Jawaban:

Penjelasan:

1. Diketahui sebuah gas ideal mengembang dari 8.0 L menjadi 24.0 L melawan tekanan tetap 2.0 atm. Untuk menentukan kerja yang dilakukan oleh gas, kita dapat menggunakan rumus kerja untuk proses ekspansi isotermis:

W = -nRT ln(Vf/Vi)

di mana:

W = kerja yang dilakukan (Joule)

n = jumlah mol gas

R = konstanta gas

T = suhu (Kelvin)

Vf = volume akhir

Vi = volume awal

Karena tekanan tetap, maka suhu juga tetap. Selain itu, jumlah mol gas juga tetap. Oleh karena itu, kita dapat mengetahui bahwa:

W = -nRT ln(24.0/8.0)

W = -nRT ln(3)

Jadi, kerja yang dilakukan oleh gas ideal ini adalah -nRT ln(3) Joule.

2. Diketahui sistem yang kehilangan 20 kJ panas dan mengembang dari volume 10 L menjadi 150 L pada tekanan external tetap 2.0 atm.

Untuk menentukan perubahan energi dari sistem ini, kita dapat menggunakan rumus perubahan energi untuk proses adiabatik:

ΔE = Q - W

di mana:

ΔE = perubahan energi (Joule)

Q = panas yang diterima atau dilepaskan oleh sistem (Joule)

W = kerja yang dilakukan oleh atau pada sistem (Joule)

Karena sistem kehilangan 20 kJ panas, maka Q = -20 kJ.

Untuk menentukan kerja yang dilakukan oleh sistem, kita dapat menggunakan rumus kerja untuk proses ekspansi isotermis:

W = -PΔV

di mana:

P = tekanan eksternal (atm)

ΔV = perubahan volume (L)

Karena tekanan eksternal tetap pada 2.0 atm, maka:

W = -2.0 * (150 - 10) = -280 L.atm

Jadi, perubahan energi dari sistem ini adalah:

ΔE = Q - W = -20 - (-280) = 260 kJ

Jadi, perubahan energi dari sistem ini adalah 260 kJ