“HUKUM 1
TERMODINAMIKA”
11) Suatu gas
menerima kalor 1.500 kalori, menghasilkan usaha sebesar 4.000 J. berapakah
energy dalam pada gas? (1 kalori = 4,18 joule)
Penyelesaian:
Diketahui: Q
= 1.500 kalori (1 kalori =
4,18 joule)
Q = 1.500 x 4,18 J = 6.720 J
W = 4.000 J
Ditanyakan: êU …?
Jawab:
êU = êQ – W
êU = (6.200 – 4.000) J
êU = 2.270 J
2) Suatu gas
yang menghasilkan usaha sebesar 200 joule, dengan perubahan energy dalam pada
ags adalah 70 J. Tentukanlah kalor yang dapat diterima gas tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui: W = 200 J
êU = 70 J
Ditanyakan: Q …?
Jawab:
êU = Q – w
Q = êU + W
Q = (70 + 200) J
Q = 270 J
3) Sejumlah 6
mMol gas hidrogen suhunya dinaikkan dari 20 oc menjadi 110 oc
pada tekanan tetap. Jika konstanta gas umum R = 8,314J/mol.K, tentukan:
a)perubahan energy dalam
b)usaha yang dilakukan gas
c)kalor yang diperlukan
penyelesaian:
diketahui: n = 6 mMol =0,006 mol
T1 = 20 oc (20 + 273) K = 293 K
T2 = 110 oc (110 + 273)K = 383 K
R = 8,314 J/mol.K
Ditanyakan: a) êU …?
b) W …?
c) Q …?
Jawab:
a). êU = 3/2nR(T2
–T1)
= 3/2 (0,006 .
8,314 (383 - 293)) J
= 3/2 (4,489) J
= 6,734 J
b). W = P (V2
– V1) P = nR
V1 = T1
V2 = T2
W = nR (T2
– T1)
W = o,oo6 x 8,314 (383
- 293)
W = 4,489 J
c). Q = êU + W
Q = (6,734 + 4,489) J =
2,245 J
4) Gas helium
0,0003 mol pada tekanan tetap. Suhunya dinaikkan dari 10 oc menjadi
70 oc. diketahui R = 8,314
J/mol.K, hitunglah kalor yang diperlukan?
Penyelesaian:
Diketahui: n = 0,0003 mol
T1 = 10 oc = (10
+ 273) K = 283 K
T2 = 70 oc =(70 +
273)
R = 8,314 J/mol.K
Ditanyakan: Q ….?
Jawab:
Q = êU + W êU = 3/2nR (T2
– T1)
W = P (V2 – V1) = nR(T2
– T1)
êU = 3/2nR (T2 – T1)
êU = 3/2(0,0003 x 8,314 (343 -
283))
êU = 3/2 (0,149) J
êU = 0,224 J
W = nR(T2 – T1)
W = 0,0003 x 8,314 (343 – 283)
W = 0,149 J
Jadi, kalor yang diperlukan:
Q = êU + W
Q = (0,224 + 0,149) J
Q = 0,373 J
5) Gas diatomik
dipanaskan pada volume tetap dengan kapasitas kalor 24 J/K. jika R = 8,314
J/mol.K, tentukan jumlah mol gas tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui: Cv = 24 J/k
R = 8,314 J/mo.K
Ditanyakan: n ….?
Jawab:
Cv = 3/2 nR
24 J/K = 3/2 n x8,314 J/mol.K
24 = 12,471 x n
n = 24/12,471 mol
n = 1,924 mol.
6) Suatu zat
menerima kalor 20 kalori, suhunya dinaikkan dari 15 oc menjadi 50 oc.
Tentukan kapasitas kalor yang diperlukan untu menaikkan suhu zat tersebut! (1
kalori = 4,18 joule)
Penyelesaian:
Diketahui: Q
= 20 kalor (1 kalor = 4,18 J)
Jadi, Q = 20 x 4,18 J =83,6 J
T1 = 15 oc = (15 +
273) K = 288 K
T2 = 50 oc = (50 +
273) K = 323 K
Ditanyakan: C ….?
Jawab:
C = QêT êT = T2
–T1
êT = (323 -
288) K = 35 K
C = 83,6 J/35 K
C = 2,389 J/K
7) Sejumlah
0,005 mol gas hydrogen suhunya dinaikkan 12 oc menjadi 64 oc
pada tekanan tetap. Jika konstanta gas umum R = 8,314 J/mol.K, tentukan:
a)perubahan energy dalam
b)kapasitas kalor pada tekanan tetap
c)kapasiras kalor pada volume tetap
penyelesaian:
diketahui: n = 0,005 mol
T1 = 12 oc = (12 + 273) K = 285 K
T2 = 64 oc = (64 + 273) K = 337
K
R = 8,314 J/mol.K
Ditanyakan: a). êU …?
b). Cp …?
c). Cv …?
Jawab:
a). êU = 3/2 nRêT
êU = 3/2
(0,005 x 8,314 (337 - 285))
êU = 3/2
(3,162) J
êU = 3,243 J
b). Cp = 3/2 nR
Cp = 3/2 (0,005 x
8,314)
Cp = 3/2 (0,042)
Cp = 0,063 J/K
c). Cv = 5/2 nR
Cv = 5/2 (0,005 x
8,314)
Cv = 5/2(0,042)
Cv = 0,105 J/K
8) Sejumlah 3
mol gas monoatomik pada tekanan tetap. Jika R = 8,314 J/mol.K, tentukan
kapasits kalor pada tekanan tetap untuk gas momoatomik tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui: n = 3 mol
R = 8,314 J/mol.K
Ditanyakan: Cp …?
Jawab:
Cp = 5/2 nR
Cp = 5/2 (3 x 8,314)
Cp = 5/2 (29,942)
Cp = 62,355 J/K
9) Gas diatomik
dipanaskan pada keadaan tetap dengan kapasitas kalor 520 J/K. diketahui
konstanta gas umum R = 8,314 J/mol.K, tentukan:
a)jumlah mol gas (kapasitas kalor pada volume tetap)
b)jumlah mol gas (kapasitas kalor pada tekanan tetap)
penyelesaian:
Diketahui: C = 520 J/K
R = 8,314 J/mol.K
Ditanyakan: a) nv …?
b) np …?
Jawab:
a) Cv = 5/2 nR
520 J/K = 5/2n x 8,314
J/mol.k
520 = 20,785 x n
nv = 520/20,785 mol
nv = 25,018 mol
b) Cv = 7/2 nR
520 J/K = 7/2n x 8,314 J/mol.k
520 = 29,099
x n
np = 520/29,099 mol
np = 17,870 mol
10)Suatu gas
memiliki volume awal 2 m3 dipanaskan dengan isobaris hingga volume
akhirnya 4,5 m3. Jika tekanan gas adalah 2 atm, tentukan usaha luar
gas tersebut (1 atm = 1,01 x 105 Pa)
Penyelesaian :
Dik : V1=2 m3
V2=4,5 m3
P = 2 atm = 2,02
x 105 Pa
Dit :
W? isobaris = tekanan
tetap
Jawab :
W = P (ΔV)
W = P ( V2 – V1)
W = 2,02 x 105 Pa . (4,5 – 2,0)
= 5,05 x 105 Joule
