Hukum 1 Termodinamika dan Termokimia

                                                                                     @D16-Fauzi, @D18-Rifqi, @D23-Abi
                                                                                      Oleh: Fauzi F., Rifqi B., M. Abi Haykal           
Soal

Sebuah alat silinder dengan piston diisi dengan gas nitrogen sebanyak 0,8 kg dengan tekanan awal 100 kPa dan temperatur awal 27oC.
Nitrogen dikompresi dengan perlahan-lahan dalam proses polytropis mengikuti persamaan p.V1,3 = C hingga volume akhir menjadi ½ dari volume awalnya, Hitunglah kerja yang dilakukan pada piston dan panas yang ditransfer selama proses ini. (R = 0,297 kPa.m3/kg.K & cp = 1,039 kJ/kg.K). Kemudian gambarkan dengan skala PV diagram untuk proses tersebut.

Jawab:

diketahui :

gas nitrogen dengan R = 0,297 kPa.m3/kg.K dan cp = 1,039kJ/kg.K

Massa gas = 0,8 kg

tekanan awal (p1) = 100 kPa

temperatur awal (T1) = 27oC

proses mengikuti proses politropis yaitu  p.V1,3 = C

volume awal = 2 kali volume akhir atau V1 = 2V2

Ditanya :

a. Kerja (W12)

b. Kalor (Q12)

Penyelasaian :

a. Asumsi nitrogen sebagai gas ideal, dan persamaan gas ideal adalah :

Proses politropis dengan persamaan :

Kerja yang dilakukan oleh piston (Proses kompresi V₁ > V₂ maka kerja masuk ke sistem (negatif):