Perhitungan Kalor yang Diperlukan untuk Meningkatkan Suhu Gas dalam Tangki Tertutup

Dalam sebuah tangki tertutup, terdapat 0.012 mol gas monoatomik dengan suhu awal 300 K. Tugas kita adalah untuk menghitung jumlah kalor yang diperlukan agar suhu gas tersebut naik menjadi 400 K. Untuk melakukan perhitungan ini, kita akan menggunakan tetapan gas R yang bernilai 8,31 Jmol^(-1)K^(-1). Pertama-tama, kita perlu mengingat persamaan termodinamika dasar yang menghubungkan kalor (Q), perubahan suhu (ΔT), dan kapasitas kalor (C) suatu benda. Persamaan ini dikenal sebagai persamaan kalor: Q = C * ΔT Dalam kasus ini, kita ingin mencari Q, yaitu jumlah kalor yang diperlukan. ΔT adalah perubahan suhu, yang dalam hal ini adalah 400 K - 300 K = 100 K. Selanjutnya, kita perlu mencari kapasitas kalor (C) gas monoatomik dalam tangki tertutup. Kapasitas kalor ini dapat dihitung menggunakan persamaan: C = n * R Di mana n adalah jumlah mol gas dan R adalah tetapan gas. Dalam kasus ini, n = 0.012 mol dan R = 8,31 Jmol^(-1)K^(-1). Dengan menggantikan nilai-nilai ini ke dalam persamaan, kita dapat menghitung C: C = 0.012 mol * 8,31 Jmol^(-1)K^(-1) = 0.09972 J/K Sekarang kita memiliki semua nilai yang diperlukan untuk menghitung Q. Menggantikan nilai-nilai ini ke dalam persamaan kalor, kita dapat menghitung Q: Q = 0.09972 J/K * 100 K = 9.972 J Jadi, jumlah kalor yang diperlukan agar suhu gas dalam tangki tertutup naik menjadi 400 K adalah sebesar 9.972 J. Dalam pilihan jawaban yang diberikan, jawaban yang paling mendekati hasil perhitungan kita adalah pilihan a. 14,958 J.