Langsung ke konten utama

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 = qrev/T

di mana ΔS adalah perubahan entropi, qrev 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:

qrev = ΔHvap × n

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

qrev = (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 = qrev/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:

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

Pada T konstan, ΔU = 0, sehingga

qirrev = - wirrev = 11,125 kJ

Soal 4

Diketahui:

So(N2(g)) = 191,50 JK-1mol-1

So(O2(g)) = 205,03 JK-1mol-1

So(NO2(g)) = 239,95 JK-1mol-1

Hitung ΔSo untuk reaksi kimia 

Contoh Soal Termodinamika

Dengan reaktan dan produk berada pada suhu 25oC 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. 

Contoh soal termodinamika

Soal 5

Diketahui:

ΔGfo(N2O(g)) = 104,18 kJ.mol-1

ΔGfo(NO2(g)) = 51,29 kJ.mol-1

ΔGfo(NO(g)) = 86,55 kJ.mol-1

Hitung ΔGo untuk reaksi kimia 

Contoh Soal Termodinamika

Solusi: 

Contoh Soal Termodinamika

Baca juga:

Label:

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Cara Menghitung Volume Gas pada Berbagai Keadaan

Cara menghitung volume gas dapat dilakukan dengan berbagai cara tergantung dari kondisi ketika volume gas tersebut diukur . Kondisi yang dimaksud adalah suhu dan tekanan. Berdasarkan suhu dan tekanan, maka ada 4 cara menghitung volume gas. Kondisi pengukuran volume gas yang pertama adalah pada suhu dan tekanan standar yaitu pada suhu 0 o C dan tekanan 1 atm. Untuk mengetahui cara menghitung volume gas pada suhu dan tekanan standar, kita harus mengetahui terlebih dahulu volume molar gas pada keadaan standar. Volume molar adalah volume 1 mol gas pada suhu dan tekanan tertentu . Jika pengukuran dilakukan pada keadaan standar atau STP ( Standard Temperatur and Pressure ), yaitu pada suhu 0 o C dan tekanan 1 atm, volume molar gas disebut   volume molar standar . Berdasarkan data hasil berbagai percobaan disimpulkan bahwa pada keadaan standar (0 o C, 1 atm), volume 1 mol gas adalah 22,4 liter. Sehingga untuk menghitung volume gas pada keadaan STP adalah dengan mengalikan mol gas dengan 2
Posting Komentar
Baca selengkapnya

SOAL LATIHAN DAN PEMBAHASAN OSN 2018 MATERI STRUKTUR ATOM DAN SISTEM PERIODIK UNSUR

1.     Spesi ion   mempunyai : A. 17 proton, 17 neutron, dan 16 elektron      B. 17 proton, 17 neutron, dan 20 elektron     C. 16 proton, 21 neutron, dan 17 elektron D. 17 proton, 17 neutron, dan 18 elektron E. 17 proton, 20 neutron, dan 18 elektron Jawab: E Proton (z) = 17 Neutron (n) = A – z = 37 – 17 =20 Elektron (e) = 17 + 1 = 18 2.     Manakah set bilangan kuantum yang diperbolehkan untuk sebuah elektron (n, l , m, s): A.    1, 1, 0, ½                               C. 2, 1, -1, -1/2                      E. 3, 2, -3, ½ B.    2, 1, 0, 0                                D. 2, 1, 2, ½ Jawab: C A: n=1 (kulit pertama) dan l =1 (subkulit p), pada kulit pertama tidak terdapat subkulit p ( tidak diperbolehkan ) B: nilai s = 0 ( tidak diperbolehkan ), nilai s=+1/2 atau s=-1/2 C: n=2 (kulit ke-2), l =1 (subkulit p), m=-1, dan s = -1/2 atau 2p 4 ( diperbolehkan ) D: l =1 (subkulit p) dan m=2 ( tidak diperbol
1 komentar
Baca selengkapnya

SOAL LATIHAN DAN PEMBAHASAN PERSIAPAN OSN 2018 MATERI IKATAN KIMIA

1.     Struktur Lewis berikut ini: adalah representasi dari A.    NO 2 - B.    NO 2 + C.    NO 2 D.    NO 2 + dan NO 2 - E.    NO 2 , NO 2 + dan NO 2 - Jawab: B elektron valensi total NO 2 = 5 + 2 x 6 = 17. Elektron valensi total pada sruktur lewis pada soal di atas adalah 16, sehingga muatan formal senyawa pada struktur lewis di atas adalah 17-16 = +1. Sehingga senyawa tersebut adalah NO 2 + . 2.     Diantara senyawa alkana berikut ini yang mempunyai interaksi van der Waals paling tinggi adalah A.    CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 B.    CH 3 CH 2 CH 3 C.    CH 3 CH 2 C(CH 2 ) 4 CH 3 D.    CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 E.    CH 3 (CH 2 ) 3 CH 3 Jawab: C Interaksi van der Waals dipengaruhi oleh berat molekul. Semakin tinggi berat molekul semakin tinggi pula interaksi van der Waals. 3.     Jika NaBr larut dalam air, maka jenis gaya antar molekul yang harus diputuskan adalah A.    Gaya ion-ion B.   
1 komentar
Baca selengkapnya