Mari kita selesaikan soal ini satu per satu.**a) Volume awal dan akhir gas**Kita menggunakan hukum Charles untuk gas ideal:
Di mana:-
adalah volume awal
adalah suhu awal dalam Kelvin-
adalah volume akhir-
adalah suhu akhir dalam KelvinSuhu dalam Kelvin dapat dihitung dengan menambahkan 273 ke suhu Celsius.Suhu awal:
Suhu akhir:
Karena tekanan dan jumlah mol gas tetap, maka:
Jika kita asumsikan
(volume awal), maka:
**b) Besar usaha yang dilakukan gas**Usaha (W) yang dilakukan oleh gas pada tekanan konstan dapat dihitung dengan rumus:
Di mana:-
adalah tekanan-
adalah perubahan volumePerubahan volume:
Tekanan:
Mengubah satuan tekanan ke Pascal (1 atm = 101325 Pa):
Maka usaha yang dilakukan:
**c) Apakah sistem melakukan atau menyerap usaha?**Sistem melakukan usaha melakukan ekspansi melawan tekanan luar.**d) Perubahan energi dalam**Perubahan energi dalam (
) untuk proses isobarik dapat dihitung dengan rumus:
Di mana:-
adalah massa mol gas (untuk Ar,
)-
adalah kapasitas panas molar pada tekanan konstan-
adalah perubahan suhuKapasitas panas molar untuk gas monatomik seperti Ar adalah
, di mana
adalah konstanta gas universal (8.314 J/(mol·K)).Perubahan suhu:
Maka:
**e) Kalor**Kalor (
) yang diserap oleh gas dapat dihitung dengan rumus:
Di mana:-
adalah kapasitas panas molar pada tekanan konstanKapasitas panas molar pada tekanan konstan untuk gas monatomik seperti Ar adalah
.Maka:
**f) Apakah sistem menyerap atau melepaskan kalor?**Sistem menyerap kalor karena suhu gas meningkat.Ringkasan jawaban:a) Volume awal: 1 L, Volume akhir: