Page 23 - E-Modul Laboratorium Virtual Termodinamika

1. Kapasitas Kalor Gas pada Volume Tetap (Cv)
Kapasitas kalor gas pada tekanan tetap merupakan jumlah kalor yang
diperlukan untuk menaikkan suhu gas dengan volume tetap sebanyak satu
Kelvin.
Bayangkan nih, ada sebuah gas yang pengen kita ubah suhunya. Ada dua
cara nih, untuk mengubah suhunya. Pertama, dengan memberikan kalor (Q),
dan yang kedua dengan mengubah volumenya (ΔV).
Ketika terjadi perubahan volume, ada usaha yang muncul. Secara hukum
termodinamika pertama, perubahan energi dalam sama dengan kalor yang
masuk dikurangi usaha. Rumusnya begini:

Jadi, kalor sama dengan perubahan energi dalam yang ditambah dengan
usaha.

Di mana ΔU=3/2n R T

Sehingga, jumlah kalor yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu gas
adalah:

Jika gas yang akan ditingkatkan suhunya punya volume yang konstan,
maka tidak ada usaha yang diperlukan (w=0). Jadi, rumus kapasitas kalor gas
pada volume tetap adalah:

Apa kita kebingungan? Coba pahami soal dan pembahasan berikut.
Gas Helium sebanyak 1 mol pada suhu 27 derajat Celcius tercampur
dengan 1 mol Nitrogen pada suhu 127 derajat Celcius dalam ruang isolasi
yang volumenya tetap. Kalau satu-satunya pertukaran energi pada peristiwa
tersebut pada pencampuran itu hanyalah perpindahan kalor antara kedua gas
tersebut, berapa nilai suhu akhir dari campuran tersebut?

Untuk menjawabnya, pertama-tama kita harus mengubah nilai suhu dari