Sejumlah gas dipanasi dari 300 K menjadi 330 K. Jika gas berada dalam wadah yang kaku , dibutuhkan kalor sebesar 500 kalori , sedangkan dalam wadah yang bebas m

Kelas         : XI
Pelajaran   : Fisika
Kategori     : Termodinamika
Kata Kunci : gas, dipanasi, wadah, kaku, bebas, memuai, isokhorik, isobarik, usaha, hukum, termodinamika

Kode : 11.6 10 [Kelas 11 Fisika Bab 10 Termodinamika]

Diketahui
Gas dipanaskan dengan adanya perubahan suhu
Dalam wadah kaku dibutuhkan kalor Q = +500 kalori
Dalam wadah bebas diperlukan kalor Q = +400 kalori

Ditanya
Usaha yang dilakukan gas

Penyelesaian

Istilah wadah yang kaku merujuk kepada proses isokhorik (atau isovolum), sebab pada kondisi tersebut tidak ada perubahan volum yang terjadi, dengan kata lain volum sistim tetap.

Sedangkan wadah yang bebas bermakna proses isobarik, yaitu keadaan di mana tekanan gas tetap sedangkan volumnya berubah dalam hal ini terjadi pemuaian akibat kenaikan suhu.

Selalu ingat dengan hukum pertama termodinamika
Q = W + ΔU
Keterangan
Q = kalor
W = usaha
ΔU = perubahan energi dalam

Perjanjian tanda
Q bertanda positif jika sistim menerima (menyerap/butuh/perlu) kalor dari lingkungan
Q bertanda negatif jika sistim memberi (melepas) kalor ke lingkungan
W bertanda positif jika usaha dilakukan oleh sistim (sistim yang aktif)
W bertanda negatif jika usaha dilakukan pada sistim (sistim yang pasif)

Konversi satuan energi 1 kalori = 4,2 joule

Step-1
Proses isokhorik (wadah yang kaku)

Usaha W = p ΔV
Pada proses isokhorik, ΔV = 0, sehingga W = 0
Q = W + ΔU
Q = 0 + ΔU
Dibutuhkan kalor ⇒ Q = +500 kalori
500 = 0 + ΔU
ΔU = 500
Dari proses isokhorik ini diperoleh perubahan energi dalam sebesar 500 kalori. Selanjutnya data ini digunakan pada proses isobarik.

Step-2
Proses isobarik (wadah yang bebas)

Q = W + ΔU
Diperlukan kalor ⇒ Q = +400 kalori
Dari proses isokhorik tahap sebelumnya ⇒ ΔU = 500 kalori
400 = W + 500
W = -100

Diperoleh usaha sebesar 100 kalori, tanda minus bermakna usaha dilakukan pada sistim gas. 
Usaha dalam satuan joule, 100 x 4,2 = 420 joule.

_________________________

Pelajari kasus menghitung besarnya tekanan dengan informasi kalor, perubahan volum, dan penambahan energi dalam
https://brainly.co.id/tugas/14123995
Persoalan menghitung besarnya entropi
brainly.co.id/tugas/14010492
Simak penjelasan lengkap mengenai mesin carnot
brainly.co.id/tugas/14057765