan. Di sinilah berlaku proses isotermal, yakni T = konstan atau:

pV = Tetap

Sehingga:

P₁v₁ = P₂v₂  dan P1/P2 = V2/V1

Prose isotermal ini cukup ideal, jadi dalam kenyataannya sulit dicapai. Panas yang dihasilkan cukup cepat dan besar. Di sinilah sulitnya menjaga temperatur tetap.

2)      Kompresi Adiabatik

Kompresi isotermal memerlukan pembuangan panas agar temperatur konstan. Dalam kompresi adiabatik justru sebaliknya; agar tidak ada panas yang terbuang. Proses akan berlangsung secara adiabatik sempurna jika tidak ada panas yang terbuang sedikit pun. Untuk itu agar proses berjalan adiabatik, sistem harus diisolasi. Karena tidak mungkin kita dapat mengisolasi sistem secara sempurna, kita tidak akan dapat memperoleh proses adiabatik yang sempurna pula. Jadi proses ini pun ideal, hanya dalam kajian teoritis belaka. Panas yang tertahan pada proses adiabatik menyebabkan tekanan gas naik lebih tinggi (pada volume yang sama) dibanding proses isotermal. Tekanan itu lebih tinggi karena ada kenaikan temperatur. Temperatur tersebut naik karena energi kompresi akan tersimpan dalam sistem sebagai energi dalam (internal energi). Kenaikan temperatur ini sebanding dengan kenaikan energi dalam yang juga sebanding dengan kerja yang diberikan pada sistem dengan persamaan :

Pv^k = tetap

di sini k adalah perbandingan antara kapasitas panas pada tekanan tetap dengan kapasitas panas pada volume tetap, k = cp/cv. Jika k = 1 persamaan di atas menjadi persamaan untuk proses isotermal. Persamaan di atas tadi dapat dituliskan sebagai:

p₁v₁^k = p₂v₂^k

P2 = P1

Bisa bandingkan dengan proses isotermal. Karena di sini k > 1 dan pada proses kompresi volume mengecil, yakni v1/v2 > 1, kita akan memperoleh p2 lebih besar dari pada proses isotermal (k = 1).

3)      Kompresi Politropik

Kita maklum bahwa kedua proses di atas tadi merupakan proses ideal yang kenyataannya sulit dicapai. Kita sulit mencapai isotermal karena ada kenaikan temperatur dan juga kita sulit mencapai adiabatik karena ada panas yang berpindah (keluar). Jadi proses yang terjadi sesungguhnya adalah proses di antara keduanya, terjadi kenaikan temperatur dan juga ada panas yang keluar yang disebut sebagai proses politropik. Jadi proses ini menggunakan persamaan seperti untuk proses adiabatik hanya harga k diganti dengan n yang nilainya berada di antara 1 dan k atau 1 < n < k:

p₁v₁^k = p₂v₂^k

P2 = P1

Jika diperbandingkan, ketiga proses kompresi itu tampak seperti pada tabel di bawah. Di sini digunakan udara dengan k=1,4, dan untuk proses politropik digunakan untuk pemisalan n=1,2.

Perbandingan proses kompresi