Bank Soal Fisika SMA Hukum I Termodinamika

Soal

Pilgan

Lihat Pembahasan

Image result for chemcial reaction freepik

Pada suatu percobaan kimia, 2 mol gas ideal dengan suhu 350 K memiliki tekanan sebesar 500 kPa. Gas tersebut mengembang secara isotermik sehingga tekanannya menjadi 250 kPa. Jika $R$ = 8,31 J/mol.K dan ln 2 = 0,7, maka besarnya usaha yang dilakukan oleh gas tersebut adalah ....

A

3.943,1 J

B

4.071,9 J

C

5.701,2 J

D

6.000,8 J

E

9.114,5 J

Pembahasan:

Diketahui:

Proses isotermal.

Suhu $T$ = 350 K

Tekanan awal $P_1$ = 500 kPa

Tekanan akhir $P_2$ = 250 kPa

Konstanta gas umum $R$ = 8,31 J/mol.K

Banyaknya molekul gas $n$ = 2 mol

Ditanya:

Usaha yang dilakukan $W$ = ?

Jawab:

Proses isotermal merupakan suatu proses termodinamika yang terjadi pada suhu konstan. Ciri-ciri proses ini adalah kurva yang berbentuk lengkungan yang condong ke bawah pada grafik tekanan terhadap volume.

Besarnya usaha yang dilakukan oleh gas pada proses isotermal adalah $W=nRT\ln\left(\frac{V_2}{V_1}\right)$ dimana $n$ merupakan jumlah mol gas, $R$ merupakan konstanta gas ideal, $T$ merupakan suhu, dan $V$ merupakan volume. Pada proses isotermal juga berlaku $P_1V_1=P_2V_2$ dimana $P$ adalah tekanan dan $V$ adalah volume.

Pertama-tama, cari perbandingan $\frac{V_2}{V_1}$ terlebih dahulu. Dengan cara menyusun ulang persamaan $P_1V_1=P_2V_2$ didapatkan $\frac{V_2}{V_1}=\frac{P_1}{P_2}$ . Sehingga,