Dalam sebuah tangki terdapat 5 liter gas, dengan suhu 27 derajat celcius, gas melakukan usaha sebesar 4200 j, sehingga volume menjadi 10 liter, hitunglah jumlah

Kelas: VIII

Mata pelajaran: Fisika

Materi:  Tekanan Gas Ideal

Kata Kunci: Proses Isotermal

Jawaban pendek:

Dalam sebuah tangki terdapat 5 liter gas, dengan suhu 27 derajat celcius, gas melakukan usaha sebesar 4200 j, sehingga volume menjadi 10 liter.

Maka jumlah zat adalah  2,43 mol

Jawaban panjang:

Proes termodinamika yang terjadi dalam soal tentang gas ideal ini adalah proses isotermik atau proses isotermal, yaitu proses dimana gas memiliki suhu tetap atau T₁= T₂ = T. Volume dan tekanan gas pada proses ini dapat berubah.

Besar usaha yang terjadi pada proses isotermal atau dapat dinyatakan dalam rumus:

W = n R T  ln (V₂ / V₁)

dimana:

W = usaha (dalam satuan joule)

n = jumlah molekul gas (dalam satuan mol)

R = konstanta gas ideal sebesar 8,31 J/mol K

T = suhu gas dalam satuan Kelvin.

V₁, V₂ = volume awal dan akhir (dalam satuan m³)

Sehingga, bila diketahui volume awal (V₁) adalah 5 liter gas, dengan suhu (T) 27 derajat celcius (setara dengan 300 Kelvin), gas melakukan usaha (W) sebesar 4200 j, sehingga volume akhir (V₂) menjadi 10 liter, maka jumlah zat di gas itu adalah:

 W = n R T  ln (V₂ / V₁)

 n  = W / [R T  ln (V₂ / V₁)]

     = (4200) / (8,31)(300) ln (10/5)

     = (4200) / (2493) ln (2)

     = (4200) / (1728,01)

     = 2,43 mol

Jadi jumlah zat gas tersebut sebanyak 2,43 mol