Sejumlah gas ideal monoatomik pada keadaan awal bertekanan 120 kPa dan dengan volume 250 cc/kmol. Kemudian, gas dipanasi pada tekanan tetap sehingga mengembang. Misalkan konstanta gas universal dinyatakan sebagai R Jmol^-1K^-1. Jika temperatur akhir gas 38,4/R kelvin, R maka volume gas per kmol adalah .... A. 297 cc/kmol D. 367 cc/kmol B. 320 cc/kmol E. 420 cc/kmol C. 343 cc/kmol

Question

Jawaban yang benar adalah B. 320 cc/kmol.

Diketahui:

Gas ideal monoatomik

p1 = p2 = 120 kPa = 120 x 10^3 Pa

V1 = 250 cc/kmol = 250 x 10^-6 m^3/kmol

Tekanan tetap (isobarik)

Konstanta gas universal = R J mol^-1 K^-1.

T2 = 38,4/R kelvin

Ditanya:

V2 per kmol = ...?

Jawab:

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:

W = p x ΔV.

Ingat juga persamaan umum gas ideal berikut:

p x V = n x R x T.

Keterangan:

p = tekanan (N/m² atau Pa)

V = volume (m³)

n = jumlah mol gas

R = tetapan gas universal = 8,31 J/mol.K

T = suhu (K).

W = usaha luar (J)

ΔV = perubahan volume (m³).

Dengan menggunakan persamaan di atas, maka diperoleh suhu awal gas yaitu:

p1 x V1 = n x R x T1 ---> n = 1 kmol karena tiap kmol

T1 = (120 x 10^3 x 250 x 10^-6) / (1 x R)

T1 = 30/R.

Maka, volume akhir gas adalah:

(p1 x V1)/(p2 x V2) = (n x R x T1)/(n x R x T2)

V1/V2 = T1/T2

V2 = (T2/T1) x V1

V2 = [(38,4/R)/(30/R)] x 250 cc/kmol

V2 = (38,4/30) x 250 cc/kmol

V2 = 1,28 x 250 cc/kmol

V2 = 320 cc/kmol.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah B.

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Pertanyaan serupa