Energi kinetik rata-rata tiap molekul adalah 4,83 × 10⁻²⁰ Joule

PEMBAHASAN

Untuk menyelesaikan persoalan ini , kita mesti ingat kembali Hukum Pertama Termodinamika yang bunyinya sebagai berikut :

ΔU = Q + W  

dimana :

ΔU = Perubahan Energi Dalam Gas ( Joule )

Q = Kalor yang di lepas atau di serap ( Joule )

W = Usaha pada gas ( Joule )

Untuk mencari Usaha ( W ) yang dikerjakan pada gas saat tekanan tetap dapat di pakai rumus:

W = - P . ΔV

dimana :  

P = tekanan gas ideal ( Pascal )

ΔV = perubahan volume gas ( m³ )

Untuk mencari kecepatan efektif ( rms ) dari partikel gas adalah :

v = √ ( 3kt / m )

dimana :

v = kecepatan efektif partikel ( m/s )

k = 1,38 . 10⁻²³ J/K  

T = suhu mutlak gas ( K )

m = massa partikel ( kg )

Energi kinetik translasi rata-rata dari partikel bisa di cari dengan rumus :

Ek = (3/2) k . T

dimana :

Ek = Energi kinetik partikel gas ( Joule )

k =  1,38 . 10⁻²³ J/K  

T = Suhu Mutlak gas ( K )

Mesin Carnot adalah mesin yang menggunakan energi panas dengan efisiensi yang maksimum. Besar efisiensi mesin ini bisa di cari dengan cara:

η = ( 1 - T₂ / T₁ ) x 100%

dimana :

η = efisiensi mesin carnot

T₁ = suhu reservoir tinggi (K)

T₂ = suhu reservoir rendah (K)

Mesin pendingin adalah kebalikan dari mesin kalor. Pada mesin kalor di hasilkan usaha/kerja saat panas berpindah dari suhu yang tinggi ke suhu yang rendah. Sebaliknya pada mesin pendingin di perlukan usaha/kerja agar panas bisa berpindah dari suhu yang rendah ke suhu yang tinggi.

Contoh mesin pendingin dalam sehari-hari adalah kulkas , pendingin ruangan dan sebagainya.

KK = Qʟ / W

dimana :

KK = koefisien kerja ( koefisien performansi )

Qʟ = kalor pada reservoir bersuhu rendah ( Joule )

W = usaha/kerja input ( Joule )

Mari sekarang kita mencoba menyelesaikan soalnya.

Diketahui:

Suhu Gas = T = 1000 K

Derajat Kebebasan = υ = 3 + 3 + 4 = 7

Tetapan Boltzmann = 1,38 × 10⁻²³ m² kg s⁻² K⁻¹

Ditanyakan:

Energi Kinetik = Ek = ?

Penyelesaian:

Untuk mencari Energi Kinetik tiap molekul ini , kita bisa memakai rumus berikut ini :

Ek = υ ( ½ k T )

Ek = 7 ( ½ k T )

Ek = 7 ( ½ × 1,38 × 10⁻²³ ×  1000  )

Ek = 4,83 × 10⁻²⁰ Joule

Kesimpulan :

Energi kinetik rata - rata tiap molekul gas poliatomik yang berada pada suhu 1000 K dengan derajat kebebasan sebesar 7 adalah 4,83 × 10⁻²⁰ Joule

Pelajari lebih lanjut :

: yomemimo.com/tugas/21020109

: yomemimo.com/tugas/18466584

: yomemimo.com/tugas/19703998

---------------------------

Detil Jawaban :

11

Fisika

Termodinamika

11.6.7

Usaha, Luas daerah , Grafik P Vs V , Energi Dalam  , Mesin Carnot , Mesin Pendingin , Kulkas , Reservoir Rendah , Reserovir Tinggi , Energi Kinetik , Derajat Kebebasan