Analisis Perubahan Volume Gas Ideal Monoatomik dalam Container Isolator Elastis
Gas ideal monoatomik adalah gas yang terdiri dari atom tunggal yang tidak berinteraksi satu sama lain. Dalam kasus ini, kita akan mempertimbangkan satu mol gas ideal monoatomik yang berada di dalam container isolator yang elastis, yang memungkinkan perubahan volume gas. Tujuan dari analisis ini adalah untuk menentukan volume akhir gas setelah mengalami serangkaian perubahan suhu dan tekanan. Pertama-tama, gas ideal monoatomik ini mulanya berada pada suhu \( T = 300 \mathrm{~K} \). Kemudian, gas dipanaskan hingga suhu \( 425 \mathrm{~K} \) pada volume tetap. Dalam hal ini, kita dapat menggunakan hukum gas ideal untuk menghitung perubahan tekanan gas. Hukum gas ideal menyatakan bahwa tekanan gas \( P \) berbanding lurus dengan suhu absolut \( T \) pada volume tetap, yaitu \( P \propto T \). Selanjutnya, gas tersebut dibiarkan mengembang secara adiabatik dan dengan menjaga tekanannya tetap pada \( 1 \mathrm{~atm} \). Dalam proses adiabatik, tidak ada pertukaran panas antara sistem dan lingkungannya. Oleh karena itu, perubahan suhu dan volume gas terkait oleh persamaan adiabatik, yaitu \( P V^{\gamma} = \text{konstan} \), di mana \( \gamma = \frac{c_p}{c_v} \) adalah rasio panas spesifik pada tekanan konstan \( c_p \) dan volume konstan \( c_v \). Untuk menentukan volume akhir gas, kita dapat menggunakan persamaan adiabatik dan hukum gas ideal. Pertama, kita dapat menentukan konstanta pada persamaan adiabatik dengan menggunakan data yang diberikan. Diketahui bahwa \( R = 8,31 \mathrm{~J/mol.K} \) dan \( \frac{c_p}{c_v} = \frac{5}{3} \). Selanjutnya, kita dapat menggunakan persamaan hukum gas ideal untuk menghitung volume akhir gas. Dalam kasus ini, volume awal gas adalah \( V = 1 \mathrm{~m}^3 \). Dengan menggunakan persamaan adiabatik dan hukum gas ideal, kita dapat menghitung volume akhir gas dengan memasukkan nilai-nilai yang diberikan. Setelah melakukan perhitungan, volume akhir gas dapat ditentukan. Dengan demikian, analisis ini memberikan pemahaman tentang perubahan volume gas ideal monoatomik dalam container isolator elastis. Melalui penggunaan hukum gas ideal dan persamaan adiabatik, kita dapat menghitung volume akhir gas setelah mengalami perubahan suhu dan tekanan.