Sejumlah 3 mol gas ideal monoatomik pada suhu 345 K. Kemudian 2438 J kalor ditambahkan pada gas dan 962 J kerja dilakukan pada Gas. Suhu akhir gas adalah ....KQuestion 6Select one:a.396b.384c.416d.400e.436

Untuk menjawab pertanyaan ini, kita perlu menggunakan hukum pertama termodinamika yang menyatakan bahwa perubahan energi internal suatu sistem adalah sama dengan jumlah kalor yang ditambahkan ke sistem dikurangi kerja yang dilakukan oleh sistem.

Rumusnya adalah ΔU = Q - W

Kita tahu bahwa untuk gas ideal monoatomik, perubahan energi internal (ΔU) adalah 3/2 nRΔT, di mana n adalah jumlah mol, R adalah konstanta gas (8,31 J/mol.K), dan ΔT adalah perubahan suhu.

Jadi, kita bisa mengatur persamaan sebagai berikut:

3/2 nRΔT = Q - W

Kita tahu bahwa n = 3 mol, Q = 2438 J, dan W = 962 J. Jadi kita bisa menggantikan nilai-nilai ini ke dalam persamaan:

3/2 * 3 mol * 8,31 J/mol.K * ΔT = 2438 J - 962 J

Menghitung nilai di sebelah kanan persamaan memberikan kita 1476 J. Jadi:

37,395 * ΔT = 1476 J

Maka, ΔT = 1476 J / 37,395 = 39,5 K

Karena suhu awal adalah 345 K, suhu akhir adalah 345 K + 39,5 K = 384,5 K. Jadi, jawabannya adalah (b) 384 K.

Untuk menjawab pertanyaan ini, kita perlu menggunakan hukum pertama termodinamika, yang menyatakan bahwa perubahan energi internal suatu sistem adalah sama dengan jumlah kalor yang ditambahkan ke sistem dikurangi kerja yang dilakukan oleh sistem.

Dalam hal ini, kita memiliki gas ideal monoatomik, yang memiliki energi internal sebanding dengan suhu. Oleh karena itu, perubahan energi internal gas adalah 3/2 k (Tf - Ti), di mana k adalah konstanta Boltzmann, Tf adalah suhu akhir, dan Ti adalah suhu awal.

Kita juga diberikan bahwa 2438 J kalor ditambahkan ke gas dan 962 J kerja dilakukan pada gas. Oleh karena itu, perubahan energi internal gas juga sama dengan 2438 J - 962 J = 1476 J.

Menyamakan dua ekspresi untuk perubahan energi internal, kita mendapatkan:

3/2 k (Tf - Ti) = 1476 J

Kita tahu bahwa Ti = 345 K dan k = 1.38 x 10^-23 J/K. Menggantikan nilai-nilai ini ke dalam persamaan di atas, kita dapat menyelesaikan Tf.

Tf = Ti + (2/3) * (1476 J / (3 * 1.38 x 10^-23 J/K)) = 345 K + (2/3) * (1.07 x 10^26 K) = 345 K + 0.71 x 10^26 K = 0.71 x 10^26 K

Namun, ini adalah suhu yang sangat tinggi dan tidak masuk akal dalam konteks ini. Kemungkinan ada kesalahan dalam perhitungan atau dalam soal aslinya.