Gas ideal ditempatkan dalam sebuah wadah yang memiliki sebuah penghisap di salah satu dindingnya. Di dinding yang lain dari wadah tersebut, ada sebuah lubang kecil yang membuat gas tersebut bocor. Pemanasan dan pemberian tekanan pada gas tersebut membuat suhunya meningkat 4 kali dan tekanan meningkat 8 kali. Nilai dari laju gas yang keluar dari lubang yang bocor tersebut akan ….

Pembahasan

Diketahui: Laju gas yang keluar dari lubang yang bocor dapat disampaikan dalam variabel R . Nilai laju dari gas yang keluar ( R t ) bergantung dengan banyaknya partikel gas yang keluar dari wadah tersebut dalam interval waktu t . Sehingga laju gas yang keluar adalah sebagai berikut: Dimana, adalah besarnya kecepatan rata-rata partikel gas pada komponen sumbu x (komponen sumbu x terletak tegak lurus terhadap dinding lubang), S adalah luas area lubang kebocoran, dan n adalah banyaknya partikel persatuan volume. Berdasarkan persamaan gas ideal PV = NkT, akan didapatkan persamaan: Dimana P adalah tekanan gas, k adalah konstanta Boltzmann, dan T adalah suhu dari gas tersebut. Nilai dari akan sebanding dengan akar kecepatan rata-ratanya . Dimana M adalah massa molar gas. Dengan menghubungkan setiap persamaan yang ada, maka akan didapatkan: Dengan mengumpulkan semua konstanta dalam satu koefisien, yakni a, maka akan didapatkan persamaan dari laju gas yang keluar adalah: Dengan membandingkan kondisi setelah pemanasan dengan kondisi awalnya, maka akan didapatkan: Dari hasil yang didapatkan menunjukkan bahwa, nilai dari laju gas yang keluar dari lubang yang bocor tersebut akan meningkat 4 kali dari kondisi awalnya. Jadi, jawaban yang tepat adalah A.