Suatu gas mengalami proses A - B - C seperti ditunjukkan pada gambar berikut: Tentukan usaha yang dilakukan gas pada proses tersebut!

Pertanyaan

Suatu gas mengalami proses A - B - C seperti ditunjukkan pada gambar berikut:

Tentukan usaha yang dilakukan gas pada proses tersebut! $undefined$

Pembahasan Soal:

Pada grafik tersebut, gas mengalami dua proses. Proses pertama (proses A-B) adalah proses isobarik dimana proses perubahan gas terjadi pada tekanan tetap. Proses kedua (proses B-C) adalah proses isokhorik dimana proses perubahan gas terjadi pada volume tetap.

Usaha Proses A-B (Proses Isobarik)

Usaha pada proses isobarik dirumuskan sebagai

$begin mathsize 14px style W equals P increment V equals P open parentheses V subscript 2 minus V subscript 1 close parentheses end style$

Pada soal ini, diketahui: P = 4 N/m², V₁ = 1 m³ dan V₂ = 3 m³, maka usahanya sebesar

$begin mathsize 14px style W equals P open parentheses V subscript 2 minus V subscript 1 close parentheses W equals open parentheses 4 space straight N divided by straight m squared close parentheses open parentheses open parentheses 3 minus 1 close parentheses straight m cubed close parentheses W equals 8 space straight J end style$

Usaha Proses B-C (Proses Isokhorik)

Usaha pada proses isokhorik adalah nol. Hal ini karena pada proses isokhorik tidak terjadi perubahan volume.

Usaha Total (Proses A-B-C)

$begin mathsize 14px style W subscript t equals W W subscript t equals 8 space straight J end style$

Jadi, usaha yang dilakukan gas pada proses tersebut adalah 8 J. $undefined$

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

A. Sekar

Mahasiswa/Alumni Universitas Negeri Jakarta

Terakhir diupdate 28 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

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.

Roboguru

Perhatikan gambar di bawah ini ! Berapakah usaha pada proses A - C ?

Pembahasan Soal:

Diketahui:

$1 space atm equals 10 to the power of 5 space Pa 1 space Liter equals 10 to the power of negative 3 end exponent space straight m cubed$

Ditanyakan: Usaha pada proses A - C

Usaha didefinisikan sebagai luas daerah di bawah grafik

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row blank blank cell Luas space straight A minus straight C space colon end cell row cell L subscript 1 end cell equals Trapesium row cell L subscript 2 end cell equals cell Persegi space panjang end cell row cell L subscript 1 end cell equals cell fraction numerator open parentheses 2 plus 3 close parentheses cross times 10 to the power of 5 over denominator 2 end fraction cross times open parentheses 20 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent close parentheses end cell row cell L subscript 1 end cell equals cell fraction numerator 5 cross times 10 to the power of 5 over denominator 2 end fraction cross times open parentheses 2 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent close parentheses end cell row cell L subscript 1 end cell equals cell fraction numerator 5 cross times 10 to the power of 5 over denominator 2 end fraction cross times open parentheses 2 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent close parentheses end cell row cell L subscript 1 end cell equals cell 5000 space straight J end cell row cell L subscript 2 end cell equals cell open parentheses 20 cross times 10 to the power of negative 3 end exponent close parentheses cross times left parenthesis 3 cross times 10 to the power of 5 right parenthesis end cell row cell L subscript 2 end cell equals cell 6000 space straight J end cell row L equals cell L subscript 1 plus L subscript 2 end cell row L equals cell 5000 plus 6000 end cell row L equals cell 11000 space straight J end cell row W equals cell 11000 space straight J end cell end table$

Jadi, jawaban yang tepat adalah 11.000 Joule

Roboguru

0,5 m3 gas dipanaskan pada proses isobaris volumenya menjadi 2 m3. Jika usaha luar gas tersebut Joule, besar tekanan gas sekarang adalah ...

Pembahasan Soal:

Proses isobarik merupakan proses perubahan sistem pada tekanan tetap. Jika sejumlah kalor diberikan kepada sistem dengan tekanan tetap, volumenya akan bertambah seiring pertambahan kalor yang masuk. Artinya, sistem melakukan usaha. Persamaannya:

$begin mathsize 14px style V subscript 2 over T subscript 2 equals V subscript 1 over T subscript 1 W equals P increment V increment U equals Q minus W end style$

Pada soal diketahui, V₁ = 0,5 m³, V₂ = 2 m³, W = $begin mathsize 14px style 3 cross times 10 to the power of 5 end style$ Joule, maka:

$begin mathsize 14px style W equals P increment V 3 cross times 10 to the power of 5 equals P left parenthesis 2 minus 0 comma 5 right parenthesis 3 cross times 10 to the power of 5 equals P left parenthesis 1 comma 5 right parenthesis P equals fraction numerator 3 cross times 10 to the power of 5 over denominator 1 comma 5 end fraction equals 2 cross times 10 to the power of 5 space Pa end style$

Jadi, jawaban yang tepat adalah B. $space$

Roboguru

Perhatikan gambar grafik di bawah ini! Dari grafik di atas, dapat kita hitung besar perbandingan usaha luar gas pada keadaan I dan II adalah …

Pembahasan Soal:

Diketahui
V₁₁= 10 m³
V₁₂ = 30 m³
P₁= 25 N/m²
P₂ = 20 N/m²
V₂₁ = 20 m³
V₂₂ = 50 m³

Maka, menghitung besar perbandingan usaha luar gas keadaan I dan II sebagai berikut:

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell W subscript 1 over W subscript 2 end cell equals cell fraction numerator p subscript 1 increment V subscript 1 over denominator p subscript 2 increment V subscript 2 end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator p subscript 1 left parenthesis V subscript 12 minus V subscript 11 right parenthesis over denominator p subscript 2 left parenthesis V subscript 22 minus V subscript 21 right parenthesis end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator 25 left parenthesis 30 minus 10 right parenthesis over denominator 20 left parenthesis 50 minus 20 right parenthesis end fraction end cell row blank equals cell 5 over 6 end cell end table end style$

Sehingga jawaban benar adalah B

Roboguru

Sebuah silinder mesin diesel berisi udara dengan volume 90 cm3, suhu 27oC dan tekanan 1 atm. Udara tersebut dimampatkan secara adiabatik sehingga volumenya menjadi 15 cm3. Anggap udara berlaku seperti...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

$begin mathsize 14px style V subscript 1 equals 90 space cm cubed equals 90 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent equals 9 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent space straight m cubed T subscript 1 equals 27 degree straight C equals 300 space straight K P subscript 1 equals 1 space atm equals 1 cross times 10 to the power of 5 space Pa V subscript 2 equals 15 space cm cubed equals 15 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent equals 1 comma 5 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent space straight m cubed Ɣ equals 1 comma 40 text udara dimampatkan secara adiabatik end text end style$

Ditanya:

$begin mathsize 14px style W equals... ? end style$

Pembahasan:

Langkah pertama, menghitung tekanan akhir pada proses adibatik tersebut, yaitu:

$begin mathsize 14px style P subscript 1. V subscript 1 to the power of Ɣ equals P subscript 2. V subscript 2 to the power of Ɣ 1 cross times 10 to the power of 5. left parenthesis 9 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent right parenthesis to the power of 1 comma 4 end exponent equals P subscript 2. left parenthesis 1 comma 5 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent right parenthesis to the power of 1 comma 4 end exponent P subscript 2 equals fraction numerator 1 cross times 10 to the power of 5. left parenthesis 9 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent right parenthesis to the power of 1 comma 4 end exponent over denominator left parenthesis 1 comma 5 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent right parenthesis to the power of 1 comma 4 end exponent end fraction P subscript 2 equals 1 cross times 10 to the power of 5. left parenthesis 6 right parenthesis to the power of 1 comma 4 end exponent space P subscript 2 equals 1 cross times 10 to the power of 5.12 comma 28 P subscript 2 equals 12 comma 28 cross times 10 to the power of 5 space Pa end style$

Selanjutnya, mengitung besarnya Usaha yang dilakukan oleh udaha, yaitu:

$begin mathsize 14px style W equals fraction numerator 1 over denominator Ɣ minus 1 end fraction. open parentheses P subscript 2. V subscript 2 minus P subscript 1. V subscript 1 close parentheses W equals fraction numerator 1 over denominator 1 comma 4 minus 1 end fraction open parentheses 12 comma 28 cross times 10 to the power of 5.1 comma 5 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent minus 1 cross times 10 to the power of 5.9 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent close parentheses W equals fraction numerator 1 over denominator 0 comma 4 end fraction open parentheses 12 comma 28 cross times 10 to the power of 5.1 comma 5 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent minus 1 cross times 10 to the power of 5.9 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent close parentheses W equals fraction numerator 1 over denominator 0 comma 4 end fraction open parentheses 18 comma 42 minus 9 close parentheses W equals 23 comma 55 space Joule end style$

Jadi, jawaban yang tepat adalah $begin mathsize 14px style bold italic W bold equals bold 23 bold comma bold 55 bold space bold italic J bold italic o bold italic u bold italic l bold italic e end style$

Roboguru