Perhitungan Energi Kinetik Molekul Gas Helium pada Suhu 27°C

Energi kinetik dari sebuah molekul gas helium pada suhu 27°C dapat dihitung menggunakan rumus energi kinetik: \[E_k = \frac{1}{2}mv^2\] Di mana: - \(E_k\) adalah energi kinetik - \(m\) adalah massa molekul gas helium - \(v\) adalah kecepatan molekul gas helium Untuk menghitung energi kinetik, kita perlu mengetahui massa molekul gas helium dan kecepatannya. Massa molekul gas helium dapat ditemukan dengan menggunakan persamaan: \[m = \frac{m_{gas}}{V}\] Di mana: - \(m_{gas}\) adalah massa gas helium - \(V\) adalah volume gas helium Dalam kasus ini, kita diberikan informasi bahwa massa gas helium adalah 1,3 kg dan volume gas helium adalah $1,6 kgm^{-3}$. Dengan menggunakan persamaan di atas, kita dapat menghitung massa molekul gas helium: \[m = \frac{1,3 kg}{1,6 kgm^{-3}} = 0,8125 m^3\] Selanjutnya, kita perlu mengetahui kecepatan molekul gas helium. Namun, informasi tentang kecepatan tidak diberikan dalam pertanyaan. Oleh karena itu, kita tidak dapat menghitung energi kinetik secara langsung. Dalam hal ini, kita perlu menggunakan persamaan termodinamika yang berkaitan dengan suhu dan energi kinetik molekul gas helium. Persamaan ini dikenal sebagai persamaan kinetik gas: \[E_k = \frac{3}{2}kT\] Di mana: - \(E_k\) adalah energi kinetik - \(k\) adalah konstanta Boltzmann - \(T\) adalah suhu dalam Kelvin Untuk menghitung energi kinetik, kita perlu mengubah suhu dari Celsius ke Kelvin. Rumus konversi suhu adalah: \[T(K) = T(°C) + 273,15\] Dalam kasus ini, suhu yang diberikan adalah 27°C. Oleh karena itu, suhu dalam Kelvin adalah: \[T(K) = 27 + 273,15 = 300,15 K\] Selanjutnya, kita dapat menghitung energi kinetik menggunakan persamaan kinetik gas: \[E_k = \frac{3}{2}kT = \frac{3}{2} \times 1,38 \times 10^{-23} \times 300,15 = 6,21 \times 10^{-21} J\] Jadi, besarnya energi kinetik dari sebuah molekul gas helium pada suhu 27°C adalah $6,21 \times 10^{-21} J$.