Jawaban

Hallo saya bantu jawab ya;

Jawaban yang benar adalah 58,198 J/K, 498,84 J, dan 1247,1 J.

Diketahui:

n = 2 mol

T1 = 27 + 273 = 300 K

T2 = 57 + 273 = 330 K

∆T = T2 – T1 = 30 K

P = 1,5 atm = 1,5 x 10⁵ Pa

R = 8,314 J/mol.K

Ditanya:

1) Cp = ?

2) W = ?

3) ∆U = ?

Pembahasan:

1). Mencari kapasitas kalor.

Kapasitas kalor gas pada tekanan tetap adalah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat sebesar satu Kelvin pada tekanan tetap.

Kapasitas kalor untuk gas diatomik (O2) pada suhu sedang (250 – 500 K) sebagai berikut.

Cp = (7/2)n.R

Keterangan

Cp= kapasitas kalor gas pada tekanan tetap (J/K)

n = jumlah mol (mol)

R = konstanta gas (J/mol.K)

Sehingga

Cp= (7/2)n.R

Cp = (7/2)2. 8,314

Cp = 58,198 J/K

2). Mencari usaha.

Sebelum mencari usaha, terlebih dahulu mencari volume awal dan volume akhir, dengan menggunakan persamaan gas ideal.

P.V = n.R.T

V = n.R.T1/P

V1 = n.R.T1/P

V1 = 2. 8,314. 300/(1,5 x 10⁵)

V1 = 0,033256 m³

V2= n.R.T2/P

V2 = 2. 8,314. 330/(1,5 x 10⁵)

V2 =0,0365816 m³

Keterangan

V1, V2 = volume awal, akhir (m³)

P = tekanan (Pa)

T1, T2 = suhu awal, akhir (K)

Usaha merupakan perpindahan energi kalor dari sistem ke lingkungan ataupun sebaliknya. Rumus untuk mencari energi sebagai berikut.

W = P. ∆V

Keterangan

W = usaha (J)

P = tekanan (Pa)

∆V = perubahan volume (m³)

∆V = V2 – V1 = 0,0033256 m³

Sehingga

W = P. ∆V

W = 1,5 x 10⁵. 0,0033256

W = 498,84 J

3). Mencari perubahan energi dalam.

Hukum pertama termodinamika merupakan salah satu contoh hukum kekekalan energi. Artinya, energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Energi hanya dapat berubah dari bentuk satu ke bentuk lainnya. Hukum I termodinamika menyatakan bahwa untuk setiap proses apabila kalor (Q) diberikan kepada sistem dan sistem melakukan usaha (W), maka akan terjadi perubahan energi dalam (∆U). Pernyataan ini dapat dituliskan secara matematis sebagai berikut.

∆U = Q – W

∆U = Cp.∆T – W

Keterangan

∆U = perubahan energi dalam (J)

Q = kalor (J)

∆T = perubahan suhu (K)

Sehingga

∆U = Cp.∆T – W

∆U = 58,198. 30 – 498,84

∆U = 1247,1 J

Jadi, besar kapasitas kalor, usaha dan perubahan energi dalam masing-masing adalah 58,198 J/K, 498,84 J, dan 1247,1 J.

Semoga membantu..