Pertanyaan

0,03m^3 nitrogen yang terkandung dalam silinder di belakang piston awalnya berada pada tekanan 1,05 bar dan suhu 15^circ C . Gas dikompresi secara isotermal dan reversibel hingga tekanannya menjadi 4,2 bar.Hitung perubahan entropi , aliran kalor, dan kerja yang dilakukan dan buat sketsa proses tersebut pada diagram ap -V dan T-S Asumsikan nitrogen bertindak sebagai gas sempurna. Berat molekul nitrogen=28

Solusi

Terverifikasi Ahli
3.7 (290 Suara)
Pankti master ยท Tutor selama 5 tahun

Jawaban

Berikut adalah langkah-langkah untuk menyelesaikan soal ini:**1. Hitung perubahan entropi:**Perubahan entropi untuk proses isotermal reversibel diberikan oleh: di mana:* adalah jumlah mol nitrogen* adalah konstanta gas ideal ( )* adalah volume awal* adalah volume akhirPertama, kita perlu menghitung jumlah mol nitrogen: Kemudian, kita dapat menggunakan hukum Boyle untuk menemukan volume akhir: Sekarang kita dapat menghitung perubahan entropi: **2. Hitung aliran kalor:**Karena prosesnya isotermal, perubahan suhu adalah nol, dan aliran kalor sama dengan kerja yang dilakukan: **3. Hitung kerja yang dilakukan:**Kerja yang dilakukan dalam proses isotermal reversibel diberikan oleh: **4. Sketsa proses pada diagram p-V dan T-S:*** **Diagram p-V:** Proses isotermal ditunjukkan sebagai hiperbola. Tekanan awal adalah 1.05 bar dan tekanan akhir adalah 4.2 bar. Volume awal adalah 0.03 m^3 dan volume akhir adalah 0.0075 m^3.* **Diagram T-S:** Proses isotermal ditunjukkan sebagai garis horizontal pada suhu konstan 288.15 K. Entropi awal adalah 0 dan entropi akhir adalah -0.039 J/K.**Jawaban:*** Perubahan entropi: **-0.039 J/K*** Aliran kalor: **-3.9 J*** Kerja yang dilakukan: **-3.9 J****Catatan:*** Kerja yang dilakukan dan aliran kalor negatif karena sistem melakukan kerja pada lingkungan dan kehilangan kalor.* Diagram p-V dan T-S harus menunjukkan proses isotermal reversibel.