CONTOH SOAL I TERMODINAMIKA

-

CONTOH SOAL TERMODINAMIKA DENGAN PEMBAHASANNYA 

 Soal Uraian

1.       1. Suatu gas memiliki volume awal 2,0 m3 dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga volume akhirnya menadi 4,5m3 . Jika tekanan gas adalah 2 atm, tentukan usaha luar gas tersebut !.
(1 atm = 1,01 x 105 )
Pembahasan
Diketahui =         V2 : 4,5 m3                                                               
V1 = 2,0 m3
P = 2 atm = 2,02 x 105 Pa
Isobaris -> Tekanan Tetap
Ditanya =             W :....?
Jawab =                                W = P(ΔV)
W = P( V2-V1)
W = 2,02 x 105 ( 4,5 – 2,0 ) = 5,05 x 105 joule

2.       2. 2000/693 mol gas helium pada suhu tetap 27 C mengalami perubahan volume dari 2,5 liter menjadi 5 liter. Jika R= 8,314 J/mol K dan In 2= 0,693 tentukan usaha yang dilakukan gas helium!
Pembahasan :
Diketahui =         n = 2000/693 mol
V2 = 5L
V1 = 2,5 L
T = 27 C = 300 K

Ditanya =             Usaha yang dilakukan gas :...?
Jawab =                W = nRT In (V2/V1)
W=(2000/693mol) (8,414J/mol K)(300 K)In(5L/2,5L)
W =(2000/693 mol) (8,314) (300) (0,693) = 4988,4 joule


Soal Pilihan Ganda


1.       Mesin Carnot bekerja pada suhu tinggi 600K, untuk menghasilkan kerja mekanik. Jika mesin menyerap kalor 600 J dengan suhu rendah 400k, maka usaha yang dihasilkan adalah …
A.120 J
B.140 J
C.200 J
D.148 J
E.135 J


Pembahasan :
n = (1- Tr/Tt ) x 100 %
Hilangkan saja 100% untuk mempermudah proses perhitungan
n = (1- 400/600) = 1/3
n = (W/Q1)
1/3 = W/600
W = 200J

2.       Suatu gas memiliki volume awal 2,0m3 dan dipanaskan dalam kondisi isobaris hingga volume akhirnya menjadi 4,5m3  . Usaha luar gas itu7 jika tekanan gas atm adalah…
A.100kJ
B.200kJ
C.300kJ
D.400kJ
E.500kJ

Pembahasan :
Diketahui :
V1 = 2,0 m3
V2 = 4,5 m3
P = 2 atm = 2. 105  Pa
Ditanya : W ?
Jawab :
W = P (V2-V1)
W = 2. 105  Pa(4,5 m3 – 2,0 m3  ) = 5. 105 joule = 500 kJ

3.       Pada termodinamika, gas ideal menglami proses isotermik jika….
A.      Perubahan keadaan gas suhunya selalu berbeda
B.      Semua molekul bergerak dengan kecepatan berbed
C.      Semua keadaan gas suhumya selalu berubah
D.      Pada suhu tinggi kecepatan molekulnya tinggi
E.       Tekanan dan volume tidak mengalami perubahan

Pembahasan
Proses isotermik adalah proses termodinamika dengan suhu yang tetap .
Jawab : A

4.        1,5 m3 gas helium yang bersuhu 27oC dipanaskan secara isobarik sampai 87oC. Jika tekanan gas helium 2 x 105 N/m2 , gas helium melakukan usaha luar sebesar….
                     A. 60 kJ                     B. 120 kJ                     C. 280 kJ                     D. 480 kJ                     E. 660 kJ

                         Data :
                              V1 = 1,5 m3
                               T1 = 27oC = 300 K
                               T2 = 87 oC = 360 K
                               P = 2 x 10
                               P = 2 x 105 N/m2

                        Mencari V2 :
                                   V2/T2 = V1/T1
                              V2 = ( V1/T1 ) x T2 = ( 1,5/300 ) x 360 = 1,8 m3
                              W = PΔV = 2 x 105(1,8 − 1,5) = 0,6 x 105 = 60 x 103 = 60 kJ

                5.       Suatu mesin Carnot, jika reservoir panasnya bersuhu 400 K akan mempunyai efisiensi                          40%. Jika reservoir panasnya bersuhu 640 K, efisiensinya…..%
                  A. 50,0
                  B. 52,5
                  C. 57,0
                  D. 62,5
                  E. 64,0

Pembahasan
Data pertama:
η = 40% = 4 / 10
Tt = 400 K
Cari terlebih dahulu suhu rendahnya (Tr) hilangkan 100 % untuk mempermudah perhitungan:
η = 1 − (Tr/Tt)
4 / 10 = 1 − (Tr/400)
(Tr/400) = 6 / 10
Tr = 240 K
Data kedua :
Tt = 640 K
Tr = 240 K (dari hasil perhitungan pertama)
η = ( 1 − Tr/Tt) x 100%
η = ( 1 − 240/640) x 100%
η = ( 5 / 8 ) x 100% = 62,5%

6.      Pada percobaan Joule, beban bermassa 5 kg mengalami perpindahan kedudukan sebesar 2 m. Jika massa air sebesar 0,2 kg, perubahan suhu air akibat kalor hasil gesekan sudu-sudu dan air adalah...
a. 1°C
b. 10°C
c. 100°C
d. 0,1°C
e. 0,12°C

Diketahui:
Massa beban (M) = 5 kg
Perubahan kedudukan benda, s atau Δh = 2 m
Massa air, (m) = 0,2 kg
Kalor jenis air, (c) = 4.200 J/kg.K
Percepatan gravitasi, g = 10 m/s²

Ditanya:
Perubahan suhu air (ΔT)?

Jawab:
Perubahan energi potensial gravitasi tepat sama dengan energi kalor pada air.
ΔEP = Q
M.g.Δh = m.c.ΔT
Ingat, M adalah massa beban yang digantung, sedangkan m adalah massa air dengan kincir di dalamnya.
(5).(10).(2) = (0,2)(4.200)(ΔT)
100 = 840.(ΔT)
ΔT = 100/840
ΔT = 0,12°C (Jawaban: E)

7.  Suatu gas dimampatkan secara isobarik pada tekanan 2 MPa dari 0,5 m³ menjadi 0,4 m³. Usaha yang dilakukan pada gas adalah...
       a. 10 kJ
b. 20 kJ
c. 100 kJ
d. 200 kJ
e. 400 kJ

Diketahui:
P = 2Mpa = 2.000.000 Pa
ΔV = 0,4 m³ - 0,5 m³ = -0,1 m³

Ditanya:  Usaha yang dilakukan (W) jika gas dimampatkan secara isobarik?

Jawab:
Jika gas dimampatkan secara isobarik, maka:
W = P . ΔV
W = 2000000. (-0,1)
W = -200.000 J
W = -200 kJ

8.       Bagaimana bunyi hukum Termodinamika I.... ?
A. “Apabila sistem gas menyerap kalor dari lingkungan sebesar Q1, maka oleh sistem mungkin akan diubah”
B. “membatasi perubahan energi  mana yg dapat terjadi dan yg tidak dapat terjadi”
C. “Kalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya”
D.  “Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, melainkan hanya bisa diubah bentuknya saja.”
E. “Total entropi semesta tidak berubah ketika proses reversible terjadi dan bertambah ketika proses ireversibel terjadi”.

Pembahasan :
A.      merupakan penjelasan/pengertian hukum termodinamika I (bukan bunyi hukumnya )
B.      merupakan penjelasan hukum termodinamika II
C.      merupakan bunyi hukum termodinamika II tentang aliran kalor
D.      merupakan bunyi hukum termodinamika I
E.       merupakan bunyi hukum termodinamika II tentang pernyataan entropi

Jawab: D

Comments

  1. Fitdyastiti Ratu RoseApril 26, 2018 at 8:12 AM

    Berikan komentar/saran untuk membangun blog ini agar menjadi lebih baik

    ReplyDelete

Post a Comment

Popular posts from this blog

Hubungan antara Tegangan, Hambatan, dan Kuat Arus pada Rangkaian Listrik Arus Searah

-
Image
Hubungan antara Tegangan, Hambatan, dan Kuat Arus pada Rangkaian Listrik Arus Searah Dari pendefinisian besaran R (hambatan) oleh Ohm itu dapat memotivasi para ilmuwan untuk mempelajari sifat-sifat resistif suatu bahan dan hasilnya adalah semua bahan di alam ini memiliki hambatan. Berdasarkan sifat resistivitasnya ini bahan dibagi menjadi tiga yaitu  konduktor, isolator  dan  semikonduktor . Konduktor memiliki hambatan yang kecil sehingga daya hantar listriknya baik. Isolator memiliki hambatan cukup besar sehingga tidak dapat menghantarkan listrik. Sedangkan semikonduktor memiliki sifat diantaranya. Dari sifat-sifat yang dimiliki, kemudian konduktor banyak di gunakan sebagai penghantar. Bagaimana sifat hambatan penghantar itu? Melalui eksperimen, hambatan penghantar dipengaruhi oleh tiga besaran yaitu sebanding dengan panjangnya l, berbanding terbalik dengan luas penampangnya A dan tergabung pada jenisnya ρ. Dari besaran-besaran ini dapat dirumuskan sebagai berikut...
Read more

CONTOH SOAL II TERMODINAMIKA

-
CONTOH SOAL TERMODINAMIKA  Soal Pilihan Ganda 1.       1. Apa yang dimaksud dengan Adiabatik ? A. Proses termodinamika yang terjadi pada gas keadaan suhu tetap B.Proses termodinamika yang terjadi pada gas keadaan tekanan tetap C. Proses termodinamika yang terjadi pada gas keadaan volume tetap D.Merupakan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu gas E. Proses termodinamika yang berlangsung tanpa adanya pertukaran kalor antara sistem dan lingkungan Pembahasan : A.       Merupakan pengertian isotermik B.       Merupakan pengertian Isobarik C.       Merupakan pengertian Isokhorik D.      Merupakan pengertian kapasitas kalor E.       Merupakan pengertian Adiabatik Jawab : E 2.      Pada termodinamika, gas ideal mengalami proses isotermik jika… A. perubahan keadaan gas suhunya se...
Read more

CONTOH SOAL HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN, HAMBATAN, DAN ARUS PADA RANGKAIAN LISTRIK ARUS SEARAH

-
Contoh Soal Uraian Sebuah rangkaian listrik yang sederhana yang terdiri sebuah baterai sebagai sumber tegangan listrik ε dan sebuJika ε adalah 12 volt dan R adalah 3 Ω tentukan: 1 .kuat arus yang mengalir 2. jumlah muatan yang mengalir dalam 1 menit Pembahasan 1. kuat arus yang mengalir... Untuk rangkaian sederhana cukup gunakan: I = ε / R I = 12 / 3 I = 4 A 2.   jumlah muatan yang mengalir dalam 1 menit... Q = I x t Q = 4 A x 60 detik Q = 240 Coulomb Contoh Soal Pilihan Ganda Sebuah rangkaian listrik arus searah terdiri dari sebuah baterai 12 volt, dan tiga buah hambatan masing-masing: R 1  = 40 Ω R 2  = 60 Ω R 3  = 6 Ω   Tentukan: 1. hambatan total pada rangkaian 2. kuat arus rangkaian (I) 3. kuat arus pada hambatan R 1 4. kuat arus pada hambatan R 2 5. apakah I total , I 1  dan I 2  memenuhi hukum kirchoff arus? 1.Berapakah hambatan total pada rangakian... A.     10 Ω B.    ...
Read more