04 -Soal dan Jawaban Termodinamika

Soal dan Jawaban Termodinamika

1.       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

2.       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

3.       Sejumlah gas mengalami ekspansi secara adiabatik volumenya menjadi 0,1 m³. Jika suhu akhir gas setengah suhu awalnya dan tekanan awal gas 2 x 105 Pa, tekanan gas setelah ekspansi adalah... (γ = 1,4)

a. 105 Pa

b. 103 Pa

c. 705 Pa

d. 17500 Pa

4.       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

5.       Suatu gas dalam tabung mengalami pemampatan secara adiabatik maka pada proses ini akan terjadi...

a. W = 0 dan ΔT > 0

b. W < 0 dan ΔT > 0

c. W > 0 dan ΔT = 0

d. W < 0 dan ΔT < 0

e. W > 0 dan ΔT > 0

6.       Gas mengalami ekspansi secara isotermal dari volume awal 3 liter pada tekanan 20 atm (1 atm = 1,01 x 105 Pa) menjadi volume akhir 24 liter. Usaha yang dilakukan oleh gas tersebut adalah... (Diketahui: nRT1 = P1V1 dan ln 2 = 0,693)

a. 1,25 x 103 J

b. 2,50 x 103 J

c. 12,5 x 103 J

d. 2,5 x 104 J

e. 1,25 x 105 J

7.       Pada tekanan konstan 106 Pa, suhu 10 mol gas helium naik dari -20°C menjadi 0°C. Perubahan energi dalam dan besar usaha yang dilakukan gas helium jika gas tersebut menyerap kalor sebesar 4 kJ adalah... (R = 8,31 J/K mol)

a. ΔU = 2,49 kJ, W = 1,51 kJ

b. ΔU = 1,51 kJ, W = 2,49 kJ

c. ΔU = -2,49 kJ, W = -1,51 kJ

d. ΔU = -1,51 kJ, W = -2,49 kJ

e. ΔU = 2,49 kJ, W = 6,49 kJ

8.       Sejumlah gas ideal mengalami ekspansi sehingga volumenya menjadi dua kali semula, ternyata energi dalam gas menjadi empat kali semula. Tekanan gas tersebut akan menjadi...

a. tetap

b. 2 kali

c. 4 kali

d. 8 kali

e. 16 kali

9.       Dua mol gas monoatomik mendapatkan kalor sebanyak 1297,14 joule secara isokhorik. Jika R = 8,13 J/mol K, tentukan perubahan suhu gas tersebut !

Diketahui:Isokhorik = volume tetap

n = 2 mol

f = 3 (gas monoatomik dengan derajat kebebasan 3)

Q = 1297,14

R = 8,13 J/mol K

Ditanya: ΔT (perubahan suhu)?

Jawab:  Q = (f/2) n.R.ΔT

1297,14 = (3/2). 2 . 8,13 . ΔT

1297,14 = 24,39 . ΔT

ΔT = 1297,14 / 24,39

ΔT = 53,1 K

10.   Mesin Carnot menerima kalor dari reservoir bersuhu tinggi 900 K dan melepaskannya pada reservoir

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%