soal dan pembahasan trigonometri



  1. . Proses perubahan keadaan sistem pada tekanan konstan merupakan pengertian dari....
A. Usaha pada Proses isobaric
B. Usaha pasa isothermal
c.Usaha pada Proses Isokhorik
D.Usaha pada Proses Adiabatik
E.Salah Semua
  1. 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%

  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)
Pembahasan
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
  1. 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)
Pembahasan
WAC = WAB + WBC
WAC = 0 + (2 x 105)(3,5 − 1,5) = 4 x 105 = 400 kJ
  1. Grafik berikut ini menunjukkan hubungan antara volume (V) dan tekanan (p) dari suatu gas.
    Proses yang menunjukkan gas memperoleh energi terbesar dari usaha yang dilakukan lingkungan pada gas adalah...
    a. E ke A
    b. D ke E
    c. C ke D
    d. B ke C
    e. A ke B
  2. esarnya energi dalam dari suatu gas monoatomik yang terdiri atas 1024 molekul dan bersuhu 400 K adalah... (k = 1,38 x 10-23 J/K)
    a. 0,34 kJ
    b. 0,69 kJ
    c. 1,38 kJ
    d. 2,76 kJ
    e. 8,28 kJ

    Diketahui:
    N = 1024 molekul
    f = 3 (gas monoatomik memiliki derajat kebebasan 3)
    T = 400 K
    k = 1,38 x 10-23 J/K

    Ditanya: U (energi dalam)?

    Jawab:
    U = (3/2) N.k.T
    U = (3/2). 1024. 1,38 x 10-23 . 400
    U = 8280 J
    U = 8,28 kJ (Jawaban: E)
  3. Mesin Carnot menerima kalor dari reservoir bersuhu tinggi 900 K dan melepaskannya pada reservoir bersuhu rendah 495 K. Efisiensi mesin Carnot tersebut adalah...
    a. 40%
    b. 45%
    c. 50%
    d. 55%
    e. 80%

    Diketahui:
    T1 = 900 K
    T2 = 495 K

    Ditanya: η (efisiensi mesin Carnot)?

    Jawab:
    η = (1 - (T2/T1) x 100%
    η = (1 - (495/900) x 100%
    η = ((900/900) - (495/900)) x 100%
    η = 405/900 x 100% (100% = 100/100 = 1, jadi bisa diabaikan)
    η = 405/900
    η = 0,45
    η = 45/100 atau sama saja dengan 45% (Jawaban: B)
  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
(Sumber Soal : UMPTN 1995)
Pembahasan
Data :
V1 = 1,5 m3
T1 = 27oC = 300 K
T2 = 87oC = 360 K
P = 2 x 105 N/m2
W = PΔV
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


Jawablah pertanyaan dibawah ini!


  1. Sebutkan dan jelaskan Usa pada Proses Termodinamika!
a. Usaha pada Proses Isotermal
Proses isotermal adalah suatu proses perubahan keadaan gas pada suhu tetap.
b. Usaha pada Proses isobarik
Proses isobarik adalah proses perubahan keadaan sistem pada tekanan konstan.
c. Usaha pada Proses Isokhorik
Proses isokhorik adalah proses perubahan keadaan sistem pada volume konstan.
d. Usaha pada Proses Adiabatik
Proses adiabatik adalah suatu proses perubahan keadaan gas di mana tidak ada kalor (Q) yang masuk atau keluar dari sistem (gas).
  1. Suatu gas memiliki volume awal 2,0 m3 dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga volume akhirnya menjadi 4,5 m3. Jika tekanan gas adalah 2 atm, tentukan usaha luar gas tersebut!
    (1 atm = 1,01 x 105 Pa)

    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


Komentar

Posting Komentar