cobalah soal-soal berikut ini. semoga tambah bermanfaat. ingin tau soalnya…???

 

BAB 11

Standar Kompetensi

3. Menerapkan konsep termodinamika dalam mesin kalor Kompetensi Dasar

3.2 Menganalisis perubahan keadaan gas ideal dengan menerapkan hukum termodinamika

Latihan Termodinamika 1. Hitunglah kalor jenis gas Oksigen pada volume dan tekanan tetap bila massa molekul gas

Oksigen 32 gram/mol. 2. Hitunglah kalor jenis gas-gas berikut ini pada volume dan tekanan tetap.

a. Gas Neon monoatomik, bila masa molekulnya 2,018 gram/mol b. Gas Hidrogen diatomik, bila massa molekulnya 2,016 gram/mol 3. Kapasitas panas jenis Nitrogen pada volume tetap adalah 7,14 x 102 J/kg 0K. Carilah kapasitas panas jenisnya pada tekanan tetap. Diketahui massa molekul Nitrogen 28 gram/mol dan konstanta umum gas R = 8,317 J/mol0K 4. Hitunglah tetap 5,23 x kalor 102 J/kg jenis 0K

gas γ

Argon = 1,67

beratom satu pada volume tetap bila kalor jenisnya pada tekanan

5. Hitunglah jenisnya pada kalor volume jenis tetap pada adalah tekanan 6,95 tetap x 102 dari J/kg. gas 0K Oksida dan γ

zat lemas beratom dua bila kalor = 1,4

6. Satu gram air ( 1 cc ) berubah menjadi 1,671 cc uap bila dididihkan pada tekanan 1 atm. Panas penguapan pada tekanan ini adalah 539 kal/gram. Hitunglah usaha luar pada penembakan energi dalam. 7. 1 liter air massanya 1 kg mendidih pada suhu 100

0

C dengan tekanan 1,013 x 10

5

N/m

2

diubah menjadi uap pada suhu 1000 C dan tekanan 1,013 x 105 N/m2 . Pada keadaan ini volume uap air adalah 1,674 liter. Carilah usaha luar yang dilakukan dan dihitung penambahan energi dalam. Panas penguapan air 2,26 . 106 J/kg. 8. Gas Nitrogen yang massanya 5 kg suhunya dinaikkan dari 10

0

C menjadi 130

0

C pada tekanan tetap. Tentukanlah : a. Panas yang ditambahkan b. Penambahan energi dalam c. Usaha luar yang dilakukan. 9. Satu mol karbon monoksida dipanaskan dari 150 C menjadi 160 C pada tekanan tetap. Bila massa

molekul karbon monoksida adalah 28,01 gram/mol c

p

3

J/kg

0

K dan γ = 1,4 . Tentukanlah : a. Penambahan energi dalam. b. Usaha luar yang dilakukan. 10. Temperatur 5 kg gas Nitrogen dinaikkan dari 100 C menjadi 1300 C pada volume tetap. Bila

c

v

= 1,038 x 10

= 7,41 x 10

2

J/kg

0

K , c

p

= 1,04 x 10

3

J/kg

0

K, carilah : a. Usaha luar yang dilakukan. b. Penambahan energi dalam. c. Panas Yang ditambahkan. 11. Suatu gas yang massanya 3 kg dinaikkan suhunya dari -20

0

C menjadi 80

0

C melalui proses isokhorik. 0 K, 12. Satu Hitunglah penambahan energi dalam gas tersebut, bila diketahui c

v

= 149 J/kg

0

K mol karbon monoksida dipanaskan dari 150 C menjadi 160 C c p

= 248 J/kg

pada volume tetap. Massa molekulnya 28,01 gram/mol. c

p

= 1,03 x 10

3

J/kg.

0

K dan γ = 1,40 . Hitunglah penambahan energi dalam. 13. Gas Ideal sebanyak 2 mol dengan tekanan 4 atsmosfer volumenya sebesar 8,2 liter. Gas ini

mengalami proses isokhorik sehingga tekanannya menjadi 8 atsmosfer. Bila kal/mol. 0C dan R = 0,08207 liter. atm/mol. 0 C ; tentukanlah :

diketahui : c

v

= 3

a. Usaha yang dilakukan.

Modul Fisika SMA N 4 Semarang (Catatan Fisika Achmad Solechan)

 

b. Panas yang ditambahkan.

14. Perbandingan kompresi sebuah mesin disel

kira-kira 156. Jika pada permulaan gerak

pemampatan silindernya berisi udara sebanyak 2 mol pada tekanan 15 N/m

2

dan suhu 247

0

c, hitunglah tekanan dan suhu pada akhir gerak. Andai kata udara sebagai gas ideal dan pemampatanya secara adiabatik. massa molekul udara adalah 32 gram/mol. c

v

= 650 15. J/kg0K Suatu volume dan c p

= gas 909 Nitrogen J/kg 0K. sebesar Hitunglah 22,4 usaha liter pada luar yang tekanan dilakukan.

10

5

N/m

2

dan suhu 0

0

C dimampatkan secara adiabatik sehingga volumenya menjadi 1/10 volume mula-mula. Carilah : a. Tekanan akhirnya. b. Suhu akhirnya. c. Usaha luar yang dilakukan. 16. Diketahui pula bahwa Mr = 28 gram/mol ∂ = Lima molekul gas Neon pada tekanan 2 x 10 5

1,4 Nm

-2

c

v dan = 741 suhu J/kg 27

0 0K.

c dimampatkan secara adiabatik sehingga volumenya menjadi 1/3 dari volume mula-mula. Bila γ = 1,67 J/kg 0K Mr = 20,2 gram/mol. Tentukan :

c

p

= 1,03 x 103

a. Tekanan akhir pada proses ini. b. Temperatur akhir. c. Usaha luar yang dilakukan. 17. Suatu gas ideal dengan = 1,5 dimampatkan secara adiabatik sehingga volumenya menjadi 1 2

kali dari volume mula-mula. Bila pada awal proses tekanan gas 1 atm, tentukanlah tekanan gas pada akhir proses. 18. Gas oksigen dengan tekanan 76 cm Hg dimampatkan secara adiabatik sehingga volumenya

menjadi 2 3

volume mula-mula. Bila gas Oksigen adalah gas diatomik dan R = 8,317 J/mol

0

K ; Tentukanlah tekanan akhir gas tersebut. Volume gas pada suhu 200 C mengembang secara adiabatik sehingga volumenya menjadi 2 kali volume mula-mula. Tentukanlah temperatur akhirnya bila γ =1,4 19. Gas sebanyak 2mol dengan c

v

= 12,6 J/mol

0

K menjalani garis tertutup (1), (2) dan (3). Proses 2- 3 berupa pemampatan isotermik. Hitunglah untuk tiap-tiap bagian garis tertutup itu :

a. Usaha oleh gas. b. Panas yang ditambahkan pada gas. c. Perubahan energi dalamnya. 20. Pada suatu prose tertentu diberikan panas sebanyak 500 kalori ke sistem yang bersangkutan dan pada waktu yang bersamaan dilakukan pula usaha mekanik sebesar 100 joule terhadap sistem tersebut. Berapakah tambahan energi dalamnya ? 21. Diagram di bawah ini menunjukkan tiga proses untuk suatu gas ideal, di titik 1 suhunya 600

0

K dan tekanannya 16 x 105 Nm-2 sedangkan volumenya 10-3m3. Di titik 2 volumenya 4 x 10-3m3 dari proses 1-2 dan 1-3 salah satu berupa proses isotermik dan yang lain adiabatik. γ = 1,5

Modul Fisika SMA N 4 Semarang (Catatan Fisika Achmad Solechan)

V

1 V

2

 

a. Diantara proses 1-2 dan 1-3 yang manakah proses isotermik dan mana adiabatik ?

Bagaimana kita dapat mengetahui ? b. Hitung tekanan di titik 2 dan 3 c. Hitung suhu dititik 2 dan 3 d. Hitung volumenya di titik 3 pada proses itu. 22. Pada permulaan 2 mol zat asam ( gas diatomik ) suhunya 27

0

c dan volumenya 0,02 m

3

. Gas disuruh mengembang secara isobaris sehingga volumenya menjadi dua kali lipat kemudian secara adiabatik hingga suhunya mencapai harga yang seperti permulaan lagi. R = 8,317 J/mol 0K. Tentukanlah : a. Berapakah banyaknya energi dalam totalnya ? b. Berapakah banyaknya panas yang ditambahkan ? c. Berapakah usaha yang dilakukan ? d. Berapakah volume pada akhir proses ? 23. Sebuah mesin pemanas menggerakkan gas ideal monoatomik sebenyak 0,1 mol menurut garis

tertutup dalam diagram P-V pada gambar di bawah ini. Proses 2-3 adalah proses adiabatik.

a. Tentukanlah suhu dan tekanan pada titik 1,2 dan 3. b. Tentukanlah usaha total yang dilakukan gas. 24. Sebuah mesin Carnot yang reservoir suhu tingginya pada 127 oC menyerap 100 kalori dalam tiap-tiap siklus pada suhu ini dan mengeluarkan 80 kalori ke reservoir suhu rendah. Tentukanlah suhu reservoir terakhir ini. 25. Berapakah effisiensi suatu mesin yang menerima 200 kalori dari sebuah reservoir bersuhu 400 oK dan melepaskan 175 kalori ke sebuah reservoir lain yang bersuhu 320 oK. Jika mesin tersebut merupakan mesin carnot berapakah effisiensinya. 26. Hitunglah effisiensi ideal dari suatu mesin Carnot yang bekerja antara 100 oC dan 400 oC. 27. Sebuah mesin carnot yang menggunakan reservoir suhu rendah pada 7

o

C, daya gunanya 40 %. Kemudian daya gunanya diperbesar 50 %. Berapakah reservoir suhu tingginya harus dinaikkan. 28. Mesin Carnot bekerja di antara dua reservoir panas yang bersuhu 400

o

K dan 300

o

K. Jika dalam tiap siklus, mesin menyerap panas sebanyak 1.200 kalori dari reservoir yang bersuhu 400 oK, maka berapakah panas yang dikeluarkan ke reservoir yang bersuhu 300

o

K. 29. Sebuah mesin carnot bekerja diantara 450 oC dan 50oC. Berapakah effisiensinya ?

Modul Fisika SMA N 4 Semarang (Catatan Fisika Achmad Solechan)