Menentukan Suhu Awal Benda yang Mengalami Proses Isokhorik
Dalam proses isokhorik, sebuah benda mengalami perubahan tekanan tetapi volume benda tetap konstan. Dalam kasus ini, tekanan akhir benda adalah dua kali tekanan awal, dan suhu akhirnya adalah 30°C. Tugas kita adalah menentukan suhu awal benda tersebut. Untuk menyelesaikan masalah ini, kita dapat menggunakan hukum gas ideal, yang menyatakan bahwa tekanan, volume, dan suhu gas saling terkait. Hukum gas ideal dinyatakan dalam persamaan: \[PV = nRT\] Di mana P adalah tekanan, V adalah volume, n adalah jumlah mol gas, R adalah konstanta gas, dan T adalah suhu dalam Kelvin. Dalam kasus ini, volume benda tetap konstan, sehingga kita dapat mengabaikan variabel volume dalam persamaan. Oleh karena itu, persamaan yang kita gunakan adalah: \[P_1T_1 = P_2T_2\] Di mana \(P_1\) adalah tekanan awal, \(T_1\) adalah suhu awal, \(P_2\) adalah tekanan akhir, dan \(T_2\) adalah suhu akhir. Dalam masalah ini, tekanan akhir adalah dua kali tekanan awal, yaitu \(P_2 = 2P_1\). Suhu akhirnya adalah 30°C, yang dapat dikonversi ke Kelvin dengan rumus \(T(K) = T(°C) + 273,15\). Dalam hal ini, suhu akhir dalam Kelvin adalah \(T_2 = 30 + 273,15\). Dengan menggunakan persamaan \(P_1T_1 = P_2T_2\) dan substitusi nilai-nilai yang diketahui, kita dapat menyelesaikan masalah ini dan menentukan suhu awal benda tersebut. Sekarang, mari kita substitusikan nilai-nilai yang diketahui ke dalam persamaan: \[P_1T_1 = 2P_1 \cdot (30 + 273,15)\] Kita dapat membagi kedua sisi persamaan dengan \(P_1\) untuk memperoleh: \[T_1 = 2 \cdot (30 + 273,15)\] Sekarang, kita dapat menghitung nilai suhu awal benda tersebut: \[T_1 = 2 \cdot 303,15\] \[T_1 = 606,3\] Jadi, suhu awal benda tersebut adalah 606,3 Kelvin. Dalam konversi ke Celsius, kita dapat menggunakan rumus \(T(°C) = T(K) - 273,15\). Oleh karena itu, suhu awal dalam Celsius adalah: \[T(°C) = 606,3 - 273,15\] \[T(°C) = 333,15\] Jadi, suhu awal benda tersebut adalah 333,15°C. Dengan demikian, kita telah berhasil menentukan suhu awal benda yang mengalami proses isokhorik dengan tekanan akhir dua kali tekanan awal dan suhu akhir 30°C. Suhu awal benda tersebut adalah 333,15°C atau 606,3 Kelvin.