Pertamakita tinjau usaha yang dilakukan oleh system selama perubahan volume. Ketika gas berekspansi, sambil bergerak keluar gas akan menekan ke arah luar pada permukaannya. Maka suatu gas yang berekspansi selalu memiliki kerja positif. Termodinamikaadalah cabang dari ilmu fisika yang mempelajari tentang proses perpindahan energi sebagai kalor dan usaha antara sistem dan lingkungan. Kalor diartikan sebagai perpindahan energi yang disebabkan oleh perbedaan suhu, sedangkan usaha merupakan perubahan energi melalui cara-cara mekanis yang tidak disebabkan oleh perubahan suhu. Ternyatausaha pembunuhan terhadap Hitler di Paris tidak hanya dilakukan oleh Schulenberg saja. Kali ini otaknya tak lain tak bukan adalah Generalfeldmarschall Erwin von Witzleben. Dalam bulan Mei 1941, dia berusaha untuk mengundang Hitler ke Paris untuk menghadiri parade militer yang sama. Usahayang dilakukan oleh gas terhadap udara luar : W = p. V. 2. Usaha dalam ( U ) adalah : Usaha yang dilakukan oleh bagian dari suatu sistem pada bagian lain dari sitem itu pula. Pada pemanasan gas seperti di atas, usaha dalam adalah berupa gerakan-gerakan antara molekul-molekul gas yang dipanaskan menjadi lebih cepat. secaraadiabatik. Jika W adalah kerja yang dilakukan oleh sistem (gas) dan DT adalah perubahan suhu dari sistem, maka tentukan nillai dari W dan DT itu! P(Nm-2) 5.105 2.105 A VA 6 V(m3) B 3 5 3 1 B C A V ( l P (atm) Termodinamika 143 C. Siklus Carnot dan Mesin Kalor Gambar 8.11 Model mesin kalor. Reservoir suhu tinggi T1 Reservoir suhu rendah Gambar1. Air merupakan salah sumber energi yang dapat membangkitkan listrik. Listrik merupakan salah energi yang banyak digunakan manusia. Kalian telah mengenal berbagai sumber energi, antara lain, energi matahari, energi panas bumi, energi angin, energi air, dan energi nuklir. Sumber utama semua energi adalah energi matahari. A Statik Fluida (Hidrostatik) Ada 3 macam keadaan atau fase, yaitu padat, cair, dan gas. Pada fase padat, zat akan mempertahankan bentuk dan ukurannya yang tetap. Pada fase cair, zat memiliki volume tertentu tetapi memiliki bentuk yang berubah-ubah sesuai wadahnya. Pada fase gas, zat tidak memiliki bentuk dan volume yang tetap. Besarnyausaha luar yang dilakukan oleh gas adalah: Dengan: Selain dapat melakukan usaha luar, gas juga dapat menerima usaha luar. Usaha yang dilakukan lingkungan terhadap gas adalah kebalikan dari usaha luar gas. Persamaan (9.26a) dapat kita tulis: sedangkan sebagai reservoar panas adalah udara luar sekitar kulkas. Usaha luar dilakukan Sepuluhmol gas helium memuai secara isotermal pada suhu 47 °C sehingga volumenya menjadi dua kali volume mula-mula. Tentukanlah usaha yang dilakukan oleh gas helium. Jawaban : Diketahui: T = 47 °C = (47 + 273) K = 320 K dan V 2 = 2V 1. Usaha yang dilakukan gas pada proses isotermal: W = n RT ln (V 2 /V 1) = A PENDAHULUAN. Termodinamika adalah cabang dari ilmu fisika yang mempelajari tentang proses perpindahan energi sebagai kalor dan usaha antara sistem dan lingkungan. Kalor didefinisikan sebagai perpindahan energi yang disebabkan oleh perbedaan suhu, sedangkan usaha merupakan perubahan energi melalui cara-cara mekanis yang tidak disebabkan oleh Xfexx. Download di Aplikasi Lebih Mudah Rapi dan Siap Cetak, Klik Disini untuk Download Aplikasi Modul untuk Bimbel / Materi Belajar Sekolah TK SD SMP SMA lebih lengkap dan lebih mudah di Aplikasi Produk Aqila Klik Disini untuk Download Link-link Terkait dengan Soal-soal Fisika SMA Pengukuran GLB dan GLBB Gerak Parabola Gerak Melingkar Hukum Newton Gravitasi Newton dan Hukum Keppler Usaha dan Energi Momentum dan Impuls Gerak Harmonik Rotasi Benda Tegar Elastisitas Fluida Kalor dan Perpindahannya Teori Kinetik Gas Gelombang Bunyi Gelombang Cahaya Alat Optik Gejala Pemanasan Global Listrik Arus Searah Listrik Statis Medan Magnet dan Induksi Elektromagnetik Induksi Faraday dan Arus Bolak-balik Gelombang Elektromagnet Teori Relativitas Teori Kuantum Teknologi Digital Inti Atom dan Radioaktivitas TEORI KINETIK GAS ——————————————————————– GAS IDEAL 1. Gas ideal terdiri atas partikel-partikel atom-atom ataupun molekul-molekul dalam jumlah yang besar sekali. 2. Partikel-partikel tersebut senantiasa bergerak dengan arah random/sebarang. 3. Partikel-partikel tersebut merata dalam ruang yang kecil. 4. Jarak antara partikel-partikel jauh lebih besar dari ukuran partikel-partikel, sehingga ukurtan partikel dapat diabaikan. 5. Tidak ada gaya antara partikel yang satu dengan yang lain, kecuali bila bertumbukan. 6. Tumbukan antara partikel ataupun antara partikel dengan dinding terjadi secara lenting sempurna, partikel dianggap sebagai bola kecil yang keras, dinding dianggap licin dan tegar. 7. Hukum-hukum Newton tentang gerak berlaku. Persamaan dalam Thermodimika 01. 02. vras = 03. dan 04. vras = 05. Pada suhu yang sama, untuk 2 macam gas kecepatannya dapat dinyatakan vras1 vras2 = 06. Pada gas yang sama, namun suhu berbeda dapat disimpulkan vras1 vras2 = 07. 08. 09. atau 10. 11. P . V = K’ . T atau P . V = N. k .T k = Konstanta Boltman = 1,38 x 10-23 joule/0K 12. P . V = n R T dengan R = 8,317 joule/ = 8,317 x 107 erg/mol0K = 1,987 kalori/mol0 K = 0,08205 13. atau atau 14. Persamaan ini sering disebut dengan Hukum Boyle-Gay Lussac. 15. P = tekanan gas ideal N = banyak partikel gas m = massa 1 pertikel gas V = volume gas v = kecepatan partikel gas n = jumlah mol gas No = bilangan Avogadro R = tetapan gas umum M = massa atom relatif k = tetapan boltzman Ek = energi kinetic vras = kecepatan partikel gas ideal ρ = massa jenis gas ideal T = suhu HUKUM TERMODINAMIKA cp – cv = R cp = kapasitas panas jenis kalor jenis gas ideal pada tekanan konstan. cv = kapasitas panas jenis kalor jenis gas ideal pada volume konstan. Panas jenis gas ideal pada suhu sedang ,sebagai berikut a. Untuk gas beratom tunggal monoatomik diperoleh bahwa b. Untuk gas beratom dua diatomik diperoleh bahwa = konstanta Laplace. c. Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p. V d. Energi dalam suatu gas Ideal adalah HUKUM I TERMODINAMIKA Q = U + W Q = kalor yang masuk/keluar sistem U = perubahan energi dalam W = Usaha luar. PROSES – PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I 1. Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik. Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap. lihat gambar . sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut Pemanasan Pendinginan W = Q – U = m cp – cv T2 – T1 2. Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik Isovolumik Pada proses ini volume Sistem konstan. lihat gambar Sebelum dipanaskan. Sesudah dipanaskan. Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut Pemanasan Pendinginan V = 0 ——-à W = 0 tidak ada usaha luar selama proses Q = U2 – U1 Q = U U = m . cv T2 – T1 3. Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik. Selama proses suhunya konstan. lihat gambar Sebelum dipanaskan. Sesudah dipanaskan. Oleh karena suhunya tetap, maka berlaku Hukum BOYLE. P1 V2 = P2 V2 Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa Pemanasan Pendinginan T2 = T1 ————–> U = 0 Usaha dalamnya nol ln x =2,303 log x 4. Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik. Selama proses tak ada panas yang masuk / keluar sistem jadi Q = 0 lihat gambar Sebelum proses Selama/akhir proses oleh karena tidak ada panas yang masuk / keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa Pengembangan Pemampatan Q = 0 ——à O = U + W U2 -U1 = – W = W = m . cv T1 – T2 atau W = V2g-1 – V1g-1 = HUKUM II TERMODINAMIKA Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula T = suhu η = efisiensi P = tekanan V = volume W = usaha Latihan Soal 1 ————————————————————————— Tentukan massa oksigen yang ada dalam sebuah tangki jika volume tangki adalah 1 m3. Tekanan 1 MPa dan suhu 27◦C. Massa molekul oksigen 32 g/mol 1. Gas dengan volume 200 cm3 dan suhu 27◦C dipanaskan pada kondisi tekanan konstan. Bila suhu akhir gas tersebut adalah 87◦C. tentukan pertambahan volume gas tersebut ! 2. Gas dengan volume 400 cm3 dan suhu 27◦C dipanaskan pada kondisi tekanan konstan. Bila suhu akhir gas tersebut adalah 127◦C. tentukan pertambahan volume gas tersebut ! 3. Satu molekul gas oksigen mempunyai massa 16 kali massa satu molekul gas hydrogen. Pada suhu berapakah molekul hydrogen mempunyai kecepatan yang sama dengan molekul gas oksigen pada suhu 27◦C ? 4. Satu molekul gas oksigen mempunyai massa 16 kali massa satu molekul gas hydrogen. Pada suhu berapakah molekul hydrogen mempunyai kecepatan yang sama dengan molekul gas oksigen pada suhu 127◦C ? 5. Suatu gas diukur volumenya pada suhu 27◦C. Tekanan 800 mmHg dan diperoleh 110 cm3. Tentukan volume gas tersebut pada suhu dan tekanan standar ! 6. Suatu gas diukur volumenya pada suhu 127◦C. Tekanan 800 mmHg dan diperoleh 110 cm3. Tentukan volume gas tersebut pada suhu dan tekanan standar ! 7. Suatu tangki tertutup berisi gas dengan tekanan 2 atm. Gas ini dipanaskan sehingga kecepatan rata-rata molekulnya meningkat 1,5 kali lipat. Hitunglah besar tekanan gas dalam tangki tersebut setelah dipanaskan ! 7. Suatu tangki tertutup berisi gas dengan tekanan 1 atm. Gas ini dipanaskan sehingga kecepatan rata-rata molekulnya meningkat 2 kali lipat. Hitunglah besar tekanan gas dalam tangki tersebut setelah dipanaskan ! 8. Gas oksigen ditempatkan dalam sebuah tangki tertutup dan mempunyai suhu 17◦C. Hitunglah energi kinetik rata-rata gas oksigen tersebut ! 9. Udara pada tekanan konstan 2 bar dipanaskan sehingga volumenya menjadi 4 liter. Jika volume awalnya adalah 2 liter. a. Tentukan usaha yang dilakukan udara b. Gambarlah diagram prosesnya c. Hitungalah usaha yang dilakukan berdasarkan grafik yang diperoleh 10. Udara pada tekanan konstan 2 bar dipanaskan sehingga volumenya menjadi 4 liter. Jika volume awalnya adalah 2 liter. a. Tentukan usaha yang dilakukan udara b. Gambarlah diagram prosesnya c. Hitungalah usaha yang dilakukan berdasarkan grafik yang diperoleh 11. Mesin Carnot mengambil kalor 1000 kkal dari reservoir bersuhu 7270 dan mengeluarkan kalor tersebut pada reservoir bersuhu 270C. Berapa besar kalor yang diberikan pada reservoir bersuhu 270C tersebut? 12. Mesin Carnot mengambil kalor 2000 kkal dari reservoir bersuhu 3270 dan mengeluarkan kalor tersebut pada reservoir bersuhu 270C. Berapa besar kalor yang diberikan pada reservoir bersuhu 270C tersebut? 13. Suatu gas ideal 0,4 mol ditempatkan dalam suatu silinder bersuhu 270C dan volume 4,5 liter. Gas ini kemudian mengalami proses pemampatan pada suhu konstan sampai volumenya menyusut sampai 3 liter. Hitungklah usaha yang dilakukan gas tersebut bila tekanan awal gas adalah 1 atm! 14. Suatu gas ideal dimampatkan secara adiabatic γ=1,4 sehingga volumenya berkurang 50%. Tentukan perbandingan tekanan awal terhadap tekanan akhir gas tersebut dan hitung usaha yang dibutuhkan untuk memampatkan gas tersebut 15. Sebuah mesin gas ideal bekerja dalam suatu siklus Carnot antara 2270C dan 1270C dan menyerap kalor 6 x 104 kalori pada temperature tertinggi 1 kalor = 4,2 joule . Hitung efisiensi mesin dan usaha yang dihasilkan dalam suatu siklus. 16. Suatu gas ideal mengalami pengurangan volume sebasar 300 liter pada saat dipampatkan pada tekanan konstan p = 14 atm. Jika dalam proses pemampatan tersebut terjadi peningkatan energy dalam sebesar 3 x 105 joule, tentukan besar energy yang dilepaskan dari sistem tersebut. Latihan Soal 2 ————————————————————————— 1. Berikut yang merupakan ciri gas ideal adalah a. Dalam geraknya partikel-partikel tidak memenuhi hukum Newton tentang gerak. b. Selalu terjadi tumbukan antar molekul-molekul secara lenting sebagian c. Antar partikel tidak terjadi tarikmenarik d. Massa partikel dapat dianggap nol e. Terdiri dari partikel yang selalu bergerak. 2. Jika isi suatu gas yang memenuhi hukum Boyle dijadikan setengahnya, maka tekanan menjadi dua kalinya. Hal ini disebabkan oleh karena …. a. molekul-molekul merapat sehingga kerapatannya menjadi dua kali. b. molekul-molekul bergetar dua kali lebih cepat c. molekul-molekul beratnya menjadi dua kali d. banyaknya molekul menjadi dua kali e. energi kinetik molekul-molekul menjadi dua kali. 3. Suatu gas yang suhunya 127OC dipanaskan menjadi 227OC pada tekanan tetap. Volume gas sebelum dipanaskan adalah V. Volume gas setelah dipanaskan adalah …. a. 1/3 V d. 3/2 V b. 1/2 V e. 2 V c. 5/4 V 4. Suatu gas berada dalam ruang tertutup dengan volume 5 lt, tekanan 1 atm dan suhu 87OC. Bila volume dijadikan 1/2 nya dan suhu diturunkan menjadi 27OC, maka tekanan gas berubah menjadi … kali. a. 5/3 d. 2/4 b. 3/2 e. 3/5 e. ¾ 5. Sebuah tangki bervolume 8314 cm3 berisi gas oksigen berat molekul 32 kg/kmol pada suhu 47oC dan tekanan alat 25 . 105 Pa. Jika tekanan udara luar 1 x 105 Pa, maka massa oksigen adalah …. a. 0,24 kg d. 0,4 kg b. 0,25 kg e. 0,5 kg c. 0,26 kg 6. Rapat massa suatu gas ideal pada suhu T dan tekanan P adalah ρ. Jika tekanan gas tersebut dijadikan 1,5P dan suhunya diturunkan menjadi 0,3T maka rapat massa gas dalam keadaan terakhir ini adalah …. a. 0,3ρ d. 5ρ b. 0,7ρ e. 7ρ c. 3ρ 7. Gas berada dalam tabung yang berlubang sehingga memungkinkan gas keluar dari tabung. Jika suhu jadikan 227oC dari suhu 27oC, maka massa yang keluar dari tabung adalah …. a. 2/5 dari massanya awal b. 3/5 dari massanya awal c. 1/2 dari massanya awal d. 3/4 dari massanya awal e. 1/4 dari massanya awal 8. Jika konstanta Boltzmann k = 1,38 x 10-23 J/K, maka energi kinetik sebuah atom gas helium pada suhu 127oC adalah …. a. 4,12 x 10-21 joule b. 2,07 x 10-21 joule c. 5,59 x 10-21 joule d. 8,28 x 10-21 joule e. 12,42 x 10-21 joule 9. Gas dalam tabung yang suhunya 27oC dipanaskan pada volume tetap, hingga kecepatan rata-rata partikel gas menjadi dua kali semula. Berarti kenaikan suhu gas tersebut sebesar …. a. 27oC d. 900oC b. 300oC e. 1200oC c. 600oC 10. Seorang pelari melakukan usaha 2,5 .105 J dalam suatu latihan rutin. Sedangkan energi dalamnya berkurang 6,5 .105 J, maka dalam latihan itu orang tersebut …. a. Menyerap kalor 4,0 x 105 J b. Mengeluarkan kalor 4,0 x 105 J c. Menyerap kalor 9,0 x 105 J d. Mengeluarkan kalor 9,0 x 105 J e. Mengeluarkan kalor 2,5 x 105 J 11. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut! 1 Pada proses isokhorik, gas tidak melakukan usaha 2 Pada proses isobarik, gas selalu mengembang 3 Pada proses adiabatik, gas selalu mengembang 4 Pada proses isotermik, energi dalam gas tetap Pernyataan yang sesuai dengan konsep termodinamika adalah …. a. 1 dan 2 d. 2, 3 dan 4 b. 1, 2 dan 3 e. 3 dan 4 c. 1 dan 4 12. Suatu sistem melepaskan panas 200 kalori tanpa melakukan usaha luar, maka perubahan energi dalam system tersebut sebesar …. a. –840 J d. 47,6 J b. –480 J e. 470 J c. –48 J 13. Sebuah mesin kalor Carnot bekerja diantara dua reservoir bersuhu 527o C dan 127 o C. Apabila reservoir suhu tinggi diturunkan menjadi 227 o C, maka efi siensi mula-mula dan terakhir masing-masing adalah .… a. 30% dan 20% b. 40% dan 20% c. 50% dan 20% d. 50% dan 30% e. 60% dan 40% 14. Suatu mesin kalor Carnot dengan efisiensi 60% dioperasikan antara 2 reservoir kalor, reservoir bersuhu rendah 27 o C. Agar mesin Carnot tersebut daya gunanya menjadi 80%, maka diperlukan kenaikan suhu reservoir kalor bersuhu tinggi sebesar .… a. 50 K d. 500 K b. 150 K e. 750 K c. 250 K 15. Sebuah mesin Carnot bekerja pada suhu antara 800 K dan 450 K, serta membuang energi panas sebesar 1 kJ setiap siklusnya. Usaha mesin setiap siklusnya adalah .… a. 0,79 kJ. d. 1,72 kJ. b. 1,00 kJ. e. 2,05 kJ. c. 1,43 kJ. 16. Jika suatu gas ideal dimampatkan secara isotermik sampai volumenya menjadi setengahnya, maka …. a. tekanan dan suhu tetap b. tekanan menjadi dua kali dan suhu tetap c. tekanan tetap dan suhu menjadi dua kalinya d. tekanan menjadi dua kalinya dan suhu menjadi setengahnya e. tekanan dan suhu menjadi setengahnya 17. Bila sejumlah gas yang massanya tetap ditekan pada suhu tetap, maka molekul-molekul gas tersebut akan …. a. mempunyai energi kinetik lebih besar b. mempunyai momentum lebih besar c. lebih sering menumbuk dinding tempat gas d. bergerak lebih cepat e. bergerak lebih lambat 18. Bila dalam ruang tertutup gas dipanaskan sampai suhu T K, maka …. a. energi potensial molekul makin kecil b. energi kinetik molekul-molekul tersebut adalah NkT c. energi kinetik molekul-molekul tersebut adalah NkT d. volume gas selalu akan bertambah, karena gas akan memuai e. tekanan gas besarnya tetap 19. Sebuah tabung berisi udara pada tekanan 0,5 atm dalam keadaan tertutup. Kemudian tabung dibuka sehingga berhubungan dengan udara luar anggap suhu tidak berubah, maka …. a. udara keluar dari dalam tabung sebanyak 25% dari volume semula b. udara luar masuk ke dalam tabung sebanyak 25 % dari volume tabung c. udara keluar dari dalam tabung sebanyak 50% dari volume semula d. udara luar masuk ke dalam tabung sebanyak 50% dari volume tabung e. volume udara dalam tabung menjadi dua kali semula 20. Suatu gas ideal pada suhu 300 K dipanaskan pada volume tetap sehingga energi kinetik rata-rata dari molekul gas menjadi dua kali lipat. Pernyataan berikut yang benar adalah …. a. kecepatan “rms” rata-rata dari molekul menjadi dua kali b. suhu berubah menjadi 600 K c. momentum rata-rata dari molekul menjadi dua kali d. suhu berubah menjadi 300 K e. kecepatan rata-rata molekul menjadi dua kali 21. Entropi S suatu sistem tertutup termodinamika adalah …. a. tetap b. berubah dengan penambahan S berharga positif c. berubah dengan penambahan S berharga negatif d. dapat tetap atau berubah dengan harga S positif e. dapat berubah dengan harga S positif atau negatif tergantung dari macam prosesnya 22. Sejumlah gas ideal dengan massa tertentu mengalami pemampatan secara adiabatik. Jika W adalah kerja yang dilakukan oleh sistem gas dan T adalah perubahan suhu dari sistem, maka berlaku keadaan …. a. W = 0, T > 0 d. W 0 b. W = 0, T 0, T = 0 23. Suatu sistem mengalami proses adiabatik. Pada sistem dilakukan usaha 100 J. Jika perubahan energi dalam sistem adalah U dan kalor yang diserap sistem adalah Q, maka …. a. U = – 1000 J d. Q = 0 b. U = 100 J e. U + Q = -100 J c. U = 10 J 24. Gas helium yang memiliki volume 1,5 m3 dan suhu 27o C dipanaskan secara isobarik sampai suhu 87o C. Jika tekanan gas helium 2 × 105 N/m2, maka gas helium melakukan usaha luar sebesar …. a. 60 kJ d. 480 kJ b. 120 kJ e. 660 kJ c. 280 kJ 25. Jika reservoir suhu tinggi bersuhu 800 K, maka efisiensi maksimum mesin 40%. Agar efisiensi maksimumnya naik menjadi 50%, maka suhu reservoir suhu tingginya harus diubah menjadi …. a. 900 K b. 960 K c. K d. K e. K 26. Efisiensi mesin Carnot yang beroperasi dengan suhu rendah T kelvin dan dengan suhu tinggi T kelvin adalah …. a. 25% d. 66% b. 33% e. 75% c. 50% 27. Sebuah mesin turbin memakai uap dengan suhu awal 550° C dan membuangnya pada suhu 35° C. Efisiensi maksimum mesin turbin tersebut adalah …. a. 33% d. 63% b. 43 % e. 73% c. 53 % 28. Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi 727° C mempunyai efisiensi 30%. Reservoir suhu rendahnya memiliki suhu …. a. 327° C d. 427° C b. 373° C e. 509° C c. 417° C 29. Diketahui suatu mesin carnot jika reservoir panasnya bersuhu 400 K akan mempunyai efisiensi 40%. Jika reservoir panasnya bersuhu 640 K, maka efisiensinya sebesar … a. 50% d. 62,5% b. 52,5% e. 64% c. 57% 30. Partikel-partikel gas ideal mempunyai sifat–sifat antara lain 1. selalu bergerak 2. tidak tarik-menarik 3. bertumbukan lenting sempurna 4. tidak mengikuti hukum Newton tentang gerak. Pernyataan yang benar adalah …. a. 1, 2 dan 3 b. 1 dan 3 c. 2 dan 4 d. 4 saja e. 1, 2, 3 dan 4 31. Sejumlah gas ideal menjalani proses isobaric sehingga volumenya menjadi 3 kali semula, maka suhu mutlaknya menjadi n kali semula dengan n adalah …. a. 1/3 d. 3 b. 1 e. 9 c. 2 32. Jika suatu gas ideal dimampatkan secara isotermik sampai volumenya menjadi setengahnya, maka …. a. tekanan dan suhu tetap b. tekanan menjadi dua kali dan suhu tetap c. tekanan tetap dan suhu menjadi dua kalinya d. tekanan menjadi dua kalinya dan suhu menjadi setengahnya e. tekanan dan suhu menjadi setengahnya. 33. Gas dalam ruang tertutup bersuhu 42OC dan tekanan 7 atm serta volumenya 8L. Jika gas dipanasi sampai 87OC, tekanan naik sebesar 1 atm, maka volume gas …. a. bertambah 12% b. bertambah 20% c. berkurang 20% d. tetap e. berkurang 10% 34. Sejumlah 8 gram oksigen massa molar = 32 gram/mol mengandung partikel sebanyak …. bilangan AVo-gadro = 6,022×1023 partikel/mol a. 1,5 x 1022 partikel b. 1,5 x 1023 partikel c. 1,5 x 1024 partikel d. 2,4 x 1024 partikel e. 4,8 x 1024 partikel 35. 12 gram gas pada suhu 27OC menempati ruang 6 liter dan tekanannya 2 atm. Massa molar gas tersebut adalah …. a. 25 gram/mol d. 34 gram/mol b. 30 gram/mol e. 36 gram/mol c. 32 gram/mol 36. Suatu tangki berisi gas monoatomik pada suhu 27OC. Agar laju efektif partikel gas di dalam tangki menjadi dua kali semula, maka suhu gas harus dinaikkan menjadi .. a. 108 OC d. 927 OC b. 600 OC e. 1200 OC c. 327 OC 37. Pada suhu yang sama, perbandingan laju efektif molekul gas oksigen Mr=32 terhadap laju efektif molekul gas nitrogen Mr=28 adalah …. a. 7 8 d. b. 8 7 e. c. 1 1 38. Suatu tabung berisi 2,4 x 1023 partikel gas ideal monoatomik pada tekanan1,6 atm dan volume 8 liter. Energi kinetic rata-rata tiap partikel gas di dalam tabung itu adalah …. a. 5,8 x 10-21J d. 7,5 x 10-21J b. 6,4 x 10-21J e. 8,0 x 10-21J c. 7,2 x 10-21J 39. 4 gram gas hidrogen pada tekanan 2 atm menempati ruang 15 liter. Laju rms molekul hydrogen tersebut adalah …. a. 1500 m/s d. 2250 m/s b. 1750 m/s e. 2500 m/s c. 2000 m/s 40. Jika suhu gas ideal dalam ruangan tertutup dinaikkan menjadi 4 kali suhu semula, maka kecepatan gerak partikel-partikelnya menjadi …. a. ¼ kali semula d. 4 kali semula b. ½ kali semula e. 16 kali semula c. 2 kali semula 41. Suatu gas volumenya 0,5 m3 perlahan-lahan dipanaskan pada tekanan tetap hingga volumenya menjadi 2 m3. Jika usaha luar gas tersebut 3 x 105 joule, maka tekanan gas adalah …. a. 6 x 105 Pa d. 6 x 104 Pa b. 2 x 105 Pa e. 3 x 104 Pa c. 1,5 x 105 Pa 42. Usaha yang dilakukan oleh gas ideal yang mengalami proses isokhorik dari tekanan P1 sampai P2 adalah …. a. 0 d. b. P1V1 e. P1 – P2V c. P2V2 43. 1,5 m3 gas helium yang bersuhu 27OC dipanaskan secara isobaric sampai 87OC. Jika tekanan gas helium 2 x 105 N/m2, gas helium melakukan usaha luar sebesar …. a. 60 KJ d. 480 KJ b. 120 KJ e. 660 KJ c. 280 KJ 44. Satu mol gas ideal menempati suatu silinder berpengisap tanpa gesekan, mula-mula mempunyai suhu T. Gas tersebut kemudian dipanaskan pada tekanan konstan sehingga volumenya menjadi 4 kali lebih besar. Bila R adalah tetapan gas universal, maka besarnya usaha yang telah dilakukan oleh gas untuk menaikkan volumenya tadi adalah …. a. RT/4 d. 4 RT b. RT ln 4 e. 3 RT c. 6 RT 45. Suatu system mengalami proses adia batik. Pada system dilakukan usaha 100 J. Jika perubahan energi dalam system adalah ΔU dan kalor yang diserap system adalah Q, maka …. a. ΔU = -1000 J d. Q = 0 b. ΔU = 100 J e. ΔU + Q = -100 J c. ΔU = 10 J 46. sejumlah gas ideal bermassa m, menjalani proses pada tekanan tetap P. Jika volumenya berubah dari V1 menjadi V2 dan suhunya berubah dari T1 menjadi T2 sedangkan Cp = kalor jenis pada P konstan, dan Cv = kalor jenis pd v konstan maka usaha kerja yang dilakukan oleh gas dapat dinyatakan sebagai …. 1 PV2-V1 2 n RT2-T1 3 mCp-CvT2-T1 4 m CpT2-T1 Pernyataan yang benar adalah …. a. 1, 2 dan 3 b. 1 dan 3 c. 2 dan 4 d. 4 saja e. 1, 2, 3 dan 4 47. Suatu tabung berisi 1,5 x 1023 partikelgas ideal monoatomik. Jika energi kinetic rata-rata tiap partikel gas adalah 6,0 x 10-21J, energi dalam gas itu adalah …. a. 700 J d. 950 J b. 800 J e. 1000 J c. 900 J 48. Suatu tabung berisi 80 gram gas ideal monoatomik massa molar = 40 gram/mol. Jika energi dalam gas itu 7470 joule, suhunya adalah …. a. 27OC d. 300OC b. 87OC e. 327OC c. 127OC 49. Pernyataan berikut berkaiatan dengan proses termodinamika 1 Pada proses isokhorik, gas tidak melakukan usaha 2 Pada proses isobaric, gas melakukan/menerima usaha 3 Pada proses isothermal, energi dalam gas berubah 4 Pada proses adiabatic, gas selalu melakukan usaha Pernyataan yang benar adalah …. a. 1, 2 dan 3 b. 1 dan 2 c. 1 dan 4 d. 2 3 dan 4 e. 3 dan 4 50. Hukum I Termodinamika menyatakan bahwa …. a. kalor tidak dapat masuk ke dan keluar dari suatu sistem. b. energi adalah kekal c. energi dalam adalah kekal d. suhu adalah tetap e. system tidak mendapat usaha dari luar 51. Energi kalor tidak seluruhnya dapat diubah menjadi energi mekanik atau usaha, sabagian akan terbuang. Pernyataan ini dikenal sebagai …. a. hukum I Termodinamika b. hukum kekekalan energi c. hukum II Termodinamika d. hukum Joule e. hukum Boyle 52. Sebuah mesin menyerap panas sebesar 2000 joule dari suatu reservoir yang suhunya 500 k dan membuangnya sebesar 1200 joule pada reservoir yang bersuhu 250 K. Efisiensi mesin itu adalah …. a. 80 % d. 50 % b. 75 5 e. 40 % c. 60 % 53. Sebuah mesin Carnot membangkitkan tenaga 2000 joule dari reservoir bertemperatur 1200K ke reservoir 400 K, maka mesin pada saat itu menghabiskan energi sebesar …. a. 2500 J d. 3600 J b. 3000 J e. 6000 J c. 3200 J 54. Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi 727OC mempunyai efisiensi 30%, maka reservoir suhu rendahnya adalah …. a. 327 OC d. 427 OC b. 373 OC e. 509 OC c. 417 OC 55. Suatu mesin Carnot, jika reservoir panasnya bersuhu 400 K akan mempunyai efisiensi 40%. Jika reservoir panasnya bersuhu 640 K maka efisiensinya …. a. 50,0 % d. 62,5% b. 52,5% e. 64,0% c. 57,0% 56. Jika reservoir suhu tinggi bersuhu 800 K, maka efisiensi maksimum mesin 40%. Agar efisiensi maksimumnya naik menjadi 50%, suhu reservoir suhu tinggi harus menjadi …. a. 900 K d. 1180 K b. 960 K e. 1600 K c. 1000 K 57. Persamaan keadaan gas ideal yang ditulis dalam bentuk = konstan bergantung pada . . . a. Jenis gas b. Jumlah partikel c. Suhu gas d. Tekanan gas e. Volume gas 58. Untuk proses isotermik, persamaan Boyle-Gay Lussac berbentuk . . . a. = konstan b. pV = konstan c. = d. = konstan e. = 59. Jika suhu gas ideal dalam ruang tertutup dinaikkan menjadi 4 kali lipat suhu semula, kecepatan gerak partikelnya menjadi . . . a. Kali semula b. Kali semula c. 1 Kali semula d. 2 Kali semula e. 4 Kali semula 60. Gas ideal yang ditempatkan dalam sebuah tabung mempunyai tekanan P. Jika gas yang sama dipompakan kedalam tabung sehingga tekanannya menjadi 4p dan suhu gas tetap, harga Vrms gas tersebut adalah . . . a. vrms awal b. sama dengan vrms awal c. 2vrms awal d. 4vrms awal e. 8vrms awal 61. Tekanan gas dalam ruang tertutup bergantung pada . . . a. Volume gas b. Massa gas c. Jumlah molekul d. Kecepatan rata-rata molekul gas e. Semua benar 62. Dua buah tangki diisi dengan gas yang berbeda, tetapi suhu kedua gas sama. Persamaan yang menghubungkan kedua momentum gas tersebut jika massa masing-masing molekul gas tersebut adalah Ma dan Mb berbentuk . . . a. PA = p2 b. PA = c. PA = d. PA = e. PA = 63. Energi kinetik yang dimiliki oleh atom gas helium pada suhu kamar adalah . . . a. 6,21 × 10-21 J b. 6,41 × 10-21 J c. 12,41× 10-21 J d. 14,22 × 10-21 J e. 24,84 × 10-21 J 64. Hubungan antara kecepatan efektif rata-rata dengan tekanan dan massa jenis gas dapat dituliskan dalam bentuk . . . a. Vef = b. Vef = c. Vef = d. Vef = e. Vef = 65. Jika isi suatu gas yang memenuhi hokum Boyle dijadikan setengahnya maka tekanan gas menjadi 2 kalinya. Hal ini disebabkan karena . . . a. Molekul-molekul merapat sehingga kerapatannya menjadi 2 kali a. Molekul-molekul bergatar 2 kali lebih cepat b. Berat molekul-molekulnya menjadi 2 kali c. Banyaknya molekul menjadi 2 kali d. Energi kinetic molekul-molekul menjadi 2 kali 66. Pada suhu O◦C dan tekanan 1 atm, 7 gram nitrogen gas akan mempunyai volume sebesar . . . a. 2,6 ×10-3 m3 b. 2,8 ×10-3 m3 c. 4,4 × 10-3 m3 d. 5,2 × 10-3 m3 e. 5,6 × 10-3 m3 67. Gas ideal dalam suatu silinder dipanaskan dalam proses isolkhorik sehingga tekanannya meningkat dari p1 ke p2. Usaha yang dibutuhkan untuk proses tersebut adalah … a. P1V d. 0 b. P2V e. p2 – p1 V c. 68. Suatu gas dipanaskan dalam ruang yang tekanannya dibuat tepat sehingga volumenya bertambah 1,5 m3. Jika tekanan gas adalah 4,0 x 105 Pa dan volume ruang 1m3, usaha yang dilakukan gas tersebut sebesar… a. 400 J d. 550 J b. 450 J e. 600 J c. 500 J 69. Suatu system mengalami proses adiabatic dan pada system dilakukan usaha sebesar 100J. Jika perubahan energy dalamnya U maka… a. U = – 100 J b. U = 100 J c. U = 0 d. Q = 100 J e. U + Q = – 10 J 70. Suatu gas berada dalam tabungyang tekanannya 10 bar dan volume 0,8m3. Gas tersebut dimampatkan pada tekanan konstan sehingga volumenya berubah menjadi 0,4m3. Akibatnya, terjadi peningkatan energy dalam sebesar 3 x 105 J. Besar energy yang dilepaskan system terebut adalah… a. -800 kJ d. -110 kJ b. -900 kJ e. -120 kJ c. -100 kJ 71. Dua mol gas dipanaskan dari 570C sampai 970C pada kondisi tekanan tetap. Jika kalor yang dibutuhkan dalam pemanasan tersebut adalah 1700 J, nilai konstanta Laplace untuk gas tersebut adalah… a. 1,45 d. 1,60 b. e. 1,65 c. 1,55 72. Jika reservoir panas suatu mesin kalor bersuhu 810 K, efisiensi yang dicapai adalah 40%. Agar efisiensi mencapai 50%, suhu reservoir tersebut harus sebesar… a. 900 K d. K b. 960 K e. K c. K 73. Sebuah kulkas mempunyai nilai COP = 5. Jika suhu udara ruangan adalah 300C, suhu udara dalam kulkas tersebut adalah… a. -190C d. -21,50C b. -200C e. -22,50C c. -20,50C 74. Sejumlah gas ideal yang berada dalam sebuah silinder dengan volume 0,6 liter mengalami proses isotermal sehingga volumenya menjadi 0,4 liter. Jika jumlah gas dalam silinder adalah 0,6 mol, suhu 320C, dan tekanan awal 2 x 105 Pa. usaha yang diberikan lingkungan pada gas tersebut adalah… a. 586 J d. 636 J b. 596 J e. 676 J c. 616 J 75. Suatu gas dengan volume 5 m3 pada suhu dan tekanan standar dimasukkan ke suatu wadah yang tekananya 4 atm. Jika suhu akhir gas tersebut adalah 250C. volume gas tersebut sekarang adalah… a. 1,35 m3 d. 1,45 m3 b. 1,36 m3 e. 1,52 m3 c. 1,42 m3 76. Tekanan dan suhu udara dalam sebuah ban mobil masing-masing adalah N/m2 dan 100C. Setelah mobil tersebut digunakan dan menempuh jarak 60 km. suhu udara dalam ban naik sebesar 300C. Tekanan udara dalam ban tersebut sekarang adalah… a. 221 kPa d. 390 kPa b. 270 kPa e. 450 kPa c. 330 kPa 77. Sebuah pompa sepada mempunyai diameter 5 cm dan panjang 25 cm. Torak pompa yang keadaan awalnya berada pada posisi paling atas ditekan sehingga torak tersebut berada pada pertengahan pompa. Gaya yang harus diberikan agar torak tetap diam pada posisi pertengahan pompa jika suhu dan tekanan udara pada keadaan awal adalah 270C dan 1 atm adalah… a. 48 N d. 198 N b. 98 N e. 248 N c. 146 N 78. Suatu gas dengan suhu 170C menempati suatu wadah dengan volume 4 liter. Jumlah mol gas yang terdapat dalam wadah tersebut jika tekanannya Pascal adalah… a. 0,003 mol d. 0,33 mol b. 0,03 mol e. 3 mol c. 0,3 mol 79. Suatu gas dengan massa 4,5 kg berada dalam suatu wadah dengan volume 1 m3, suhu 270C dan tekanan 4 atm. Massa molekul gas tersebut adalah… a. 44 g/mol d. 16 g/mol b. 11,2 g/mol e. 2 g/mol c. 28 g/mol 80. Massa molekul nitrogen adalah empat belas kali massa molekul hydrogen. Molekul gas nitrogen pada suhu 294 K akan mempunyai laju rata-rata molekul hydrogen pada suhu… a. K d. 21 K b. K e. 10,5 K c. 42 K 81. Besar kecepatan rata-rata vrms molekul oksigen yang terdapat dalam udara pada suhu 470C adalah… a. 483 m/s d. 499 m/s b. 489 m/s e. 503 m/s c. 493 m/s 82. Sebuah uang tertutup berisi gas ideal dengan suhu T dimana kecepatan partikel gas adalah v. jika suhu gas dinaikkan menjadi 27 maka kecepatan partikel gas tersebut menjadi… a. d. 4v b. e. v2 c. 2v 83. Suatu gas ideal memampatkan secara adiabatic γ=1,4 sehingga tekanannya menjadi 6 tekanan semula. Jika suhu awal gas adalah 370C, suhu akhir gas tersebut adalah… a. 477 K d. 517 K b. 497 K e. 537 K c. 507 K 84. Gas mulia bersuhu 370C dam volume 0,5 m3 dipanaskan sampai 1270C secara isobaric. Jika tekanan gas tersebut adalah 3 bar. Gas melakukan usaha sebesar… a. 29 kJ d. 35 kJ b. 31 kJ e. 40 Kj c. 33 kJ Download di Aplikasi Lebih Mudah Rapi dan Siap Cetak, Klik Disini untuk Download Aplikasi Modul untuk Bimbel / Materi Belajar Sekolah TK SD SMP SMA lebih lengkap dan lebih mudah di Aplikasi Produk Aqila Klik Disini untuk Download Usaha Luar Dalam Sistem Termodinamika Usaha Luar Usaha luar dilakukan oleh sistem, jika kalor ditambahkan dipanaskan atau kalor dikurangi didinginkan terhadap sistem. Jika kalor diterapkan kepada gas yang menyebabkan perubahan volume gas, usaha luar akan dilakukan oleh gas tersebut. Usaha yang dilakukan oleh gas ketika volume berubah dari volume awal V1 menjadi volume akhir V2 pada tekananp konstan dinyatakan sebagai hasil kali tekanan dengan perubahan volumenya. W = pV= pV2 – V1 Secara umum, usaha dapat dinyatakan sebagai integral tekanan terhadap perubahan volume yang ditulis sebagai Tekanan dan volume dapat diplot dalam grafik p – V. jika perubahan tekanan dan volume gas dinyatakan dalam bentuk grafik p – V, usaha yang dilakukan gas merupakan luas daerah di bawah grafik p – V. hal ini sesuai dengan operasi integral yang ekuivalen dengan luas daerah di bawah grafik. Gas dikatakan melakukan usaha apabila volume gas bertambah besar atau mengembang dan V2 > V1. sebaliknya, gas dikatakan menerima usaha atau usaha dilakukan terhadap gas apabila volume gas mengecil atau V2 1. Proses adiabatik dapat digambarkan dalam grafik p – V dengan bentuk kurva yang mirip dengan grafik p – V pada proses isotermik namun dengan kelengkungan yang lebih curam. Temodinamika merupakan cabang ilmu fisika yang mempelajari mengenai pengaliran panas, perubahan-perubahan energi yang diakibatkan dan usaha yang dilakukan oleh panas. 1. Usaha luar W yaitu Usaha yang dilakukan oleh sistem terhadap sekelilingnya terhadap sistem. Misalkan gas dalam ruangan yang berpenghisap bebas tanpa gesekan dipanaskan pada tekanan tetap ; maka volume akan bertambah dengan V. Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = 2. Usaha dalam U adalah Usaha yang dilakukan oleh bagian dari suatu sistem pada bagian lain dari sitem itu pula. Pada pemanasan gas seperti di atas, usaha dalam adalah berupa gerakan-gerakan antara molekul-molekul gas yang dipanaskan menjadi lebih cepat. Energi dalam suatu gas Ideal adalah HUKUM I TERMODINAMIKA. Dalam suatu sistem yang mendapat panas sebanyak Q akan terdapat perubahan energi dalam U dan melakukan usaha luar W . Q = U + W Q = kalor yang masuk/keluar sistem U = perubahan energi dalam W = Usaha luar. PROSES – PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I. 1. Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik. Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap. lihat gambar . sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut Pemanasan Pendinginan Usaha luar yang dilakukan adalah W = p V2 – V1 . karena itu hukum I termodinamika dapat dinyatakan Q = U + p V2 – V1 Panas yang diperlukan untuk meningkatkan suhu gas pada tekanan tetap dapat dinyatakan dengan persamaan Q = m cp T2 – T1 Pertambahan energi dalam gas dapat pula dinyatakan dengan persamaan U = m cv T2 – T1 Karena itu pula maka usaha yang dilakukan pada proses isobarik dapat pula dinyatakan dengan persamaan W =Q – U = m cp – cv T2 – T1 m = massa gas cp = kalor jenis gas pada tekanan tetap cv = kalor jenis pada volume tetap. LATIHAN SOAL. 1. Satu gram air 1 cc berubah menjadi 1,671 cc uap bila dididihkan pada tekanan 1 atm. Panas penguapan pada tekanan ini adalah 539 kal/gram. Hitunglah usaha luar pada penembakan energi dalam. 2. 1 liter air massanya 1 kg mendidih pada suhu 1000 C dengan tekanan 1,013 x 105 N/m2diubah menjadi uap pada suhu 1000 C dan tekanan 1,013 x 105 N/m2 . Pada keadaan ini volume uap air adalah 1,674 liter. Carilah usaha luar yang dilakukan dan dihitung penambahan energi dalam. Panas penguapan air 2,26 . 106 J/kg. 3. Gas Nitrogen yang massanya 5 kg suhunya dinaikkan dari 100 c menjadi 1300 c pada tekanan tetap. Tentukanlah a. Panas yang ditambahkan b. Penambahan energi dalam c. Usaha luar yang dilakukan. 4. Satu mol karbon monoksida dipanaskan dari 150 C menjadi 160 C pada tekanan tetap. Bila massa molekul karbon monoksida adalah 28,01 gram/mol cp = 1,038 x 103 J/kg 0K dan g = 1,4 Tentukanlah a. Penambahan energi dalam. b. Usah luar yang dilakukan. 2. Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik Isovolumik Pada proses ini volume Sistem konstan. lihat gambar Sebelum dipanaskan. Sesudah dipanaskan. Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut Pemanasan Pendinginan Karena V = 0 maka W = p . V W = 0 tidak ada usaha luar selama proses Q = U2 – U1 Kalor yang diserap oleh sistem hanya dipakai untuk menambah energi dalam U Q = U U = m . cv T2 – T1 LATIHAN SOAL 1. Temperatur 5 kg gas Nitrogen dinaikkan dari 100 C menjadi 1300 C pada volume tetap. Bila cv = 7,41 x 102 J/kg 0K , cp = 1,04 x 103 J/kg 0K, carilah a. Usaha luar yang dilakukan. b. Penambahan energi dalam. c. Panas Yang ditambahkan. 2. Suatu gas yang massanya 3 kg dinaikkan suhunya dari -200 C menjadi 800 C melalui proses isokhorik. Hitunglah penambahan energi dalam gas tersebut, bila diketahui cp = 248 J/kg0K, cv = 149 J/kg 0K 3. Satu mol karbon monoksida dipanaskan dari 150 C menjadi 160 C pada volume tetap. Massa molekulnya 28,01 gram/mol. cp = 1,03 x 103 J/kg. 0 K dan g = 1,40 . Hitunglah penambahan energi dalam. 4. Gas Ideal sebanyak 2 mol dengan tekanan 4 atsmosfer volumenya sebesar 8,2 liter. Gas ini mengalami proses isokhorik sehingga tekanannya menjadi 8 atsmosfer. Bila diketahui cv = 3 kal/mol. 0C dan R = 0,08207 liter. atm/mol. 0 C ; tentukanlah a. Usaha yang dilakukan. b. Panas yang ditambahkan. 3. Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik. Selama proses suhunya konstan. lihat gambar Sebelum dipanaskan. Sesudah dipanaskan. Oleh karena suhunya tetap, maka berlaku Hukum BOYLE. P1 V2 = P2 V2 Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa Pemanasan Pendinginan Karena suhunya konstan T2 = T1 maka U = U2 – U1 = n R T2 – n R T1 = 0 Usaha dalamnya nol Kalor yang diserap sistem hanya dipakai untuk usaha luar saja. ln x =2,303 log x 4. Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik. Selama proses tak ada panas yang masuk / keluar sistem jadi Q = 0 lihat gambar Sebelum proses Selama/akhir proses oleh karena tidak ada panas yang masuk / keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa Pengembangan Pemampatan Karena Q = 0 maka O = U + W U2 -U1 = -W Bila W negatif -W = sistem ditekan usaha dalam sistem U bertambah. Sedangkan hubungan antara suhu mutlak dan volume gas pada proses adibatik, dapat dinyatakan dengan persamaan = konstan atau = Usaha yang dilakukan pada proses adiabatik adalah W = m . cv T1 – T2 atau W = V2g-1 – V1g-1 Juga berlaku persamaan = LATIHAN SOAL. 1. Perbandingan kompresi sebuah mesin disel kira-kira 156. Jika pada permulaan gerak pemampatan silindernya berisi udara sebanyak 2 mol pada tekanan 15 N/m2 dan suhu 2470c, hitunglah tekanan dan suhu pada akhir gerak. Andai kata udara sebagai gas ideal dan pemampatanya secara adiabatik. massa molekul udara adalah 32 gram/mol. cv = 650 J/kg0K dan cp = 909 J/kg 0K. Hitunglah usaha luar yang dilakukan. 2. Suatu volume gas Nitrogen sebesar 22,4 liter pada tekanan 105 N/m2 dan suhu 00 C dimampatkan secara adiabatik sehingga volumenya menjadi 1/10 volume mula-mula. Carilah a. Tekanan akhirnya. b. Suhu akhirnya. c. Usaha luar yang dilakukan. Diketahui pula bahwa Mr = 28 gram/mol = 1,4 cv = 741 J/kg 0K. 3. Lima molekul gas Neon pada tekanan 2 x 105 Nm-2 dan suhu 270 c dimampatkan secara adiabatik sehingga volumenya menjadi 1/3 dari volume mula-mula. Bila g = 1,67 cp= 1,03 x 103 J/kg 0K Mr = 20,2 gram/mol. Tentukan a. Tekanan akhir pada proses ini. b. Temperatur akhir. c. Usaha luar yang dilakukan. 4. Suatu gas ideal dengan = 1,5 dimampatkan secara adiabatik sehingga volumenya menjadi kali dari volume mula-mula. Bila pada awal proses tekanan gas 1 atm, tentukanlah tekanan gas pada akhir proses. 5. Gas oksigen dengan tekanan 76 cm Hg dimampatkan secara adiabatik sehingga volumenya menjadi volume mula-mula. Bila gas Oksigen adalah gas diatomik dan R = 8,317 J/mol 0K ; Tentukanlah tekanan akhir gas tersebut. 6. Volume gas pada suhu 200 C mengembang secara adiabatik sehingga volumenya menjadi 2 kali volume mula-mula. Tentukanlah temperatur akhirnya bila g =1,4.