Question

Sejumlah gas ideal dimampatkan dalam keadaan isothermal . manakah dari jawaban di bawah ini yg benar untuk tanda kerja yg dilakukan (W) , perubahan energi dalam (U) , dan pertukaran kalor (Q) dengan lingkungan ..
a. W(-) U(0) Q(-)
B. W(+) U (-) Q(0)
C. W(-) U(0) Q(+)
D. W(-) U(-) Q(0)
E. W(+) U(0) Q(+)

Answer 1

Jawabannya D. W positif, perubahan energi 0 dan perubahan kalor positif

Penjelasan :

Wiso = – nRT ln (Vfinal / Vinitial)

Dalam persamaan ini, Wiso adalah usaha yang dilakukan dalam proses isotermal, Vfinal adalah volume akhir, dan Vinitial adalah volume awal dari sistem, yang mengalami perubahan isotermal. Jika gas akan dikompresi, karena sistem ini mengalami proses isotermal (Vfinal – Vinitial <0), maka menurut persamaan di atas, usaha yang dilakukan akan menjadi positif. Itu berarti usaha yang positif telah dilakukan oleh lingkungan, pada sistem.

Karena berlangsung dalam suhu konstan, tidak terjadi perubahan energi dalam (∆U = 0) dan berdasarkan hukum I termodinamika kalor yang diberikan sama dengan usaha yang dilakukan sistem (Q =W).

Answer 2

Untuk proses pemampatan isotermal
isotermal berarti suhu sistem dipertahankan tetap atau perubahan suhunya nol (ΔT = 0)
Berarti perubahan energi dalamya
ΔU = N f (½ k T_akhir) - N f (½ k T_awal)
ΔU = N f (½ k) (T_akhir - T_awal)
ΔU = N f (½ k) ΔT
ΔU = 0  ← jwb

pemampatan berartu volume diperkecil atau V akhir lebih kecil daripada V awalnya.
Nilai perbandingan antara volume akhir dengan volume awal berupa pecahan
0 <  (V_akhir - V_awal) < 1

Usaha oleh gas pada proses isotermal
W = nRT ln (V_akhir / V_awal)
Untuk 0 < (V_akhir / V_awal) < 1, nilai logaritma naturalnya negatif.
Jadi nilai W negatif. ← jwb

Hubungan antara perubahan energi dalam dengan usaha dan kalor yang terlebat untuk suatu sistem menurut hukum I Termodinamika
ΔU = Q - W
   0 = Q - W
  W = Q
  Q = W
karena W negatiff, maka Q juga negatif.

arti fisiknya, jika sistem gas menerima usaha dari luar (W negatif), maka sistem akan melepaskan kalor (Q negatif)

jadi jawaban yang benar [A]  ←
W    negatif
ΔU   nol
Q     negatif