10 Contoh Soal Kesetimbangan Kimia yang Mudah Dipahami

Contoh Soal Kesetimbangan Kimia

Kesetimbangan kimia adalah salah satu konsep penting dalam ilmu kimia. Namun, memahami kesetimbangan kimia tidaklah mudah. Oleh karena itu, kami telah menyediakan 10 contoh soal kesetimbangan kimia yang mudah dipahami. Dalam artikel ini, Anda akan belajar tentang konsep dasar kesetimbangan kimia dan melihat bagaimana konsep ini diterapkan dalam berbagai situasi. Semua contoh soal disertai dengan penjelasan yang jelas dan mudah dipahami. Dengan belajar dari contoh soal yang kami sediakan, Anda akan menjadi lebih percaya diri dalam menghadapi masalah kesetimbangan kimia.

Soal 1

Tuliskan ungkapan kesetimbangan untuk reaksi kesetimbangan kimia fase gas berikut: 

Solusi:

 a) Tetapan Kesetimbangannya yaitu

b) Tetapan kesetimbangannya yaitu

Soal 2

Pemutih cucian rumah tangga adalah larutan hipoklorit natrium (NaOCl) yang dibuat dengan menambahkan gas Cl₂ ke dalam larutan hidroksida natrium:

Agen pemutih aktif adalah ion hipoklorit, yang dapat terurai menjadi ion klorida dan klorat dalam reaksi sampingan yang bersaing dengan pemutihan: 

Tuliskan ungkapan keseimbangan untuk reaksi dekomposisi tersebut.

Solusi:

Soal 3

Asam hipoklorit (HOCl) dihasilkan dengan memasukkan gas klorin melalui suspensi oksida merkuri(II) yang digerakkan dalam air. Persamaan kimia untuk proses ini adalah

 
Tuliskan ungkapan kesetimbangan untuk reaksi tersebut.

Solusi: 

HgO dan HgO.HgCl₂ tidak dimasukkan karena HgO dan HgO.HgCl₂  adalah zat padat, dan air tidak dimasukkan karena air adalah cairan murni. Klorin, sebagai gas, dimasukkan sebagai tekanan parsial. HOCl dimasukkan sebagai konsentrasi dalam mol per liter. Baik konsentrasi HOCl maupun tekanan parsial Cl₂ dikuadratkan karena koefisiennya masing-masing dalam persamaan kimia adalah 2.

Soal 4

ΔG^o reaksi kimia 

adalah -104.180 J.mol^-1 . Hitung tetapan kesetimbangan untuk reaksi tersebut pada 25^oC.

Solusi:

Soal 5

Hitung ΔG^o dan tetapan ksetimbangan pada 25^oC untuk reaksi

Diketahui ΔG_f^o ClO^-_(aq) = -36,8 kJ.mol^-1, ΔG_f^o Cl^-_(aq) = -131,23 kJ.mol^-1, ΔG_f^o ClO₃^-_(aq) = -7,95 kJ.mol^-1

Solusi:

ΔG^o = 2 ΔG_f^o Cl^-_(aq) + ΔG_f^o ClO₃^-_(aq) - 3 ΔG_f^o ClO^-_(aq)

ΔG^o = (2 mol) (-131,23 kJ.mol^-1) + (1 mol) (-7,95 kJ.mol^-1) – (3mol) (-36,8 kJ.mol^-1)

ΔG^o = -160,01 kJ.mol^-1 = -160.010 J.mol^-1

Kemudian, tetapan tetapan kesetimbangan dapat kita hitung menggunakan rumus:

ln K = - ΔG^o/(RT) = -(-160.010 J.mol^-1)/(8,315 J.mol^-1.K^-1 x 298,15 K) = 64,54

K = e^64,54 = 1,1 x 10²⁸

Soal 6

Oksida nitrogen terdeteksi dalam laporan pencemaran udara. Pada suhu 25°C, konstanta kesetimbangan untuk reaksi tersebut adalah 

dan 

tentukan tetapan kesetimbangan K₃ untuk reaksi 

Solusi:

Pertama kita jumlahkan reaksi pertama dan kedua, akan menghasilkan: 

dengan nilai K merupakan hasil perkalian K₁ dan K­₂:

K = K₁.K₂ = (1,3x10⁶)(6,5x10^-16) = 8,45x10^-10

Kemudian reaksi tersebut dikali 2 agar mendapatkan reaksi yang diinginkan, maka nilai K₃ adalah kuadrat dari K:

K₃ = K² = (8,45x10^-10)² = 71,4025x10^-20 = 7,14025x10^-19

Soal 7

Gas fosgen terbentuk dari CO dan CL₂ menurut reaksi kesetimbangan: 

Pada suhu 600°C, campuran gas CO dan Cl₂ disiapkan dengan tekanan parsial awal (sebelum reaksi) sebesar 0,60 atm untuk CO dan 1,10 atm untuk Cl₂. Setelah campuran reaksi mencapai kesetimbangan, tekanan parsial COCl₂(g) pada suhu ini diukur sebesar 0,10 atm. Hitunglah konstanta kesetimbangan untuk reaksi ini. Reaksi dilakukan dalam wadah berukuran tetap.

Solusi:

Untuk menemukan konstanta kesetimbangan, kita perlu menentukan tekanan parsial CO dan Cl₂ pada kesetimbangan. Untuk melakukannya, kita membuat tabel sederhana: 

Setiap mol COCl₂ yang dihasilkan mengonsumsi tepat 1 mol CO dan 1 mol Cl₂ (sesuai perbandingan koefisien). Menurut persamaan gas ideal, tekanan parsial gas berbanding lurus dengan jumlah mol setiap gas yang hadir selama volume dan suhu tetap. Oleh karena itu, perubahan tekanan parsial setiap gas harus berbanding lurus dengan perubahan jumlah molnya saat campuran menuju kesetimbangan. Jika tekanan parsial COCl₂ meningkat sebesar 0,10 atm melalui reaksi, tekanan parsial CO dan Cl₂ masing-masing harus berkurang sebesar 0,10 atm. Masukkan nilai-nilai ini ke dalam tabel: 

Terakhir, kita hitung tetapan kesetimbangan menggunakan ungkapan tetapan kesetimbangan: 

Soal 8

Grafit (sejenis karbon padat) ditambahkan ke dalam sebuah wadah yang berisi CO₂(g) pada tekanan 0,824 atm pada suhu tinggi tertentu. Tekanan meningkat karena terjadi reaksi yang menghasilkan CO(g). Tekanan total mencapai nilai kesetimbangan sebesar 1,366 atm.

(a) Tuliskan persamaan reaksi kesetimbangan untuk proses tersebut.

(b) Hitunglah konstanta kesetimbangan.

Solusi:

(a) Reaksi hanya bisa menjadi oksidasi C oleh CO₂ yang mana CO₂ sendiri direduksi menjadi CO. Reaksi kesetimbangan ditulis sebagai 

(b) Untuk menentukan tetapan kesetimbangan, kita harus mencari tekanan parsial CO dan CO₂ pada saat kesetimbangan 

Tekanan total pada saat kesetimbangan adalah:

Ptot = (0,824-x) + 2x = 0,824+x = 1,366 atm

 Kemudian kita dapat menentukan nilai x:

0,824+x = 1,366

x = 1,366 – 0,824 = 0,542 atm

Tekanan parsial masing-masing gas yaitu:

P_CO = 2x = 2(0,542 atm) = 1,084 atm

P_CO2 = 0,824 – x = 0,824 – 0,542 = 0,282 atm

Sehingga tetapan kesetimbangan reaksi tersebut adalah

K = (1,084)²/0,282 = 4,17

Soal 9

Anggap H₂(g) dan I₂(g) disimpan dalam sebuah labu pada T = 400 K dengan tekanan parsial P_H2 = 1,320 atm dan P_I2 = 1,140 atm. Pada suhu ini, H₂ dan I₂ tidak bereaksi dengan cepat untuk membentuk HI(g), meskipun setelah waktu yang cukup lama akan dihasilkan HI(g). Jika gas-gas tersebut dipanaskan dalam labu tertutup hingga mencapai suhu 600 K, suhu di mana mereka dengan cepat mencapai kesetimbangan: 

Tetapan kesetimbangan reaksi tersebut adalah 92,6 pada 600 K

a Tentukan nilai P_H2, P_I2 dan P_HI saat kesetimbangan pada 600 K

b Berapa persen I₂ yang telah bereaksi ketika mencapai kesetimbangan?

Solusi:

a Pertama kita tentukan terlebih dahulu tekanan parsial H₂ dan I₂ sebelum bereaksi. Kita dapat menggunakan hokum gas ideal ketika volume tetap:

P_H2 = (1,320 atm) x (600 K/400 K) = 1,980 atm

P_I2 = (1,140 atm) x (600 K/400 K) = 1,710 atm

Lalu kita tentukan tekanan pasrial masing-masing gas pada saat kesetimbangan 

Masukkan tekanan parsial kesetimbangan ke dalam ungkapan tetapan kesetimbangan 

Selesaikan persamaannya dan dihasilkan:

88,6x² – 341,694 + 313,525 = 0

X1 = 1,5044 atm dan X2 = 2,3522 atm

Nilai X2 tidak mungkin karena akan menghasilkan jawaban negatif untuk tekanan parsial H2(g) dan I2(g) pada saat setimbang. Maka nilai X1 = 1,5044 atm adalah nilai yang memenuhi. Terakhir, masukkan nilai x untuk mencari tekanan parsial masing-masing gas pada saat kesetimbangan:

P_HI = 2x = 2(1,5044 atm) = 3,0088 atm

P_H2 = 1,980 atm – x = 1,980 atm – 1,5044 atm = 0,4756 atm

P_I2 = 1,710 atm – x = 1,710 atm – 1,5044 atm = 0,2056 atm

b persen I₂ yang telah bereaksi adalah

%I₂ yang bereaksi = (1,5044/1,710)x100% = 87,97%

Soal 10

Gas hidrogen dibuat dari gas alam (metana) untuk digunakan langsung dalam proses industri, seperti produksi amonia. Langkah pertama disebut "pengorekan uap metana": 

Konstanta kesetimbangan untuk reaksi ini adalah 1,8 × 10^-27 pada 600 K. CH₄ gas, H₂O, dan CO dimasukkan ke dalam wadah yang dievakuasi pada suhu 600 K, dan tekanan parsial awal mereka (sebelum reaksi) masing-masing adalah 1,40 atm, 2,30 atm, dan 1,60 atm. Tentukan tekanan parsial H₂(g) yang akan terjadi pada kesetimbangan.

Solusi:

Tetapan kesetimbangan reaksinya yaitu: 

Setelah itu kita tentukan tekanan parsial gas pada kesetimbangan: 

Masukkan tekanan parsial gas masing-masing pada saat kesetimbangan ke dalam persamaan tetapan kesetimbangan: 

Tetapan kesetimbangan dalam kasus ini cukup kecil, sehingga tingkat reaksi juga akan kecil. Ini menunjukkan bahwa y akan menjadi angka kecil relatif terhadap tekanan parsial gas yang hadir pada awalnya. Mari kita coba perkiraan bahwa y dapat diabaikan. Maka nilai 1,60 + y akan mendekati 1,60, 1,4 –y akan mendekati 1,4, dan 2,3 – y akan mendekati 2,3. Sehingga persamaannya dapat ditulis 

Maka diperoleh nilai y³ = 1,34x10^-8, dan y = 2,38x10^-3

Terakhir, kita masukkan nilai y untuk mendapatkan tekanan H₂:

P_H2 = 3y = 3(2,38x10^-3 atm) = 7,1x10^-3 atm

Ini Dia 5 Contoh Soal Termodinamika Terbaru Yang Harus Kamu Pelajari

Contoh Soal Termodinamika (Bagian II)

Soal 1

Hitung perubahan entropi ketika 3,00 mol bensin menguap secara reversibel pada titik didih normalnya yaitu 80,1°C. Entalpi molar penguapan bensin pada suhu ini adalah 30,8 kJ mol^-1. (Ketika penguapan terjadi, tekanan bensin di atas cairan dipertahankan pada 1 atm dengan cara meningkatkan volume yang tersedia untuk gas.)

Solusi:

Perubahan entropi dari suatu proses reversibel diberikan oleh rumus:

ΔS = q_rev/T

di mana ΔS adalah perubahan entropi, q_rev adalah kalor yang diserap atau dilepaskan selama proses reversibel, dan T adalah suhu pada saat proses terjadi.

Pada kasus ini, bensin menguap secara reversibel pada titik didih normalnya yaitu 80,1°C. Karena tekanannya dipertahankan pada 1 atm dengan meningkatkan volume yang tersedia untuk gas, proses ini bersifat isobarik. Kalor yang diserap oleh bensin selama penguapan diberikan oleh entalpi molar penguapan, ΔH_vap:

q_rev = ΔH_vap × n

di mana n adalah jumlah mol bensin yang menguap. Pada kasus ini, n = 3,00 mol.

q_rev = (30,8 kJ/mol) × (3,00 mol) = 92,4 kJ

Suhu pada saat proses terjadi adalah titik didih bensin, yang diberikan sebagai 80,1°C. Suhu ini harus dikonversi ke kelvin:

T = 80,1°C + 273,15 = 353,25 K

Sekarang kita dapat menghitung perubahan entropi:

ΔS = q_rev/T = (92,4 kJ)/(353,25 K) = 0,262 kJ/K

Oleh karena itu, perubahan entropi ketika 3,00 mol bensin menguap secara reversibel pada titik didih normalnya yaitu 80,1°C adalah 0,262 kJ/K.

Soal 2

(a) Hitung perubahan entropi untuk proses 5,00 mol argon yang mengembang secara reversibel pada suhu konstan 298 K dari tekanan 10,0 atm menjadi 1,00 atm.

(b) Hitung perubahan entropi untuk keadaan awal dan akhir yang sama seperti pada bagian (a) tetapi melalui jalur yang berbeda. Pertama, 5,00 mol argon mengembang secara reversibel dan adiabatik antara dua tekanan yang sama. Ini menyebabkan suhu turun menjadi 118,6 K. Kemudian gas dipanaskan pada tekanan konstan kembali ke 298 K.

Solusi:

(a) Untuk menghitung perubahan entropi untuk proses tersebut, kita dapat menggunakan rumus:

ΔS = nR ln(V2/V1) = nR ln(P1/P2)

Di mana ΔS adalah perubahan entropi, n adalah jumlah mol, R adalah konstanta gas, V1 adalah volume awal, V2 adalah volume akhir, P1 adalah tekanan awal, dan P2 adalah tekanan akhir.

Oleh karena itu, perubahan entropi adalah:

ΔS = nR ln(P1/P2) = (5,00 mol)(8,314 J/mol·K)ln(10 atm/1 atm) = +95,7 J/K

(b) Untuk langkah pertama, prosesnya adiabatik, sehingga tidak ada pertukaran kalor dan ΔS = 0. Ketika gas dipanaskan secara reversibel pada tekanan konstan dari 118,6 hingga 298 K, perubahan entropinya adalah

ΔS = nCp ln(T2/T1)

Di mana C adalah kapasitas kalor molar gas pada tekanan konstan. Untuk gas ideal, kita dapat hitung menggunakan rumus:

Cp = (5/2)R

Jadi:

ΔS1 = (5,00 mol)(5/2)(8,314 J/mol·K)ln(298K/118,6 K) = +95,7 J/K

Soal 3:

Hitunglah panas yang diserap dan kerja yang dilakukan pada sistem gas ideal yang terdiri dari 5,00 mol saat mengalami ekspansi yang ireversibel pada suhu konstan T sebesar 298 K dari tekanan 10,0 atm hingga 1,00 atm. Tekanan eksternal dijaga konstan pada 1,00 atm.

Solusi:

Pertama kita hitung volume awal menggunakan persamaan gas ideal:

V₁ = nRT/P₁ = (5 mol) (0,08206 L.atm.K^-1.mol^-1)(298K)/10 atm = 12,2 L

Lalu kita hitung volume akhir:

V₂ = nRT/P₁ = (5 mol) (0,08206 L.atm.K^-1.mol^-1)(298K)/1 atm = 122 L

Selanjutnya hitung kerja yang dilakukan menggunakan rumus:

w_irrev = -P_ext ΔV = - (1,00 atm) (122 L – 12,2 L) = 109,8 L.atm = -11,125 kJ

Pada T konstan, ΔU = 0, sehingga

q_irrev = - w_irrev = 11,125 kJ

Soal 4

Diketahui:

S^o(N₂(g)) = 191,50 JK^-1mol^-1

S^o(O₂(g)) = 205,03 JK^-1mol^-1

S^o(NO₂(g)) = 239,95 JK^-1mol^-1

Hitung ΔS^o untuk reaksi kimia 

Dengan reaktan dan produk berada pada suhu 25^oC dan tekanan 1 atm.

Solusi:

Perubahan entropi untuk reaksi adalah jumlah entropi produk, dikurangi jumlah entropi reaktan, masing-masing dikalikan dengan koefisien dalam persamaan kimia seimbang. 

Soal 5

Diketahui:

ΔG_f^o(N₂O(g)) = 104,18 kJ.mol^-1

ΔG_f^o(NO₂(g)) = 51,29 kJ.mol^-1

ΔG_f^o(NO(g)) = 86,55 kJ.mol^-1

Hitung ΔG^o untuk reaksi kimia 

Solusi: 

Baca juga:

• Contoh Soal Termodinamika (Bagian I)

• Konsep Kerja, Kalor, dan Energi Dalam dalam Hukum Termodinamika Pertama: Persamaan dan Aplikasi Termokimia

• Hukum Termodinamika Pertama

7 Contoh Soal Termodinamika Menarik untuk Meningkatkan Pemahaman Anda

Contoh Soal Termodinamika

Selamat datang di artikel saya yang akan membahas contoh soal termodinamika yang berguna untuk meningkatkan pemahaman Anda. Termodinamika adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari energi dan perubahan yang terjadi pada sistem. Dalam artikel ini, saya telah merangkum 7 contoh soal termodinamika yang menarik dan mudah dipahami, sehingga dapat membantu Anda meningkatkan pemahaman tentang konsep dasar termodinamika. Yuk, simak artikel ini sampai selesai!

Soal 1

Sebuah silinder mengandung gas sebanyak 2,00 L di bawah tekanan 1,00 atm. Tekanan eksternal juga sebesar 1,00 atm. Gas tersebut dipanaskan secara perlahan, dengan piston bergerak bebas ke luar untuk menjaga tekanan gas tetap mendekati 1,00 atm. Anggaplah pemanasan berlanjut hingga mencapai volume akhir sebesar 3,50 L. Hitunglah kerja yang dilakukan pada gas dan ungkapkan dalam satuan joule.

Solusi:

Ini adalah sebuah ekspansi sistem dari 2,00 L menjadi 3,50 L melawan tekanan eksternal konstan sebesar 1,00 atm. Kerja yang dilakukan pada sistem adalah:

W = -Pext ΔV

dimana W adalah kerja yang dilakukan, Pext adalah tekanan eksternal, dan ΔV adalah perubahan volume gas.

Dalam hal ini, tekanan eksternal adalah konstan sebesar 1,00 atm, dan perubahan volume adalah ΔV = V_akhir - V_awal = 3,50 L - 2,00 L = 1,50 L. Oleh karena itu, kerja yang dilakukan pada gas adalah:

W = -1,00 atm x 1,50 L = -1,50 L·atm

Untuk mengungkapkan ini dalam satuan joule, kita perlu mengonversi dari L·atm ke joule menggunakan faktor konversi:

1 L·atm = 101,325 J

Jadi kita memiliki:

W = -1,50 L·atm x (101,325 J/L·atm) = -152,0 J

Oleh karena itu, kerja yang dilakukan pada gas selama ekspansi ini adalah -152,0 joule. Tanda negatif menunjukkan bahwa kerja dilakukan pada gas, yang konsisten dengan fakta bahwa gas sedang mengalami ekspansi melawan tekanan eksternal.

Soal 2

Anggap sebuah massa 10,00 kg jatuh melalui perbedaan ketinggian 3,00 m, dan hasil kerjanya digunakan untuk memutar sebuah baling-baling di dalam 200,0 g air, yang pada awalnya suhunya 15,00°C. Suhu air akhir ternyata menjadi 15,35°C. Dengan mengasumsikan bahwa kerja yang dilakukan digunakan sepenuhnya untuk meningkatkan suhu air, hitung faktor konversi antara joule dan kalori.

Solusi:

Langkah pertama adalah menghitung jumlah kerja yang dilakukan oleh massa ketika jatuh melalui perbedaan ketinggian 3,00 m. Kerja ini sama dengan perubahan energi potensial massa, yang diberikan oleh:

W = mgh

di mana W adalah kerja yang dilakukan, m adalah massa, g adalah percepatan gravitasi, dan h adalah perbedaan ketinggian.

Dengan mengganti nilai yang diberikan, kita peroleh:

W = (10,00 kg) (9,81 m/s²) (3,00 m) = 294 J

Selanjutnya, kita perlu menghitung panas yang diserap oleh air akibat kerja ini. Panas yang diserap sama dengan perkalian massa air, kalor jenis air, dan perubahan suhu. Kalor jenis air adalah 1 kal/(g°C). Massa air adalah 200,0 g. Perubahan suhu adalah (15,35 - 15,00)°C = 0,35°C. Oleh karena itu, kita peroleh:

Q = (200,0 g) (1 kal/(g°C)) (0,35°C) = 70,0 kal

Terakhir, kita dapat menggunakan faktor konversi antara joule dan kalori untuk menemukan jawabannya. Satu kalori sama dengan 4,2 joule. Oleh karena itu,

1 kalori = 4,2 J

Dengan membagi panas yang diserap oleh air dengan faktor konversi, kita mendapatkan:

70 kal x 4,2 J/kal = 294 J

Besarnya kerja yang dilakukan sama dengan besarnya kalor yang diterima oleh air.

Soal 3

Selembar besi dengan massa 72,4 g dipanaskan hingga 100,0°C dan dicelupkan ke dalam air seberat 100,0 g yang pada awalnya berada pada suhu 10,0°C dalam kalorimeter cangkir Styrofoam. Diasumsikan tidak ada panas yang hilang ke cangkir Styrofoam atau lingkungan sekitar. Hitung suhu akhir yang tercapai. (Cair = 4,18 J/g°C dan Cbesi = 0,449 J/g°C)

Solusi:

Untuk menyelesaikan masalah ini, kita perlu menggunakan persamaan:

q = mCΔT

di mana q adalah panas yang ditransfer, m adalah massa zat, C adalah kapasitas kalor spesifik, dan ΔT adalah perubahan suhu.

Pertama, kita perlu menghitung panas yang ditransfer dari besi ke air. Panas yang ditransfer dari besi sama dengan panas yang diserap oleh air:

q_besi = q_air

Kita dapat menghitung q_besi menggunakan persamaan:

m_besi x C_besi x ΔT_besi = m_air x C_air x ΔT_air

72,4 g x 0,449 J/g°C x (100°C - Tf ) = 100,0 g x 4,18 J/g°C x (Tf - 10°C)

3.251 - 32,51Tf = 418Tf - 4180

7431 = 450,51Tf

Tf = 16,5°C

Oleh karena itu, suhu akhir yang tercapai sekitar 16,5°C.

Soal 4

Anggaplah bahwa 1,00 kJ kalor ditransfer ke 2,00 mol argon (pada 298 K, 1 atm). Berapakah suhu akhir Tf jika kalor ditransfer (a) pada volume konstan, atau (b) pada tekanan konstan? Hitunglah perubahan energi, ΔU, pada setiap kasus.

Solusi:

Karena argon merupakan gas monoatomik, mendekati gas ideal, 

Pada volume konstan, 

Pada tekanan konstan, 

Jadi perbedaan energi dalam ΔU untuk setiap kasus adalah (1000 – 600) J = 400 J.

Soal 5

Untuk menguapkan 100,0 g karbon tetraklorida pada titik didih normalnya, 349,9 K, dan P = 1 atm, dibutuhkan 19,5 kJ panas. Hitung ΔHvap untuk CCl₄ dan bandingkan dengan ΔU untuk proses yang sama.

Solusi:

Massa molar CCl₄ adalah 153,8 g.mol^-1 ; sehingga, jumlah mol CCl₄ dalam 100 g adalah 

Maka perubahan entalpi penguapan 1 mol CCl₄ adalah 

Perubahan energi dalam dapat dihitung menggunakan rumus 

Masukkan ΔT=349,9 K dan Δng = 1 (karena terjadi peningkatan sebanyak 1 mol gas produk dari 1 mol liquid), sehingga

Dengan demikian, dari 30,0 kJ energi yang ditransfer dari lingkungan sekitar dalam bentuk panas, sebanyak 27,1 kJ digunakan untuk meningkatkan energi dalam molekul (ΔU) dan 2,9 kJ digunakan untuk mengekspansi uap yang dihasilkan, Δ(PV).

Soal 6

Hitunglah panas dan kerja yang terjadi pada suatu proses di mana 5,00 mol gas mengembang secara reversibel pada suhu konstan T sebesar 298 K dari tekanan 10,00 hingga 1,00 atm.

Solusi:

Pada suhu konstan T dan n, q dan w diberikan oleh persamaan berikut 

Tekanan berbanding terbalik dengan volume, maka: 

Sehingga, 

Soal 7

Misalkan 5,00 mol gas monoatomik ideal pada suhu awal 298 K dan tekanan 10,0 atm diperluas secara adiabatik dan reversibel hingga tekanan turun menjadi 1,00 atm. Hitung volume dan suhu akhir, perubahan energi dan entalpi, serta kerja yang dilakukan.

Solusi:

Pertama hitung volume awal, 

dan rasio kapasitas panas untuk gas monoatomik adalah 

untuk proses adiabatik reversibel, 

Suhu akhir dapat dihitung menggunakan persamaan gas ideal 

Dari sini kerja yang dilakukan dan perubahan energi dapat dicari, pada proses adibatik q = 0, maka: 

Maka perubahan entalpinya adalah: 

Baca juga:

• Contoh Soal Termodinamika (Bagian II)

• Hukum Termodinamika Pertama