Untuk menyelesaikan soal ini, kita akan menggunakan prinsip-prinsip dasar dari termodinamika dan hukum gas ideal. Karena prosesnya isotermal, suhu gas tetap konstan.**a) Volume awal dan akhir gas**Kita gunakan hukum gas ideal:
-
= tekanan-
= volume-
= jumlah mol-
= konstanta gas ideal (0,0821 L·atm/mol·K)-
= suhu dalam KelvinSuhu dalam Kelvin:
Awalnya,
mol,
atm, dan
K.Volume awal (
):
Karena prosesnya isotermal dan tekanan berubah menjadi 1 atm, kita hitung volume akhir (
) dengan tekanan baru:
**b) Besar usaha yang dilakukan gas**Usaha (
) dalam proses isotermal diberikan oleh:
**c) Apakah sistem melakukan atau menerima usaha?**Sistem melakukan usaha karena volume gas meningkat.**d) Perubahan energi dalam**Karena prosesnya isotermal, perubahan energi dalam (
) adalah nol:
**e) Kalor**Karena tidak ada perubahan energi dalam, kalor yang masuk ke sistem (
) juga harus nol untuk menjaga keseimbangan energi:
**f) Apakah sistem menyerap atau melepas kalor?**Sistem tidak menyerap atau melepas kalor karena prosesnya isotermal dan tidak ada perubahan energi dalam.Jadi, jawaban lengkapnya adalah:a) Volume awal: 5,77 L, Volume akhir: 55,83 L b) Usaha yang dilakukan gas: 50,06 L·atm c) Sistem melakukan usaha d) Perubahan energi dalam: 0 e) Kalor: 0 f) Sistem tidak menyerap atau melepas kalor