Pertanyaan

Satu mol gas ideal monoatomik mengalami proses siklus seperti pada gambar di bawah. Pada keadaan A, tekanan, volume, dan suhu adalah p 0 , V 0 , dan T 0 . Nyatakanlah di dalam R dan T 0 kalor yang masuk ke sistem per siklus!

Satu mol gas ideal monoatomik mengalami proses siklus seperti pada gambar di bawah. Pada keadaan A, tekanan, volume, dan suhu adalah p₀, V₀, dan T₀. Nyatakanlah di dalam R dan T₀ kalor yang masuk ke sistem per siklus!

Ikuti Tryout SNBT & Menangkan E-Wallet 100rb

Habis dalam

Klaim

D. Nurul

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Jawaban

kalor yang masuk adalah 10,5 nRT 0 .

kalor yang masuk adalah 10,5nRT₀.

Pembahasan

Diketahui: p A = p 0 T A = T 0 V A = V 0 p B = 3 p 0 p C = 3 p 0 p D = p 0 V A = V 0 V B = V 0 V C = 2 V 0 V D = 2 V 0 Ditanyakan: Q ma s u k dalam R dan T 0 ? Kalor masuk pada ABmerupakan proses isokorik dan pada BC merupakanproses isobarik. Langkah-langkah: 1. Menentukan suhu pada keadaan AB Pada proses isokhorik berlaku T A p A T 0 p 0 T B T B = = = = T B p B T B 3 p 0 p 0 ( 3 p 0 ) ( T 0 ) 3 T 0 2. Menentukan suhu pada keadaan CD Pada proses isobarik berlaku T B V B 3 T 0 V 0 T C T C = = = = T C V C T C 2 V 0 V 0 ( 2 V 0 ) ( 3 T 0 ) 6 T 0 3. Menentukan usaha pada keadaan AB Karena proses isokhorik maka nilai usahanya adalah 0 J W A B = 0 J 4. Menentukan energi dalam pada keadaan AB Δ U AB Δ U AB Δ U AB Δ U AB Δ U AB = = = = = 2 3 n R △ T A B 2 3 n R ( T B − T A ) 2 3 n R ( 3 T 0 − T 0 ) 2 3 n R ( 2 T 0 ) 3 n R T 0 5. Menentukan usaha pada keadaan BC W BC = p △ V W BC = ( 3 p 0 ) ( V C − V B ) W BC = ( 3 p 0 ) ( 2 V 0 − V 0 ) W BC = ( 3 p 0 ) ( V 0 ) W BC = 3 p 0 V 0 W BC = 3 p 0 p 0 n R T 0 W BC = 3 n R T 0 6. Menentukan energi dalam pada keadaan BC Δ U AB Δ U BC Δ U BC Δ U BC Δ U BC Δ U BC = = = = = = 2 3 n R △ T A B 2 3 n R ( T C − T B ) 2 3 n R ( 6 T 0 − 3 T 0 ) 2 3 n R ( 3 T 0 ) 2 9 n R T 0 4 , 5 n R T 0 7. Menentukan kalor yang masuk Oleh karena itu, Q masuk = Q AB + Q BC Q masuk = Δ U AB + W AB + Δ U BC + W BC Q masuk = Δ U AB + 0 + Δ U BC + W BC Q masuk = 3 n R T 0 + 4 , 5 n R T 0 + 3 n R T 0 Q masuk = ( 3 + 4 , 5 + 3 ) n R T 0 Q masuk = 10 , 5 n R T 0 Dengan demikian, kalor yang masuk adalah 10,5 nRT 0 .

Diketahui:

$p_{A} = p_{0} T_{A} = T_{0} V_{A} = V_{0} p_{B} = 3 p_{0} p_{C} = 3 p_{0} p_{D} = p_{0} V_{A} = V_{0} V_{B} = V_{0} V_{C} = 2 V_{0} V_{D} = 2 V_{0}$

Ditanyakan: $Q_{ma s u k}$ dalam R dan T₀ ?

Kalor masuk pada AB merupakan proses isokorik dan pada BC merupakan proses isobarik.

Langkah-langkah:

1. Menentukan suhu pada keadaan AB

Pada proses isokhorik berlaku

$\frac{p _{A}}{T _{A}} \frac{p _{0}}{T _{0}} T_{B} T_{B} = = = = \frac{p _{B}}{T _{B}} \frac{3 p _{0}}{T _{B}} \frac{( 3 p _{0} ) ( T _{0} )}{p _{0}} 3 T_{0}$

2. Menentukan suhu pada keadaan CD

Pada proses isobarik berlaku

$\frac{V _{B}}{T _{B}} \frac{V _{0}}{3 T _{0}} T_{C} T_{C} = = = = \frac{V _{C}}{T _{C}} \frac{2 V _{0}}{T _{C}} \frac{( 2 V _{0} ) ( 3 T _{0} )}{V _{0}} 6 T_{0}$

3. Menentukan usaha pada keadaan AB

Karena proses isokhorik maka nilai usahanya adalah 0 J

$W_{A B} = 0 J$

4. Menentukan energi dalam pada keadaan AB

$Δ U_{AB} Δ U_{AB} Δ U_{AB} Δ U_{AB} Δ U_{AB} = = = = = \frac{3}{2} n R △ T_{A B} \frac{3}{2} n R (T_{B} - T_{A}) \frac{3}{2} n R (3 T_{0} - T_{0}) \frac{3}{2} n R (2 T_{0}) 3 n R T_{0}$

5. Menentukan usaha pada keadaan BC

$W_{BC} = p △ V W_{BC} = (3 p_{0}) (V_{C} - V_{B}) W_{BC} = (3 p_{0}) (2 V_{0} - V_{0}) W_{BC} = (3 p_{0}) (V_{0}) W_{BC} = 3 p_{0} V_{0} W_{BC} = 3 p_{0} \frac{n R T _{0}}{p _{0}} W_{BC} = 3 n R T_{0}$

6. Menentukan energi dalam pada keadaan BC

$Δ U_{AB} Δ U_{BC} Δ U_{BC} Δ U_{BC} Δ U_{BC} Δ U_{BC} = = = = = = \frac{3}{2} n R △ T_{A B} \frac{3}{2} n R (T_{C} - T_{B}) \frac{3}{2} n R (6 T_{0} - 3 T_{0}) \frac{3}{2} n R (3 T_{0}) \frac{9}{2} n R T_{0} 4, 5 n R T_{0}$

7. Menentukan kalor yang masuk

Oleh karena itu,

$Q_{masuk} = Q_{AB} + Q_{BC} Q_{masuk} = Δ U_{AB} + W_{AB} + Δ U_{BC} + W_{BC} Q_{masuk} = Δ U_{AB} + 0 + Δ U_{BC} + W_{BC} Q_{masuk} = 3 n R T_{0} + 4, 5 n R T_{0} + 3 n R T_{0} Q_{masuk} = (3 + 4, 5 + 3) n R T_{0} Q_{masuk} = 10, 5 n R T_{0}$

Dengan demikian, kalor yang masuk adalah 10,5nRT₀.

Buka akses jawaban yang telah terverifikasi

Yah, akses pembahasan gratismu habis

atau

Dapatkan jawaban pertanyaanmu di AiRIS. Langsung dijawab oleh bestie pintar

Tanya Sekarang

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

5.0 (1 rating)

Pertanyaan serupa

Sejumlah gas ideal menjalani siklus ABCDA (lihatgambar). Jika suhu di titik C = 400 K, maka kalor yang diserap gas per siklus 20 J usaha gas 6 J perubahan energi dalam gas 2 J suh...

4.4

Jawaban terverifikasi

Sejumlah gas ideal menjalani siklus ABCDA (lihatgambar). Jika suhu di titik C = 400 K, maka kalor yang diserap gas per siklus 20 J usaha gas 6 J perubahan energi dalam gas 2 J suh...

4.4

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

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

Sebanyak 0,42 mol gas ideal monoatomik dengan tekanan 10 5 Pa, volume 3 m 3 , dan suhu 300 K. Mula-mula gas mengalami proses isokhorik sehingga tekanannya menjadi 1 , 5 × 1 0 5 Pa . Gas mengalami pros...

5.0

Jawaban terverifikasi

Tanya ke AiRIS

Yuk, cobain chat dan belajar bareng AiRIS, teman pintarmu!

Chat AiRIS