1. Mesin Carnot bekerja pada suhu tinggi 600 K, untuk menghasilkan kerja mekanik. Jika mesin menyerap kalor 600 J dengan suhu rendah 400 K, maka usaha yang dihasilkan adalah….
A. 120 J
B. 124 J
C. 135 J
D. 148 J
E. 200 J
(Sumber Soal : UN Fisika 2009 P04 No. 18)
η = ( 1 − Tr / Tt ) x 100 %
Hilangkan saja 100% untuk memudahkan perhitungan :
η = ( 1 − 400/600) = 1/3
η = ( W / Q1 )
1/3 = W/600
W = 200 J
2. Diagram P−V dari gas helium yang mengalami proses termodinamika ditunjukkan seperti gambar berikut!
Usaha yang dilakukan gas helium pada proses ABC sebesar….
A. 660 kJ
B. 400 kJ
C. 280 kJ
D. 120 kJ
E. 60 kJ
(Sumber Soal : UN Fisika 2010 P04 No. 17)
WAC = WAB + WBC
WAC = 0 + (2 x 105)(3,5 − 1,5) = 4 x 105 = 400 kJ
(Soal UN tahun 2009)
>> Pembahasan
Data :
n = 2000/693 mol
V2 = 5 L
V1 = 2,5 L
T = 27oC = 300 K
Usaha yang dilakukan gas :
W = nRT ln (V2 / V1)
W = (2000/693 mol) ( 8,314 J/mol K)(300 K) ln ( 5 L / 2,5 L )
W = (2000/693) (8,314) (300) (0,693) = 4988,4 joule
(1 atm = 1,01 x 105 Pa) (Soal Unas 2008 )
Pembahasan
Data :
V2 = 4,5 m3
V1 = 2,0 m3
P = 2 atm = 2,02 x 105 Pa
Isobaris → Tekanan Tetap
W = P (ΔV)
W = P(V2 − V1)
W = 2,02 x 105 (4,5 − 2,0) = 5,05 x 105 joule
5. Suatu gas volumenya 0,5
m³ perlahan-perlahan dipanaskan pada tekanan tetap 2x10-2 N/m² hingga
volumenya menjadi 2 m³. Jika usaha luar gas tersebut 3x10-2 Joule, maka
tekanan gas adalah
( Soal Unas 2007 )
a.
2x10
b. 3x10-2
c. 3,2x103
d. 4,6x103
e. 6x102
Pembahasan :
W = P ( V2 –V1 )
= 2x10-2 ( 2 – 0,5 )
= 3x10-2
( Jawaban B )
6. Sejumlah gas ideal dipanaskan pada tekanan konstan 2x10-2 N/m².
sehingga volumenya berubah dan 20L
menjadi 30 L. Hitunglah usaha luar yag dilakukan gas selama pemuaian :
( Soal Unas 2007 )
- 2x10-6
- 3x10-6
- 3,4x10-6
- 5x10-5
- 3,2x10-5
Pembahasan :
- P = 2x10-2 N/m²
V1 = 20 L = 2.10-3 m³
V2 = 30 L = 3.10-3 m³
Ditanya
: W
- W= P. ▲V
= P ( V1-V2)
2x10-3 ( 3.10-3 – 2.10-3 )
W = 2x10-3 . 1x10-3
= 2x10-6
( Jawaban A )
7.Ahmad
mengisi ember yang memiliki kapasitas 20 liter dengan air dari sebuah kran
seperti gambar berikut!
Jika luas penampang kran dengan diameter D2 adalah 2 cm2 dan kecepatan aliran air di kran adalah 10 m/s tentukan Debit air dan Waktu yang diperlukan untuk mengisi ember
a. 2 x 10−3 m3/s dan 10 sekon c. 2 x 10−3 m3/s dan 15 sekon
Jika luas penampang kran dengan diameter D2 adalah 2 cm2 dan kecepatan aliran air di kran adalah 10 m/s tentukan Debit air dan Waktu yang diperlukan untuk mengisi ember
a. 2 x 10−3 m3/s dan 10 sekon c. 2 x 10−3 m3/s dan 15 sekon
b. 3 x 10−3
m3/s dan 10 sekon d.
4 x 10−3
m3/s dan 5 sekon
e. 2 x 10−3
m3/s dan 5 sekon (sumber
UN 2000)
Pembahasan :
Diketahui :
A2 = 2 cm2 = 2 x 10−4 m2
v2 = 10 m/s
Debit air
Q = A2v2 = (2 x 10−4)(10)
Q = 2 x 10−3 m3/s
b Waktu yang diperlukan untuk mengisi ember
A2 = 2 cm2 = 2 x 10−4 m2
v2 = 10 m/s
Debit air
Q = A2v2 = (2 x 10−4)(10)
Q = 2 x 10−3 m3/s
b Waktu yang diperlukan untuk mengisi ember
Diketahui :
V = 20 liter = 20 x 10−3 m3
Q = 2 x 10−3 m3/s
t = V / Q
t = ( 20 x 10−3 m3)/(2 x 10−3 m3/s )
t = 10 sekon
( Jawaban A )
8. Laju aliran air pada penampang
besar adalah 0,05 m/s luas penampang A1 = 400cm2 dan A2
= 100 cm2 serta volumme bak
penampung air adalah 600 m/s
Berapakah laju aliran
air pada penampang kecil ?a. 0,3 (unas 2000/2001)
b.0,5
c. 0,2
d.2
e.0,1
Jawab :
A1.v1 = A2.v2
400.0,05 = 100.v2
V2 = 0,2m/s
( Jawaban C )
A. 50,0
B. 52,5
C. 57,0
D. 62,5
E. 64,0
(Sumber Soal : SPMB 2004)
Pembahasan
Data pertama:
η = 40% = 4 / 10
Tt = 400 K
10. Jika luas
penampang pipa besar adalah 5 m2 , luas penampang pipa kecil adalah
2 m2 dan kecepatan aliran air pada pipa besar adalah 15 m/s,
tentukan kecepatan air saat mengalir pada pipa kecil! ( Soal Unas 2005 )
Pembahasan :
Pembahasan :
Persamaan kontinuitas
A1v1 = A2v2
(5)(15) = (2) v2
v2 = 37,5 m/s
