Suatu gas mengalami perubahan dalamtekanan dan volum dari keadaan A kekeadaan B, seperti ditunjukkan pada gambar. Jika energi dalam gas di A adalah150 J, kalor yang dilepaskan gas dalamproses ini adalah .....

Pembahasan

Jawaban yang benar untuk pertanyaan tersebut adalah D. Diketahui: Grafik p − V suatu gas . U A ​ = 150 J Ditanya: Q A B ​ = ... ? Penyelesaian: Hitung terlebih dahulu suhu pada keadaanA dari data energi dalamnya. U A ​ = 2 3 ​ n R T A ​ T A ​ = 3 n R 2 U A ​ ​ T A ​ = 3 × n R 2 × 150 ​ T A ​ = n R 100 ​ . Proses keadaan gas dari A ke B adalah isobarik, maka suhu pada keadaan B menjadi: T A ​ V A ​ ​ = T B ​ V B ​ ​ n R 100 ​ 1 , 5 × 1 0 − 3 ​ = T B ​ 0 , 5 × 1 0 − 3 ​ 3 T B ​ = n R 100 ​ T B ​ = 3 n R 100 ​ . Maka perubahan energi dalam dari keadaan A ke B adalah: Δ U = 2 3 ​ n R × ( T B ​ − T A ​ ) Δ U A B ​ = 2 3 ​ n R × ( 3 n R 100 ​ − n R 100 ​ ) Δ U A B ​ = 2 3 ​ n R × ( 3 n R 100 − 300 ​ ) Δ U A B ​ = − 100 J . Selanjutnya hitung usaha pada gas dari luas grafik yang terbentuk. W = l u a s p erse g i p anjan g W A B ​ = [ ( 0 , 5 − 1 , 5 ) × 1 0 − 3 ] × 2 × 1 0 5 W A B ​ = − 200 J . Maka dari hukum I Termodinamika diperoleh hasil: Q A B ​ = W A B ​ + Δ U A B ​ Q A B ​ = − 200 + ( − 100 ) Q A B ​ = − 300 J . Tanda negatif menunjukkan terdapat kaloryangdilepaskan oleh gas ke lingkungan dari sistem. Dengan demikian, kalor yang dilepaskan gas dalamproses ini adalah300 J. Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah D.