Roboguru

Pada gambar, besar perubahan energi dalam gas dari A ke C adalah +800 J. Usaha yang dilakukan oleh gas untuk proses ABC adalah +500 J. Jika tekanan di A sama dengan lima kali tekanan di C dan perubahan energi dalam untuk proses DA adalah +500 J, berapa besar kalor yang harus ditambahkan kepada sistem untuk proses CD?

Pertanyaan

Pada gambar, besar perubahan energi dalam gas dari A ke C adalah +800 J. Usaha yang dilakukan oleh gas untuk proses ABC adalah +500 J. Jika tekanan di A sama dengan lima kali tekanan di C dan perubahan energi dalam untuk proses DA adalah +500 J, berapa besar kalor yang harus ditambahkan kepada sistem untuk proses CD?

 

Pembahasan Soal:

Karena perubahan energi dalam dari A ke C adalah +800 J, maka perubahan energi dalam dari proses C ke A adalah −800 J. Jika melewati jalur CDA maka,

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell straight capital delta U subscript CA end cell equals cell straight capital delta U subscript CD plus straight capital delta U subscript DA end cell row cell negative 800 blank straight J end cell equals cell straight capital delta U subscript CD plus 500 blank straight J blank end cell row cell straight capital delta U subscript CD end cell equals cell negative 1.300 blank straight J end cell end table end style 

Usaha pada proses CD

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row W equals cell p subscript straight C open parentheses V subscript straight D minus V subscript straight C close parentheses end cell row blank equals cell 1 fifth p subscript straight A open parentheses negative open parentheses V subscript straight B minus V subscript straight A close parentheses close parentheses end cell row blank equals cell negative 1 fifth p subscript straight A open parentheses V subscript straight B minus V subscript straight A close parentheses end cell row blank equals cell negative 1 fifth open parentheses 500 blank straight J close parentheses end cell row blank equals cell negative 100 blank straight J end cell end table end style 

Kalor yang diberikan pada proses CD diperoleh dari hukum I termodinamika.

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell Q subscript CD end cell equals cell straight capital delta U subscript CD plus W subscript CD end cell row blank equals cell negative 1.300 blank straight J plus open parentheses negative 100 blank straight J close parentheses end cell row blank equals cell negative 1.400 blank straight J end cell end table end style 

Dengan demikian, kalor yang diberikan pada proses CD adalah −1.400 J

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

A. Acfreelancelapansatu

Terakhir diupdate 31 Maret 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

Sejumlah 0,0963 mol gas ideal mengalami proses seperti pada gambar. Proses b isotermal. Jika kapasitas kalor molar gas CV = 15 J/mol K, gunakan hukum I termodinamika untuk menentukan Qc dan usaha per ...

Pembahasan Soal:

Usaha per siklus

Gunakan perumusan usaha pada proses isobarik untuk proses b.

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell W subscript b end cell equals cell n R T space ln space open parentheses V subscript 3 over V subscript 2 close parentheses blank end cell row blank equals cell blank p subscript 2 V subscript 2 blank ln space open parentheses V subscript 3 over V subscript 2 close parentheses blank end cell row blank equals cell 400 cross times 10 cubed blank Pa open parentheses 2 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent blank straight m cubed close parentheses space ln space 40 over 20 blank end cell row blank equals cell 800 blank Pa open parentheses 0 , 693 close parentheses end cell row blank equals cell 554 , 5 blank straight J end cell end table end style 

Gunakan perumusan luas trapesium untuk mencari usaha pada proses c. Perhatikan bahwa gas mengalami kompresi sehingga usaha bernilai negatif.

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell W subscript c end cell equals cell negative fraction numerator open parentheses 200 plus 100 close parentheses cross times 10 cubed blank Pa over denominator 2 end fraction open parentheses 2 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent blank straight m cubed close parentheses end cell row blank equals cell negative 300 blank straight J end cell end table end style 

Dengan demikian, usaha per siklus adalah

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row W equals cell W subscript a plus W subscript b plus W subscript c end cell row blank equals cell 0 plus 554 , 5 blank straight J plus open parentheses negative 300 blank straight J close parentheses end cell row blank equals cell 254 , 5 blank straight J almost equal to 255 blank straight J end cell end table end style 

Kalor pada proses c

Karena perubahan energi dalam untuk satu siklus lengkap adalah nol, maka

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell straight capital delta U end cell equals cell straight capital delta U subscript a plus straight capital delta U subscript b plus straight capital delta U subscript c end cell row 0 equals cell straight capital delta U subscript a plus 0 plus straight capital delta U subscript c blank end cell row cell straight capital delta U subscript c end cell equals cell negative straight capital delta U subscript a end cell end table end style 

Karena prose a isokorik, maka W = 0 sehingga

begin mathsize 14px style Q subscript a equals straight capital delta U subscript a end style 

Maka dari itu,

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell straight capital delta U subscript c end cell equals cell negative Q subscript a end cell row blank equals cell negative n C subscript V straight capital delta T end cell row blank equals cell fraction numerator C subscript V V straight capital delta p over denominator R end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator 15 blank straight J divided by straight K open parentheses 2 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent blank straight m cubed close parentheses left parenthesis 300 cross times 10 cubed blank Pa right parenthesis over denominator 8 , 314 begin display style fraction numerator straight J over denominator mol blank straight K end fraction end style end fraction end cell row blank equals cell 1 , 08 blank kJ end cell end table end style 

Dengan menerapkan hukum I termodinamikan, diperoleh

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell Q subscript c end cell equals cell straight capital delta U subscript c plus W subscript c end cell row blank equals cell negative straight capital delta U subscript a plus W subscript c end cell row blank equals cell negative Q subscript a plus W subscript c end cell row blank equals cell negative 1 , 08 blank kJ plus open parentheses negative 0 , 3 blank kJ close parentheses end cell row blank equals cell negative 1 , 38 blank kJ end cell end table end style 

Dengan demikian, kalor pada proses c adalah −1,38 kJ.

0

Roboguru

Dalam gambar, suatu gas ideal semula mengalami proses isobarik dari keadaan 1 ke keadaan 2 dengan menyerap kalor 10 kJ, kemudian mengalami proses isokhorik dari keadaan 2 ke keadaan 3 dengan menyerap ...

Pembahasan Soal:

Gunakan perumusan hukum I termodinamika.

Energi dalam pada keadaan 2. 

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell straight capital delta U end cell equals cell Q minus p straight capital delta V blank end cell row cell U subscript 2 minus U subscript 1 end cell equals cell Q subscript 12 minus p open parentheses V subscript 2 minus V subscript 1 close parentheses end cell row cell blank U subscript 2 end cell equals cell Q subscript 12 minus p open parentheses V subscript 2 minus V subscript 1 close parentheses plus U subscript 1 end cell row blank equals cell 10 blank kJ minus 100 blank kPa open parentheses 40 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent blank straight m cubed close parentheses plus 5 blank kJ end cell row blank equals cell 10 blank kJ minus 4 blank kJ plus 5 blank kJ end cell row blank equals cell 11 blank kJ end cell end table end style 

Energi dalam pada keadaan 3.

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell straight capital delta U end cell equals cell Q blank end cell row cell U subscript 3 minus U subscript 2 end cell equals cell Q subscript 23 minus 0 blank end cell row cell U subscript 3 end cell equals cell Q subscript 23 plus U subscript 2 end cell row blank equals cell 11 blank kJ plus 11 blank kJ end cell row blank equals cell 22 blank kJ end cell end table end style 

Kalor pada proses 3 ke 1.

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row Q equals cell straight capital delta U plus W end cell row blank equals cell U subscript 1 minus U subscript 3 plus W end cell row blank equals cell 5 blank kJ minus 22 blank kJ plus open parentheses negative 6 , 6 blank kJ close parentheses end cell row blank equals cell negative 23 , 6 blank kJ end cell end table end style 

Dengan demikian, pada keadaan 3 ke keadaan 1, sistem melepas kalor sebanyak 23,6 kJ.

0

Roboguru

Sebanyak 10 mol gas ideal monoatomik menjalani siklus ABCA (AB lurus) seperti pada gambar.   Jumlah kalor yang diserap gas selama proses AB adalah ....

Pembahasan Soal:

Hitung volume di titik A:

begin mathsize 14px style p subscript A V subscript A equals n R T subscript A V subscript A equals fraction numerator 10 cross times 8 comma 3 cross times 1000 over denominator 8 comma 3 cross times 10 to the power of 5 end fraction V subscript A equals 0 comma 1 space straight m cubed. end style 

Hitung suhu pada titik B:

begin mathsize 14px style fraction numerator p subscript A V subscript A over denominator T subscript A end fraction equals fraction numerator p subscript B V subscript B over denominator T subscript B end fraction fraction numerator open parentheses begin display style 2 over 3 end style p subscript B close parentheses open parentheses begin display style 1 half end style V subscript B close parentheses over denominator 1000 end fraction equals fraction numerator p subscript B V subscript B over denominator T subscript B end fraction T subscript B equals 3000 space straight K. end style 

Hitung perubahan energi dalam gas pada proses AB:

begin mathsize 14px style capital delta U subscript A B end subscript equals 3 over 2 n R capital delta T capital delta U subscript A B end subscript equals 3 over 2 cross times 10 cross times 8 comma 3 cross times open parentheses 3000 minus 1000 close parentheses capital delta U subscript A B end subscript equals 2 comma 49 cross times 10 to the power of 5 space straight J. end style 

Hitung usaha gas pada proses AB:

begin mathsize 14px style W subscript A B end subscript equals l u a s space t r a p e s i u m W subscript A B end subscript equals fraction numerator open parentheses p subscript A plus p subscript B close parentheses over denominator 2 end fraction cross times open parentheses V subscript B minus V subscript A close parentheses W subscript A B end subscript equals fraction numerator open parentheses begin display style 5 over 3 end style p subscript B close parentheses over denominator 2 end fraction cross times open parentheses 2 V subscript A minus V subscript A close parentheses W subscript A B end subscript equals 5 over 6 cross times p subscript B cross times V subscript A W subscript A B end subscript equals 5 over 6 cross times 12 comma 45 cross times 10 to the power of 5 cross times 0 comma 1 W subscript A B end subscript equals 1 comma 0375 cross times 10 to the power of 5 space straight J. end style 

Sehingga, berdasarkan hukum I Termodinamika diperoleh kalor yang diserap gas selama proses AB yaitu:

begin mathsize 14px style Q subscript A B end subscript equals W subscript A B end subscript plus capital delta U subscript A B end subscript Q subscript A B end subscript equals left parenthesis 1 comma 0375 plus 2 comma 49 right parenthesis cross times 10 to the power of 5 Q subscript A B end subscript equals 3 comma 5 cross times 10 to the power of 5 space straight J. end style 

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah C. 

0

Roboguru

Dalam sebuah pertandingan, seorang petenis melakukan usaha  sehingga energi dalamnya berkurang . Tentukan kalor yang diserap petenis tersebut!

Pembahasan Soal:

Diketahui :

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row W equals cell 4 comma 2 cross times 10 to the power of 5 space straight J end cell row cell increment U end cell equals cell 2 comma 8 cross times 10 to the power of 5 space straight J end cell end table   

Ditanya : Q equals... ? 

Penyelesaian :

Untuk mencari nilai Q, maka dapat digunakan persamaan Hukum I Termodinamika :

Q equals increment U plus W 

Pada persamaan Hukum I Termodinamika, maka perlu diperhatikan tanda, yaitu :

increment U bertanda (-) karena energi dalamnya berkurang.

W bertanda (+) karena sistem melakukan usaha   

Sehingga, kalor yang diserap adalah ...

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row Q equals cell straight capital delta U plus W end cell row blank equals cell negative open parentheses 2 , 8 cross times 10 to the power of 5 close parentheses plus open parentheses 4 , 2 cross times 10 to the power of 5 close parentheses end cell row blank equals cell open parentheses 4 comma 2 minus 2 comma 8 close parentheses cross times 10 to the power of 5 end cell row Q equals cell 1 comma 4 cross times 10 to the power of 5 space straight J end cell end table 

Q bertanda (+) yang berarti bahwa sistem menyerap kalor

Dengan demikian, kalor yang diserap adalah begin mathsize 14px style 1 , 4 cross times 10 to the power of 5 blank straight J end style.

0

Roboguru

Satu mol gas pada awalnya memiliki tekanan 2 atm dan volume 0,3 L dengan energi dalam sebesar 91 J. Pada keadaan akhir, tekanannya menjadi 1,5 atm dan volumenya 0,8 L, seperti ditunjukkan pada diagram...

Pembahasan Soal:

Langkah pertama menghitung besarnya usaha yang dilakukan gas. Usaha ini besarnya sama dengan luas daerah di bawah kurva, yaitu:

Error converting from MathML to accessible text.

 

Error converting from MathML to accessible text.

 

Error converting from MathML to accessible text. 

 

Jadi, jawaban yang tepat adalah begin mathsize 14px style bold italic Q subscript bold I bold A bold F end subscript bold equals bold 166 bold space bold J bold space bold semicolon bold space bold italic Q subscript bold I bold B bold F end subscript bold equals bold 191 bold space bold J bold space bold semicolon bold space bold italic Q subscript bold I bold F end subscript bold equals bold 178 bold comma bold 5 bold space bold J end style

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