Pertanyaan

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 mengalami proses isobarik sampai volumenya menjadi 10 m 3 ( C P = 2 5 n R ) . Hitung kenaikan energi dalam gas tersebut.

Sebanyak 0,53 mol gas ideal monoatomik mula-mula memiliki volume 2,5 m³, tekanan 10⁵ Pa, dan suhu 250 K. Gas mula-mula mengalami proses isokhorik sampai tekanannya menjadi $2 \times 1 0^{5} Pa$ , kemudian mengalami proses isobarik sampai volumenya menjadi 10 m³ $(C_{P} = \frac{5}{2} n R)$ . Hitung kenaikan energi dalam gas tersebut. $\;$

I. Fitriatmoko

Master Teacher

Mahasiswa/Alumni Universitas Negeri Semarang

Jawaban terverifikasi

Jawaban

perubahan energi dalamnya 9 . 909 × 10 3 J .

perubahan energi dalamnya

9.909 \times 10^{3} J

Pembahasan

Jawaban yang tepat untuk pertanyaan tersebut adalah 9 . 909 × 10 3 J . Diketahui : n T 1 = = 0 , 53 mol 250 K Berdasarkan deskripsi soal, grafik P-V dapat digambar sebagai berikut Ditanya : △ u 13 = ......? Jawab : Konsep Gas mengalami proses ishokorik (volume tetap). Gas mengalami proses isobarik (tekanan tetap). Persamaan keadaan gas secara umum T P V = konstan . Perubahan energi dalam dirumuskan △ u = C V △ T . Kapasitas kalor pada tekanan tetap dirumuskan C P = C V + n R . Penyelesaian Langkah 1, mencari suhu pada keadaan 2 dan 3. Pada keadaan 1 ke 2, gas mengalami proses isokhorik (volume tetap). T 2 P 2 T 2 2 × 1 0 5 T 2 T 2 = = = = T 1 P 1 250 1 × 1 0 5 250 × 2 500 K Pada keadaan 2 ke 3, gas mengalami proses isobarik (tekanan tetap). T 3 V 3 T 3 10 T 3 T 3 = = = = T 2 V 2 500 2 , 5 2 , 5 10 × 500 2.000 K Langkah 2 , menghitung nilai kapasitas kalor pada tekanan volume tetap. C p 2 5 n R 2 5 n R − n R C V = = = = C V + n R C V + n R C V 2 3 n R Langkah 3 , menghitung perubahan energi dalam gas. △ u 13 = = = = C V △ T 13 2 3 n R ( T 3 − T 1 ) ( 2 3 ) ( 0 , 53 ) ( 8 , 31 × 1 0 3 ) ( 2.000 − 500 ) 9.909 × 1 0 3 J Dengan demikian, perubahan energi dalamnya 9 . 909 × 10 3 J .

Jawaban yang tepat untuk pertanyaan tersebut adalah $9.909 \times 10^{3} J$ .

Diketahui :

$n T_{1} = = 0, 53 mol 250 K$

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

Ditanya :

$△ u_{13}$ = ......?

Jawab :

Konsep

Gas mengalami proses ishokorik (volume tetap).

Gas mengalami proses isobarik (tekanan tetap).

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

Perubahan energi dalam dirumuskan $△ u = C_{V} △ T$ .

Kapasitas kalor pada tekanan tetap dirumuskan $C_{P} = C_{V} + n R$ .

Penyelesaian

Langkah 1, mencari suhu pada keadaan 2 dan 3.

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

$\frac{P _{2}}{T _{2}} \frac{2 \times 1 0 ^{5}}{T _{2}} T_{2} T_{2} = = = = \frac{P _{1}}{T _{1}} \frac{1 \times 1 0 ^{5}}{250} 250 \times 2 500 K$

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

$\frac{V _{3}}{T _{3}} \frac{10}{T _{3}} T_{3} T_{3} = = = = \frac{V _{2}}{T _{2}} \frac{2 , 5}{500} \frac{10 \times 500}{2 , 5} 2.000 K$

Langkah 2, menghitung nilai kapasitas kalor pada tekanan volume tetap.

$C_{p} \frac{5}{2} n R \frac{5}{2} n R - n R C_{V} = = = = C_{V} + n R C_{V} + n R C_{V} \frac{3}{2} n R$

Langkah 3, menghitung perubahan energi dalam gas.

$△ u_{13} = = = = C_{V} △ T_{13} \frac{3}{2} n R (T_{3} - T_{1}) (\frac{3}{2}) (0, 53) (8, 31 \times 1 0^{3}) (2.000 - 500) 9.909 \times 1 0^{3} J$

Dengan demikian, perubahan energi dalamnya $9.909 \times 10^{3} J$ .

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

3.0 (2 rating)

Pertanyaan serupa

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

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

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...

4.5

Jawaban terverifikasi

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 mas...

5.0

Jawaban terverifikasi