Roboguru

2 mol gas ideal monoatomik dinaikan suhunya dari 300 K menjadi 400 K pada tekanan konstan. Hitung perubahan energi dalam gas tersebut!

Pertanyaan

2 mol gas ideal monoatomik dinaikan suhunya dari 300 K menjadi 400 K pada tekanan konstan. Hitung perubahan energi dalam gas tersebut! 

Pembahasan Soal:

Diketahui:
n=2molT1=300KT2=400KPkonstan(gasideal)=1atm=105N/m2  

Ditanya:
Perubahan energi dalam gas tersebut?

Penyelesaian:
Pada proses dengan tekanan tetap (isobarik), energi dalam pada proses tersebut dapat dihitung dengan persamaan U=23PV. Namun, kita harus mencari perubahan volumenya terlebih dahulu menggunakan persamaan gas ideal berikut:
T1V1=T2V2V2V1=T2T1V2V1=400K300KV2V1=4m33m3 

Maka, perubahan volumenya adalah:
 V=V2V1V=43V=1m3

Dan perubahan energi dalamnya adalah:
U=23PVU=231051U=1,5×105joule

Dengan demikian, perubahan energi dalam gas tersebut adalah 1,5×105joule.

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

F. Adhika

Mahasiswa/Alumni Universitas Pendidikan Indonesia

Terakhir diupdate 12 September 2021

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

Pertanyaan yang serupa

Empat sistem mengalami proses isobarik dengan volume awal, suhu awal, suhu akhir, kalor yang ditunjukkan dalam tabel berikut. Keempat sistem melakukan usaha dan menerima kalor. Jika tekanan konstan...

Pembahasan Soal:

begin mathsize 14px style Untuk space straight P V subscript p 2 end subscript equals 320 over 300 x blank 15 equals 16 blank L increment V subscript p equals 1 blank L equals 1 blank x blank 10 to the power of negative 3 end exponent m cubed W subscript p equals P blank increment V subscript P equals 1 blank x 10 to the power of 5 open parentheses 1 blank x 10 to the power of negative 3 end exponent close parentheses equals blank 100 blank J increment U subscript p equals Q subscript p minus W subscript p equals 400 minus 100 equals 300 blank J  Untuk space Q V subscript q 2 end subscript equals 330 over 310 x blank 31 equals 33 blank L increment V subscript q equals 2 L equals 2 blank x blank 10 to the power of negative 3 end exponent m cubed W subscript q equals P blank increment V subscript q equals 1 blank x 10 to the power of 5 open parentheses 2 blank x 10 to the power of negative 3 end exponent close parentheses equals blank 200 blank J increment U subscript q equals Q subscript q minus W subscript q equals 350 minus 200 equals 150 blank J  Untuk space R V subscript R 2 end subscript equals 360 over 300 x blank 25 equals 30 blank L increment V subscript R equals 5 L equals 5 blank x blank 10 to the power of negative 3 end exponent m cubed W subscript R equals P blank increment V subscript R equals 1 blank x 10 to the power of 5 open parentheses 5 blank x 10 to the power of negative 3 end exponent close parentheses equals blank 500 blank J increment U subscript R equals Q subscript R minus W subscript R equals 600 minus 500 equals 100 blank J  Untuk space S V subscript S 2 end subscript equals 370 over 320 x blank 40 equals 46 , 25 blank L increment V subscript S equals 6 , 25 L equals 6 , 25 blank x blank 10 to the power of negative 3 end exponent m cubed W subscript S equals P blank increment V subscript S equals 1 blank x 10 to the power of 5 open parentheses 6 , 25 blank x 10 to the power of negative 3 end exponent close parentheses equals blank 625 blank J increment U subscript S equals Q subscript S minus W subscript S equals 750 minus 625 equals 125 blank J end style 

Perubahan energi dalam masing-masing sistem memiliki hubungan UP>∆UQ>∆US>∆UR.

Jadi, jawaban yang benar adalah B.

1

Roboguru

Suatu gas ideal monoatomik di dalam ruang tertutup mempunyai tekanan  Pa dan volume 40 liter. Bila gas memuai secara isobarik sehingga volumenya menjadi 50 liter, maka gas akan menyerap kalor dari lin...

Pembahasan Soal:

Diketahui :

P subscript 1 equals 1 comma 2 cross times 10 to the power of 5 space Pa V subscript 1 equals 40 space liter equals 40 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent space straight m cubed P subscript 2 equals P subscript 1 space left parenthesis konstan right parenthesis V subscript 2 equals 50 space liter equals 50 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent space straight m cubed Q equals 2 cross times 10 cubed space straight J 

Pembahasan:

Gas ideal adalah gas teoretis yang terdiri dari partikel-partikel titik yang bergerak secara acak dan tidak saling berinteraksi.

1. Gunakan persamaan gas ideal

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell fraction numerator P subscript 2 V subscript 2 over denominator T subscript 2 end fraction end cell equals cell fraction numerator P subscript 1 V subscript 1 over denominator T subscript 1 end fraction end cell row cell T subscript 2 end cell equals cell V subscript 2 over V subscript 1 T subscript 1 end cell row cell T subscript 2 end cell equals cell 50 over 40 T subscript 1 end cell row cell T subscript 2 end cell equals cell 5 over 4 T subscript 1 end cell row cell T subscript 2 end cell greater than cell T subscript 1 end cell end table

Suhu gas akan bertambah (Pernyataan 1 benar)

2. Usaha yang dilakukan gas ideal pada proses isobarik dapat dihitung menggunakan persamaan

W equals integral P space d V W equals P left parenthesis V subscript 2 minus V subscript 1 right parenthesis W equals 1 comma 2 cross times 10 to the power of 5 open parentheses 50 minus 40 close parentheses cross times 10 to the power of negative 3 end exponent W equals 1 comma 2 cross times 10 cubed space straight J

(Pernyataan 2 salah)

3. Perubahan energi dalam gas ideal dapat dihitung menggunakan hukum I termodinamika

increment U equals Q minus W increment U equals 2 cross times 10 cubed minus 1 comma 2 cross times 10 cubed increment U equals 800 space straight J

(Pernyataan 3 benar)

4. Massa jenis dirumskan rho equals m over V artinya massa jenis berbanding terbalik dengan volume gas. Volume gas setelah proses ini lebih besar dari volume awal, sehingga massa jenis gas menjadi lebih kecil. (Pernyaaan 4 salah)

Jadi jawaban yang tepat adalah B.

0

Roboguru

Sebuah mesin kalor melakukan proses seperti gambar di samping (gas He) AB = isobarik; BC = adiabatis; CA = isokhorik. Jika ,  dan  . Hitunglah perubahan energi dalam pada masing-masing proses!

Pembahasan Soal:

Diketahui :

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell T subscript A end cell equals cell 400 space straight K end cell row cell T subscript B end cell equals cell 500 space straight K end cell row cell T subscript C end cell equals cell 600 space straight K end cell row n equals cell 10 to the power of negative 3 end exponent space mol end cell row R equals cell 8 comma 31 space straight J divided by mol. straight K end cell end table end style 

Ditanya : begin mathsize 14px style increment U end style ?

Jawab :

  • Proses AB : Isobarik 

begin mathsize 14px style increment U subscript A B end subscript equals 3 over 2 n R left parenthesis T subscript B minus T subscript A right parenthesis increment U subscript A B end subscript equals 3 over 2.10 to the power of negative 3 end exponent.8 comma 31. left parenthesis 500 minus 400 right parenthesis increment U subscript A B end subscript equals 1 comma 25 space straight J end style 

  • Proses BC : Adiabatik

begin mathsize 14px style increment U subscript B C end subscript equals 3 over 2 n R left parenthesis T subscript C minus T subscript B right parenthesis increment U subscript B C end subscript equals 3 over 2.10 to the power of negative 3 end exponent.8 comma 31 left parenthesis 600 minus 500 right parenthesis increment U subscript B C end subscript equals 1 comma 25 space straight J end style  

  • Proses CA : Isokhorik

begin mathsize 14px style increment U subscript C A end subscript equals 3 over 2 n R left parenthesis T subscript A minus T subscript C right parenthesis increment U subscript C A end subscript equals 3 over 2.10 to the power of negative 3 end exponent.8 comma 31 left parenthesis 400 minus 600 right parenthesis increment U subscript C A end subscript equals negative 2 comma 5 space straight J end style 

Dengan demikian , masing-masing proses memiliki perubahan energi dalam:begin mathsize 14px style bold increment bold italic U subscript bold A bold B end subscript bold equals bold 1 bold comma bold 25 bold space bold J bold semicolon bold space bold increment bold italic U subscript bold B bold C end subscript bold equals bold 1 bold comma bold 25 bold space bold J bold semicolon bold space bold increment bold italic U subscript bold C bold A end subscript bold equals bold minus bold 2 bold comma bold 5 bold space bold J end style,

0

Roboguru

Sejumlah gas diatomik pada suhu 120°C dan tekanan   mempunyai volume 4 L Gas ini mengalami proses isobarik hingga volumenya 4,8 L lalu proses isokhorik hingga tekananya . Berapa perubahan energi dalam...

Pembahasan Soal:

Diketahui :

  begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell V subscript A end cell equals cell 4 space straight L equals 4 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent space straight m cubed end cell row cell V subscript B end cell equals cell 4 comma 8 space straight L equals 4 comma 8 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent space straight m cubed end cell row cell V subscript C end cell equals cell V subscript B equals 4 comma 8 space straight L equals 4 comma 8 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent space straight m cubed end cell row cell P subscript A end cell equals cell 8 cross times 10 to the power of 4 space straight N divided by straight m to the power of 4 end cell row cell P subscript B end cell equals cell straight P subscript straight A equals 8 cross times 10 to the power of 4 space straight N divided by straight m to the power of 4 end cell row cell P subscript C end cell equals cell 6 cross times 10 to the power of 4 space straight N divided by straight m squared end cell row cell T subscript A end cell equals cell 120 plus 273 equals 393 space straight K end cell end table end style 

Ditanya : begin mathsize 14px style increment U end style ?

Jawab :

begin mathsize 14px style T subscript C end style dan begin mathsize 14px style T subscript B end style dihitung dengan rumus Boyle-Gay Lussac.

Proses AB : Isobarik (Tekanan tetap)

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell fraction numerator P subscript A V subscript A over denominator T subscript A end fraction end cell equals cell fraction numerator P subscript B V subscript B over denominator T subscript B end fraction end cell row cell V subscript A over T subscript A end cell equals cell V subscript B over T subscript B end cell row cell T subscript B end cell equals cell V subscript B over V subscript A T subscript A end cell row cell T subscript B end cell equals cell fraction numerator 4 comma 8 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent over denominator 4 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent end fraction 393 end cell row cell T subscript B end cell equals cell 471 comma 6 space straight K end cell end table end style 

Proses BC: Isokhorik (Volume tetap)

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell fraction numerator P subscript C V subscript C over denominator T subscript C end fraction end cell equals cell fraction numerator P subscript B V subscript B over denominator T subscript B end fraction end cell row cell P subscript C over T subscript C end cell equals cell P subscript B over T subscript B end cell row cell T subscript C end cell equals cell P subscript C over P subscript B T subscript B end cell row cell T subscript C end cell equals cell fraction numerator 6 cross times 10 to the power of 4 over denominator 8 cross times 10 to the power of 4 end fraction cross times 471 comma 6 end cell row cell T subscript C end cell equals cell 353 comma 7 space straight K end cell end table end style 

Untuk menghitung n kita bisa gunakan persamaan gas umum

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell P subscript A V subscript A end cell equals cell n R T subscript A end cell row n equals cell fraction numerator P subscript A V subscript A over denominator R T subscript A end fraction equals fraction numerator 8 cross times 10 to the power of 4.4 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent over denominator 8 comma 31.393 end fraction equals 0 comma 098 space mol end cell end table end style 

Untuk gas diatomik  

begin mathsize 14px style C subscript V equals 5 over 2 R equals 5 over 2.8 comma 31 equals 20 comma 775 space straight J divided by mol. straight K end style 

Proses AB : Isobarik

begin mathsize 14px style increment U subscript A B end subscript equals n C subscript V left parenthesis T subscript B minus T subscript A right parenthesis increment U subscript A B end subscript equals 0 comma 098 cross times 20 comma 775 left parenthesis 471 comma 6 minus 393 right parenthesis increment U subscript A B end subscript equals 160 space straight J end style 

Proses BC: Isokhorik

begin mathsize 14px style increment U subscript A B end subscript equals n C subscript V left parenthesis T subscript C minus T subscript B right parenthesis increment U subscript A B end subscript equals 0 comma 098 cross times 20 comma 775 left parenthesis 353 comma 7 minus 471 comma 6 right parenthesis increment U subscript A B end subscript equals negative 240 space straight J end style  

Perubahan energi dalam

begin mathsize 14px style increment U equals increment U subscript A B end subscript plus increment U subscript B C end subscript increment U equals 160 minus 240 increment U equals negative 80 space straight J end style 

Jadi, perubahan energi dalamnya -80 J.

0

Roboguru

Sejumlah gas ideal bermassa m mengalami proses isobarik pada tekanan P. Volumenya berubah dari V1 menjadi V2 dan suhunya berubah dari T1 ke T2. Jika cp adalah kalor jenis pada tekanan tetap dan cv ada...

Pembahasan Soal:

Diketahui:cp=kalorjenispadatekanantetapcv=kalorjenispadavolumetetapDitanya:U?

 

Pada soal yang ada, isobarik merupakan proses terjadi perubahan volume dan temperatur/suhu sedangkan tekanan P diusahakan konstan.

Jawab:1.U=QW2.Q=mcpT3.W=PT=nRTHubungankalorjenisdengankapasitaskalorCpCv=nRmcpmcv=nRmakapersamaanberdasarkanprosesisobarik:U=QWU=mcpTnRTU=mcpT(mcpmcv)TU=mcpTmcpT+mcvTU=mcvTU=mcv(T2T1)

Jadi, jawaban yang tepat adalah D.

0

Roboguru

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

RUANGGURU HQ

Jl. Dr. Saharjo No.161, Manggarai Selatan, Tebet, Kota Jakarta Selatan, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 12860

Coba GRATIS Aplikasi Ruangguru

Produk Ruangguru

Produk Lainnya

Hubungi Kami

Ikuti Kami

©2021 Ruangguru. All Rights Reserved