Pertanyaan

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 proses isobarik hingga volumenya menjadi 4,5 m 3 . Kapasitas kalor gas monoatomik pada volume tetap C V = 2 3 n R . Hitung kalor total yang diserap oleh gas.

Sebanyak 0,42 mol gas ideal monoatomik dengan tekanan 10⁵ Pa, volume 3 m³, dan suhu 300 K. Mula-mula gas mengalami proses isokhorik sehingga tekanannya menjadi $1, 5 \times 1 0^{5} Pa$ . Gas mengalami proses isobarik hingga volumenya menjadi 4,5 m³. Kapasitas kalor gas monoatomik pada volume tetap $C_{V} = \frac{3}{2} n R$ . Hitung kalor total yang diserap oleh gas. $\;$

Ikuti Tryout SNBT & Menangkan E-Wallet 100rb

Habis dalam

Klaim

I. Fitriatmoko

Master Teacher

Mahasiswa/Alumni Universitas Negeri Semarang

Jawaban terverifikasi

Jawaban

kalor totalnya sebesar 2 . 218 × 10 3 J .

kalor totalnya sebesar

2.218 \times 10^{3} J

Pembahasan

Jawaban yang tepat untuk pertanyaan tersebut adalah 2 . 218 × 10 3 J . Diketahui : n T 1 = = 0 , 42 mol 300 K Berdasarkan deskripsi soal, grafik P-V dapat digambar sebagai berikut Ditanya : Q tot = ......? Jawab : Konsep Gas mengalami proses ishokorik (volume tetap). Gas mengalami proses isobarik (tekanan tetap). Persamaan keadaan gas secara umum T P V = konstan . Usaha pada grafik P-V dapat ditentukan dengan mencari luas daerah di bawah grafik. Pada proses isokhorik usahanya pasti nol, karena tidak memiliki luas daerah di bawah grafik. Berdasarkan hukum I termodinamika, perubahan energi dalam dirumuskan △ u = Q t o t − W t o t . Penyelesaian Usaha total pada proses keadaan 123 : W 123 = = = = = = W 12 ( i so kh or ik ) + W 23 ( i so ba r ik ) 0 + l u a s p erse g i 0 + P △ V 0 + ( 1 , 5 × 1 0 5 Pa ) × ( ( 4 , 5 − 3 ) m 3 ) 0 + ( 1 , 5 × 1 0 5 Pa ) × ( 1 , 5 m 3 ) 225.000 J Dengan demikian, usaha totalnya sebesar 225.000 J. Langkah 2 , mencari suhu untuk masing-masing keadaan 2 dan keadaan 3. Pada keadaan 1 ke 2, gas mengalami proses isokhorik (volume tetap). T 2 P 2 T 2 1 , 5 × 1 0 5 T 2 T 2 = = = = T 1 P 1 300 1 × 1 0 5 300 × 1 , 5 450 K Pada keadaan 2 ke 3, gas mengalami proses isobarik (tekanan tetap). T 3 V 3 T 3 4 , 5 T 3 T 3 = = = = T 2 V 2 450 3 3 4 , 5 × 450 675 K Langkah 3 , menentukan kalor total. Perubahan energi dalam hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir pada besaran suhu. △ u 13 Q t o t Q t o t Q t o t Q t o t Q t o t Q t o t Q t o t Q t o t = = = = = = = = = Q t o t − W t o t △ u 13 + W t o t △ u 13 + W t o t C V △ T 13 + W t o t 2 3 n R ( T 3 − T 1 ) + W t o t ( 2 3 ) ( 0 , 42 ) ( 8 , 31 × 1 0 3 ) ( 675 − 300 ) + 225.000 1.963 × 1 0 3 + 225.000 1.963 × 1 0 3 + 225 × 1 0 3 2.218 × 1 0 3 J Dengan demikian, kalor totalnya sebesar 2 . 218 × 10 3 J .

Jawaban yang tepat untuk pertanyaan tersebut adalah $2.218 \times 10^{3} J$ .

Diketahui :

$n T_{1} = = 0, 42 mol 300 K$

Berdasarkan deskripsi soal, grafik P-V dapat digambar sebagai berikut

Ditanya :

Q_tot = ......?

Jawab :

Konsep

Gas mengalami proses ishokorik (volume tetap).

Gas mengalami proses isobarik (tekanan tetap).

Persamaan keadaan gas secara umum $\frac{P V}{T} = konstan$ .

Usaha pada grafik P-V dapat ditentukan dengan mencari luas daerah di bawah grafik.

Pada proses isokhorik usahanya pasti nol, karena tidak memiliki luas daerah di bawah grafik.

Berdasarkan hukum I termodinamika, perubahan energi dalam dirumuskan $△ u = Q_{t o t} - W_{t o t}$ .

Penyelesaian

Usaha total pada proses keadaan 123 :

$W_{123} = = = = = = W_{12} (i so kh or ik) + W_{23} (i so ba r ik) 0 + l u a s p erse g i 0 + P △ V 0 + (1, 5 \times 1 0^{5} Pa) \times ((4, 5 - 3) m^{3}) 0 + (1, 5 \times 1 0^{5} Pa) \times (1, 5 m^{3}) 225.000 J$

Dengan demikian, usaha totalnya sebesar 225.000 J.

Langkah 2, mencari suhu untuk masing-masing keadaan 2 dan keadaan 3.

Pada keadaan 1 ke 2, gas mengalami proses isokhorik (volume tetap).

$\frac{P _{2}}{T _{2}} \frac{1 , 5 \times 1 0 ^{5}}{T _{2}} T_{2} T_{2} = = = = \frac{P _{1}}{T _{1}} \frac{1 \times 1 0 ^{5}}{300} 300 \times 1, 5 450 K$

Pada keadaan 2 ke 3, gas mengalami proses isobarik (tekanan tetap).

$\frac{V _{3}}{T _{3}} \frac{4 , 5}{T _{3}} T_{3} T_{3} = = = = \frac{V _{2}}{T _{2}} \frac{3}{450} \frac{4 , 5 \times 450}{3} 675 K$

Langkah 3, menentukan kalor total.

Perubahan energi dalam hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir pada besaran suhu.

$△ u_{13} Q_{t o t} Q_{t o t} Q_{t o t} Q_{t o t} Q_{t o t} Q_{t o t} Q_{t o t} Q_{t o t} = = = = = = = = = Q_{t o t} - W_{t o t} △ u_{13} + W_{t o t} △ u_{13} + W_{t o t} C_{V} △ T_{13} + W_{t o t} \frac{3}{2} n R (T_{3} - T_{1}) + W_{t o t} (\frac{3}{2}) (0, 42) (8, 31 \times 1 0^{3}) (675 - 300) + 225.000 1.963 \times 1 0^{3} + 225.000 1.963 \times 1 0^{3} + 225 \times 1 0^{3} 2.218 \times 1 0^{3} J$

Dengan demikian, kalor totalnya sebesar $2.218 \times 10^{3} J$ .

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!

4.7 (4 rating)

Pertanyaan serupa

Gas oksigen melakukan kerja sebesar 1 0 4 joule ( n =10 mol; isobarik). Hitunglah kenaikan suhu tersebut dan perubahan energi dalamnya! C v = 2 5 R .

0.0

Jawaban terverifikasi

Diperlukan kalor sebanyak 600 J untuk memanaskan 1,5 mol gas dari suhu 400 K menjadi 420 K pada volume tetap. Gas ini merupakan monoatomik, diatomik, atau poliatomik?

4.4

Jawaban terverifikasi

Gas oksigen melakukan kerja sebesar 1 0 4 joule ( n =10 mol; isobarik). Hitunglah kenaikan suhu tersebut dan perubahan energi dalamnya! C v = 2 5 R .

0.0

Jawaban terverifikasi

Diperlukan kalor sebanyak 600 J untuk memanaskan 1,5 mol gas dari suhu 400 K menjadi 420 K pada volume tetap. Gas ini merupakan monoatomik, diatomik, atau poliatomik?

4.4

Jawaban terverifikasi

Di antara pernyataan berikut: Nilai C p selalu 5/2 nR Nilai C p dan C v selalu memiliki selisih sebesar nR 1 juta partikel helium dan 1 juta partikel neon memiliki C p yang sama Nilai C...

0.0

Jawaban terverifikasi

Tanya ke AiRIS

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

Chat AiRIS