Sistem dan Lingkungan Uraian Materi
PPPPTK IPA Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: REAKSI EKSOTERM DAN REAKSI ENDOTERM
KELOMPOK KOMPETENSI C
70
Gambar 3.3 Pemuaian gas melawan tekanan luar konstan seperti tekananatmosfer.
Gas itu terdapat dalam silinder yang tertutup piston yang dapat bergerak dan tidak bermassa. Kerja yang dilakukan dirumuskan oleh -
P∆V
Sumber: Chang, General Chemistry, 2003
Contoh soal 1 :
Suatu gas memuai dari volume 2,0 L menjadi 6,0 L pada tekanan konstan. Hitunglah kerja yang dilakukan oleh gas jika gas itu memuai :
a terhadap ruang hampa dan, b terhadap tekanan luar konstan 1,2 atm
Penyelesaian : Diketahui : Kerja yang dilakukan dalam pemuaian gas sama dengan hasil kali
tekanan luar dan perubahan volume. V1
= 2,0 L V2
= 6,0 L
Ditanyakan : a Kerja w yang dilakukan terhadap ruang hampa
b Kerja w yang dilakukan terhadap tekanana luar 1,2 atm
Jawab :
a Karena tekanan luarnya sama dengan nol, maka kerja yang dilakukan : w = -P .
∆V = -0 atm 6,0 -2,0 L
= 0 L atm
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: REAKSI EKSOTERM DAN REAKSI ENDOTERM
KELOMPOK KOMPETENSI C
Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Guru Mata Pelajaran Kimia SMA
71
b Karena tekanan luarnya adalah 1,2 atm, maka kerja yang dilakukan : w = -P .
∆V = -1,2 atm 6,0 -2,0 L
= -4,8 L atm Untuk mengkonversi jawabannya itu ke joule, maka kita tulis :
Dimana 1 L atm = 101,3 J , maka : w = -4,8 L atm x 101,3 J
1 L atm = -4,9 x 10
2
J Berdasarkan persamaan ∆E = q + w, menunjukkan bahwa kerja bukanlah fungsi
keadaan. Walaupun keadaan awal dan keadaan akhirnya adalah sama untuk a
dan b, jumlah kerja yang dilakukan berbeda karena tekanan luarnya berbeda. Kita tidak boleh menuliskan ∆w = w
akhir
- w
awal
untuk suatu perubahan. Kerja yang dilakukan bergantung tidak hanya pada keadaan awal dan akhir, tetapi juga pada
bagaimana proses itu berlangsung. Komponen lain energi dalam adalah q kalor. Seperti kerja, kalor bukanlah
fungsi keadaan. Anggap lah bahwa perubahan dapat terjadi pada suatu sistem dengan dua cara.
Pada kasus pertama, kerja yang dilakukan adalah nol, sehingga: ∆E = q
1
+ w
1
= q
1
Pada kasus kedua, kerja dilakukan dan kalor dipindahkan, sehingga : ∆E = q
2
+ w
2
Karena ∆E sama untuk kedua kasus, perhatikan bahwa keadaan awal dan
keadaan akhir adalah sama untuk kedua kasus, maka q
1 ≠
q
2
Contoh Soal 2 :
Kerja yang dilakukan ketika suatu gas dimampatkan dalam tabung seperti terlihat pada gambar 3.3 adalah 462 J. Selama proses ini, terdapat perpindahan kalor
sebesar 128 J dari gas ke lingkungan. Hitunglah perubahan energi untuk proses ini.
PPPPTK IPA Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: REAKSI EKSOTERM DAN REAKSI ENDOTERM
KELOMPOK KOMPETENSI C
72
Penyelesaian :
Soal ini termasuk penerapan hukum termodinamika pertama
Diketahui : w = 462 J
q = -128 J perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan
Ditanyakan : Hitunglah perubahan energi dalam Jawab
: ∆E = q + w,
= -128 J + 462 J = 334 J
Maka hasil pemampatan dan perpindahan kalor, energi gas meningkat sebesar 334 J.
Contoh Soal 3 :
Sejumlah kalor 50 joule diberikan ke dalam suatu sistem, sehingga dapat melakukan kerja sebesar 30 joule. Hitunglah perubahan energi dalam untuk
proses ini
Penyelesaian : Diketahui :
q = 50 J w = - 30 J
Ditanyakan : Hitunglah perubahan energi dalam Jawab :
∆E = q + w, = 50 J + -30 J
= 20 J