5 Contoh soal penerapan hukum I termodinamika pada proses isotermal (suhu tetap)
1. Grafik di bawah menunjukan suatu gas ideal yang mengalami proses isotermal (pendekatan). Usaha yang dilakukan gas pada proses AB adalah…
논의
Usaha yang dilakukan = luasan di bawah kurva AB = luas segitiga + luas persegi panjang
W = [½ (8 x 105–4 x 105)(3-1)] + [4 x 105 (3-1)]
W = [½ (4 x 105)(2)] + [4 x 105 (2)]
W = [4 x 105] + [8 x 105]
W = 12 x 105 줄
Usaha yang dilakukan gas pada proses AB = 12 x 105 줄
2. Usaha yang dilakukan oleh gas ideal pada proses ABC adalah…
논의
알려져 있다 :
압력 1 (P1) = 10 x 105 N / m2
압력 1 (P1) = 5 x 105 N / m2
제1권 (V)1) = 10리터 = 10데시미터3 = 10x10-3 m3
제2권 (V)2) = 30리터 = 30데시미터3 = 30 x 10-3 m3
질문했습니다 : Usaha yang dilakukan gas pada proses ABC
자와브 :
Pada proses BC, volume tetap karenanya tidak ada usaha yang dilakukan oleh gas. Gas melakukan usaha hanya pada proses AB karena terdapat perubahan volume. Jadi usaha yang dilakukan gas pada proses ABC = usaha yang dilakukan gas pada proses AB.
Usaha yang dilakukan gas = luasan di bawah kurva AB = luas segitiga + luas persegi panjang.
W = [½(10×105-5×105)(30-10)]+[5×105(30-10)]
W = [½ (5 x 105)(20)] + [5 x 105 (20)]
W = [(5 x 105)(10)] + [100 x 105]
W = [50 x 105]+ [100 x 105]
W = 150 x 105 줄
W = 1,5 x 107 줄
3. Suatu gas mengalami proses isotermal. Banyaknya kalor yang harus diserap agar gas dapat melakukan usaha sebesar 5000 Joule adalah…
논의
알려져 있다 :
일(W) = 5000 줄
질문했습니다 : 흡수된 열량(Q)
자와브 :
Proses isotermal yang dimaksudkan pada soal ini adalah suatu proses termodinamika di mana suhu selalu konstan. Hubungan suhu (T) dan perubahan energi dalam gas dinyatakan melalui persamaan berikut :
Jika suhu konstan maka perubahan suhu sama dengan nol. Perubahan suhu sama dengan nol karenanya perubahan energi dalam sama dengan nol. Apabila diterapkan pada hukum I termodinamika maka diperoleh hasil sebagai berikut.
Hukum I termodinamika :
Apabila perubahan energi dalam (U) sama dengan nol maka kalor (Q) yang diserap oleh gas sama dengan usaha yang dilakukan oleh gas (W). Ketika gas menyerap kalor, gas mendapat tambahan energi dan tambahan energi ini digunakan gas untuk melakukan usaha.
Jadi kalor yang diserap oleh gas = usaha yang dilakukan oleh gas = 5000 Joule.
4. Grafik tekanan (P) terhadap volume (V) suatu gas yang mengalami proses isotermal ditunjukan pada gambar di bawah. Banyaknya kalor yang diserap oleh gas pada proses AB adalah…
논의
알려져 있다 :
압력 1 (P1) = 5 atm = 5 x 105 Pa
압력 2 (P2) = 10 atm = 10 x 105 Pa
제1권 (V)1) = 2m3
제2권 (V)2) = 6m3
질문했습니다 : Kalor (Q) yang diserap gas pada proses AB
자와브 :
Isotermal = suhu tetap. Jika suhu tetap maka perubahan suhu sama dengan nol. Apabila perubahan suhu sama dengan nol maka perubahan energi dalam sama dengan nol. Hubungan antara perubahan suhu dan perubahan energi dalam gas dinyatakan melalui persamaan berikut :
Jika diterapkan pada hukum I termodinamika maka diperoleh hasil sebagai berikut :
Apabila perubahan suhu sama dengan nol maka kalor yang diserap gas sama dengan usaha yang dilakukan gas. Untuk mengetahui kalor yang diserap oleh gas pada proses AB maka kita hitung usaha yang dilakukan gas berdasarkan grafik di atas.
Usaha yang dilakukan gas = luasan di bawah kurva AB = luas segitiga + luas persegi panjang.
W = ½ (P2 - P1)(다섯2 - V1) + P1(V2 - V1)
W = ½ (10 x 105 – 5x105)(6-2) + (5 x 105)(6-2)
W = ½ (5 x 105)(4) + (5 x 105) (4)
W = ½ (20 x 105) + (20 × 105)
W = (10 x 105) + (20 × 105)
W = 30 x 105 줄
W = 30 atm
Kalor (Q) yang diserap gas pada proses AB = usaha yang dilakukan gas pada proses AB = 30 x 105 Joule = 30 atmosfir.
5. Pada termodinamika, gas ideal mengalami proses isotermik jika…
A. 기체의 상태 변화에도 온도는 항상 일정하게 유지됩니다.
B. 모든 분자는 서로 다른 속도로 움직인다.
C. 모든 기체 상태는 항상 온도가 변합니다.
D. pada 수후 tinggi kecepatan molekulnya lebih tinggi
E. 가스의 압력과 부피는 변하지 않습니다.
논의
Isotermal atau isotermik artinya suhu tetap.
정답은 A입니다.
