1. Sekolah Dasar
  2. Sekolah Menengah Pertama
  3. Sekolah Menengah Atas
  4. Mata Pelajaran
  5. Programming

Sebuah gas ideal mula-mula bersuhu 20°C memiliki tekanan sebesar 200

Berikut ini adalah pertanyaan dari muhanmadwahyu pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas

Sebuah gas ideal mula-mula bersuhu 20°C memiliki tekanan sebesar 200 kPa dan volume sebesar 4 liter.Gas tersebut mengalami ekspansi isotermal sehingga tekanannya berkurang menjadi 100 kPa.Jumlah kalor yang diserap oleh gas selama proses ekspansi tersebut adalaha. 830 J
b. 765 J
c. 555 J
d. 680 J
e. 995 J

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Jumlah kalor yang diserap oleh gas selama proses ekspansi tersebut adalah 555 Joule (C). Isotermal menunjukkan bahwa suhu awal dan suhu akhir adalah sama, yaitu 293 K atau 20°C.

Penjelasan dengan langkah-langkah

Ekspansi isotermal pada gas ideal merupakan suatu proses termodinamika di mana volume gas ideal mengalami penambahan dengan penurunan tekanan dan suhu gas masih tetap. Adapun perhitungan kalor yang diserap (Q) atau kerja yang dikerjakan (W) pada proses isotermal dapat dihitung dengan persamaan berikut:

\bf Q = W = n\times R\times T_1 \times ln \left(\dfrac{V_2}{V_1}\right)

Keterangan:

  • Q = kalor yang diserap, J.
  • W = kerja yang dilakukan, J.
  • n  = jumlah mol gas ideal, mol.
  • V  = volume gas ideal.
    Angka 1 menunjukkan sebelum ekspansi.
    Angka 2 menunjukkan setelah ekspansi.
  • R  = tetapan gas ideal = 8,314 J/mol/K.

Diketahui:

  • Asumsi gas ideal.
  • Tekanan = P.
  • Kondisi awal (1):
    T₁ = 20°C = 293 K.
    P₁ = 200 kPa = 2 x 10⁵ N/m².
    V₁ = 4 L = 0,004 m³.
  • Kondisi akhir (2):
    T₂ = T₁ = 293 K (Isotermal).
    P₂ = 100 kPa = 10⁵ N/m².

Ditanyakan:

Kalor yang diserap = Q = ?

Penyelesaian:

Langkah 1
Perhitungan jumlah mol gas ideal (n).

\begin{array}{ll}\sf P_1\times V_1 &\sf = n\times R\times T_1\\\\\sf n&\sf = \dfrac{P_1\times V_1}{R\times T_1}\\\\&\sf = \dfrac{2\times 10^5\times 0,004}{R\times 293}\\\\&\sf = \dfrac{2,73}{R}\end{array}

Langkah 2
Perhitungan volume setelah ekspansi.

\begin{array}{ll}\sf P_1\times V_1 &\sf = P_2\times V_2\\\\\sf V_2&\sf = \dfrac{P_1\times V_1}{P_2}\\\\&\sf = \dfrac{(200~kPa)(4~L)}{100~kPa}\\\\&\sf = 8~L.\end{array}

Langkah 3
Perhitungan kalor yang diserap (Q).

\begin{array}{ll}\sf Q &\sf = W\\\\&\sf =n\times R\times T_1 \times ln\left(\dfrac{V_2}{V_1}\right)\\\\&\sf = \dfrac{2,73}{R}\times R \times 293 \times ln\left(\dfrac{8}{4}\right)\\\\&\sf = 554,52~J\\\\&\sf \equiv 555~Joule ~(C)\end{array}

Pelajari lebih lanjut

______________

Detail jawaban

Kelas    : XI
Mapel  : Fisika
Bab      : 10 - Termodinamika
Kode    : 11.6.10

Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh RoyAlChemi dapat membantu memudahkan mengerjakan soal, tugas dan PR sekolah kalian.

Apabila terdapat kesalahan dalam mengerjakan soal, silahkan koreksi jawaban dengan mengirimkan email ke yomemimo.com melalui halaman Contact

Last Update: Fri, 31 Mar 23
<< Previous Post
Next Post >>