Pertanyaan

Gas diatomik pada suhu sedang 200°C dan tekanan 10 5 N/m 2 bervolume 4 lt. Gas mengalami proses isobarik sehingga volumenya 6 liter kemudian proses isokhorik sehingga tekanannya 1,2 x 10 5 N/m 2 . Berapakah besar perubahan energi dalam gas selama proses tersebut?

Gas diatomik pada suhu sedang 200°C dan tekanan 10⁵ N/m² bervolume 4 lt. Gas mengalami proses isobarik sehingga volumenya 6 liter kemudian proses isokhorik sehingga tekanannya 1,2 x 10⁵ N/m². Berapakah besar perubahan energi dalam gas selama proses tersebut? $\;$

N. Puspita

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Jawaban

besar perubahan energi dalam gas selama proses tersebut adalah7865 J.

besar perubahan energi dalam gas selama proses tersebut adalah 7865 J.

Pembahasan

Diketahui: T 1 = 20 0 ∘ C = 473 K P 1 = 1 0 5 N / m 2 V 1 = 4 liter = 4.1 0 − 3 m 3 P 2 = 1 , 2 × 1 0 5 N / m 2 V 2 = 6 liter = 6 × 1 0 − 3 m 3 Ditanya: △ U = ... ? Penyelesaian: Proses isobarik adalah proses perubahan keadaan termodinamika yang terjadi pada tekanan tetap. Usaha pada proses isobarik sama dengan hasil kali antara tekanan dan perubahan volume. Proses isokhorikproses perubahan keadaan termodinamika yang terjadi pada volumetetap. pada proses isokhorik, sistem tidak melakukan ataupun menerima usaha dari lingkungannya. Proses isobarik. Langkah-langkahnya: 1. Menentukan suhu akhir T 2 V 2 = T 1 V 1 T 2 6 × 1 0 − 3 = 473 4 × 1 0 − 3 T 2 = 4 × 1 0 − 3 6 × 1 0 − 3 × 473 T 2 = 4 6 × 473 T 2 = 4 2838 T 2 = 709 , 5 K 2. Menentukan perubahan energi dalam: △ U 1 = 2 5 n R △ T △ U 1 = 2 5 n R ( T 2 − T 1 ) △ U 1 = 2 5 ( 1 ) ( 8 , 314 ) ( 709 , 5 − 473 ) △ U 1 = 2 5 ( 1 ) ( 8 , 314 ) ( 236 , 5 ) △ U 1 = 2 5 ( 1966 , 26 ) △ U 1 = 4915 , 6 J Proses isokhorik: 3. Menentukan suhu akhir: P 2 T 3 = P 1 T 2 1 , 2 × 1 0 5 T 3 = 1 0 5 709 , 5 T 3 = 1 0 5 1 , 2 × 1 0 5 ( 709 , 5 ) T 3 = 1 , 2 ( 709 , 5 ) T 3 = 851 , 4 K 4. Menentukan Perubahan energi dalam: △ U 2 = 2 5 n R △ T △ U 2 = 2 5 n R ( T 3 − T 2 ) △ U 2 = 2 5 ( 1 ) ( 8 , 314 ) ( 851 , 4 − 709 , 5 ) △ U 2 = 2 5 ( 1 ) ( 8 , 314 ) ( 141 , 9 ) △ U 2 = 2 5 ( 1179 , 76 ) △ U 2 = 2949 , 4 J 5. Menentukan Total perubahan energi dalam: △ U = △ U 1 + △ U 2 △ U = 4915 , 6 + 2949 , 4 △ U = 7865 J Dengan demikian, besar perubahan energi dalam gas selama proses tersebut adalah7865 J.

Diketahui:

$T_{1} = 20 0^{\circ} C = 473 K P_{1} = 1 0^{5} N / m^{2} V_{1} = 4 liter = 4.1 0^{- 3} m^{3} P_{2} = 1, 2 \times 1 0^{5} N / m^{2} V_{2} = 6 liter = 6 \times 1 0^{- 3} m^{3}$

Ditanya: $△ U = ... ?$

Penyelesaian:

Proses isobarik adalah proses perubahan keadaan termodinamika yang terjadi pada tekanan tetap. Usaha pada proses isobarik sama dengan hasil kali antara tekanan dan perubahan volume.

Proses isokhorik proses perubahan keadaan termodinamika yang terjadi pada volume tetap. pada proses isokhorik, sistem tidak melakukan ataupun menerima usaha dari lingkungannya.

Proses isobarik.

Langkah-langkahnya:

1. Menentukan suhu akhir

$\frac{V _{2}}{T _{2}} = \frac{V _{1}}{T _{1}} \frac{6 \times 1 0 ^{- 3}}{T _{2}} = \frac{4 \times 1 0 ^{- 3}}{473} T_{2} = \frac{6 \times 1 0 ^{- 3} \times 473}{4 \times 1 0 ^{- 3}} T_{2} = \frac{6 \times 473}{4} T_{2} = \frac{2838}{4} T_{2} = 709, 5 K$

2. Menentukan perubahan energi dalam:
$△ U_{1} = \frac{5}{2} n R △ T △ U_{1} = \frac{5}{2} n R (T_{2} - T_{1}) △ U_{1} = \frac{5}{2} (1) (8, 314) (709, 5 - 473) △ U_{1} = \frac{5}{2} (1) (8, 314) (236, 5) △ U_{1} = \frac{5}{2} (1966, 26) △ U_{1} = 4915, 6 J$

Proses isokhorik:

3. Menentukan suhu akhir:

$\frac{T _{3}}{P _{2}} = \frac{T _{2}}{P _{1}} \frac{T _{3}}{1 , 2 \times 1 0 ^{5}} = \frac{709 , 5}{1 0 ^{5}} T_{3} = \frac{1 , 2 \times 1 0 ^{5} ( 709 , 5 )}{1 0 ^{5}} T_{3} = 1, 2 (709, 5) T_{3} = 851, 4 K$

4. Menentukan Perubahan energi dalam:

$△ U_{2} = \frac{5}{2} n R △ T △ U_{2} = \frac{5}{2} n R (T_{3} - T_{2}) △ U_{2} = \frac{5}{2} (1) (8, 314) (851, 4 - 709, 5) △ U_{2} = \frac{5}{2} (1) (8, 314) (141, 9) △ U_{2} = \frac{5}{2} (1179, 76) △ U_{2} = 2949, 4 J$

5. Menentukan Total perubahan energi dalam:

$△ U = △ U_{1} + △ U_{2} △ U = 4915, 6 + 2949, 4 △ U = 7865 J$

Dengan demikian, besar perubahan energi dalam gas selama proses tersebut adalah 7865 J.

Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher
di sesi Live Teaching, GRATIS!

4.4 (5 rating)

Latifa Wulandari

Makasih ❤️

Pertanyaan serupa

Sebanyak 0,53 mol gas ideal monoatomik mula-mula memiliki volume 2,5 m 3 , tekanan 10 5 Pa, dan suhu 250 K. Gas mula-mula mengalami proses isokhorik sampai tekanannya menjadi 2 × 1 0 5 Pa , kemudian m...

3.0

Jawaban terverifikasi

Sejenis gas berubah keadaannya dari keadaan A ke B dengan dua lintasan yang berbeda, seperti ditunjukkan pada gambar. Jika lintasan (i) memerlukan masukan kalor 60 J, hitunglah kenaikan energi d...

0.0

Jawaban terverifikasi

Pada gambar dibawah ini 20 lbm udara dengan tekanan dan temperatur mula-mula 200 lb/in 2 dan 500°Rpada titik a, tekanan pada titik c 100 lb/in 2 dan temperatur500°R. Tentukan kerja yang dilakuka...

200

5.0

Jawaban terverifikasi

Sebuah mesin kalor melakukan proses seperti gambar di samping (gas He) AB = isobarik; BC = adiabatis; CA = isokhorik. Jika T A = 400 K , T B = 500 K dan T C = 600 K ( n = 1 0 − 3 mol ) . Hitungl...

4.0

Jawaban terverifikasi

Suatu gas monoatomik pada suhu 10 0 ∘ C dantekanan 2 atm dipanaskan secara isobarik sehingga volume bertambah dari 20 cm 3 menjadi 40 . Kemudian gas ini dipanaskan secara isokhorik sehingga tekanannya...

0.0

Jawaban terverifikasi