Sejumlah gas helium memiliki tekanan awal 240 kPa. Gas kemudian dipanaskan dengan tekanan tetap. Konstanta gas ditetapkan R Jkmol^-1K^-1. Gas melakukan usaha sebesar 4 J/kmol dan volume gas mula-mula 250 cc/kmol. Temperatur gas akhir adalah ... K. A. 15/R B. 30/R C. 56/R D. 60/R E. 64/R

<p>Jawaban yang benar adalah E. 64/R.</p><p>&nbsp;</p><p>Diketahui:</p><p>Gas helium</p><p>p1 = = p2 = p = 240 kPa = 240 x 10^3 Pa</p><p>Tekanan tetap (isobarik)</p><p>Konstanta gas = R J kmol^-1 K^-1</p><p>W = 4 J/kmol</p><p>V1 = 250 cc/kmol = 250 x 10^-6 m^3/kmol</p><p>&nbsp;</p><p>Ditanya:</p><p>T2 = ...?</p><p>&nbsp;</p><p>Jawab:</p><p>Konsep yang kita pakai adalah proses keadaan gas termodinamika. Dalam termodinamika terdapat 4 proses keadaan gas, yaitu isobarik, isokhorik, isotermik, dan adiabatik. Pada proses isobarik, tekanan gas dijaga konstan/tetap (P = tetap). Besar usaha luar untuk menaikkan atau menurunkan volume gas dirumuskan oleh:</p><p>&nbsp;</p><p>W = p x ΔV.</p><p>&nbsp;</p><p>Ingat juga persamaan umum gas ideal berikut:</p><p>p x V = n x R x T.</p><p>&nbsp;</p><p>Keterangan:</p><p>p = tekanan (N/m² atau Pa)</p><p>V = volume (m³)</p><p>n = jumlah mol gas</p><p>R = tetapan gas universal = 8,31 J/mol.K</p><p>T = suhu (K).</p><p>W = usaha luar (J)</p><p>ΔV = perubahan volume (m³).</p><p>&nbsp;</p><p>Dengan menggunakan persamaan di atas, maka diperoleh volume akhir gas yaitu:</p><p>W = p x ΔV</p><p>W = p x (V2 - V1)</p><p>4 = 240 x 10^3 x (V2 - 250 x 10^-6)</p><p>1/6 x 10^-4 = V2 - 250 x 10^-6</p><p>V2 - 250 x 10^-6 = 0,167 x 10^-4</p><p>V2 - 250 x 10^-6 = 16,7 x 10^-6</p><p>V2 = 266,7 x 10^-6 m³.</p><p>&nbsp;</p><p>Maka, dari rumus gas ideal diperoleh:</p><p>p2 x V2 = n x R x T2 ---&gt; n = 1 kmol karena tiap kmol</p><p>T2 = 240 x 10^3 x 266,7 x 10^-6 / (1 x R)</p><p>T2 = 64000 x 10^-3 / R</p><p>T2 = 64/R.</p><p>&nbsp;</p><p>Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah E. 64/R.</p>