Page 31 - E-Modul Neraca Massa dan Energi II

NERACA MASSA DAN
ENERGI II

Jika suatu zat dipanaskan pada tekanan konstan, panas yang ditambahkan akan

meningkatkan energi internal zat dan untuk memasok energi yang setara dengan
kerja mekanis ekspansi; jadi dq = dU + p dV, dan persamaan menjadi

= ( ) = ( ) + ( ) = ( )

Dimana = kapasitas panas pada tekanan konstan

Untuk gas ideal gas pV = nRT dan energi internal tergantung dari volume

atau tekanan ( ) ∗ = ( ) ∗ karenanya persamaan pada basis 1 mol,

= +

Dimana Cp, Cv = molal kapasitas panas pada volume konstan dan tekanan konstan.

Kapasitas kalor suatu zat yang memuai dengan naiknya suhu lebih besar bila
dipanaskan pada tekanan tetap daripada bila dipanaskan pada volume konstan

dengan ekuivalen panas dari kerja eksternal yang dilakukan dalam ekspansi. Untuk
gas ideal, kapasitas panas molal di bawah dua kondisi berbeda berbeda besarnya

konstanta R. Nilai numerik R adalah 1,987 kal per g-mol per K°, atau 1,987 Btu per
lb-mol per R°.

Untuk gas monoatomik yang ideal, seperti helium, pada tekanan rendah,

dapat diasumsikan bahwa, sebagai akibat dari struktur molekul sederhana, satu-
satunya bentuk energi dalam adalah energi kinetik translasi dari molekul. Energi ini

per mol gas dari persamaan, sama dengan energi internal u dalam kasus khusus ini.

Dengan demikian,
1 3
2
= =
2 2
Kemudian dari persamaan, untuk gas monoatomik,

3
=

2
Karena R mendekati 2,0 kal per g-mol per K°, panas molal kapasitas gas

monoatomik pada volume konstan sama dengan 3,0 kal per g-mol per K°. Kapasitas
kalor molal pada tekanan konstan, dari persamaan , akan menjadi 3,0 + 2,0 atau 5,0

kal.

Untuk gas monoatomic rasio kapasitas panas, k adalah

31 | P a g e