Sebelumnya, kita telah membahas 10 soal dan pembahasan termodinamika (bagian 1), Kita akan lanjutkan pembahasan bagian 2 soal termodinamika.
Baca sebelumnya : 10 Soal & Pembahasan Termodinamika (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda
Pilihlah jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini.
11. Sejumlah gas ideal dimasukkan ke dalam tabung sebanyak 5 mol dengan suhu 300K dan tekanan 1 atm. Selama proses penyerapan kalor, tekanan naik menjadi 3 atm. Energi internal sistem pada volume konstan adalah . . .
A. 3,74 x 104 J
B. 4,47 x 104 J
C. 5,67 x 104 J
D. 3,34 x 104 J
E. 4,67 x 104 J
Pembahasan :
Diketahui :
V = konstan = isokorik
n = 5
P1 = 1 atm = 105 Pa
P2 = 3 atm = 3 x 105 Pa
T1 = 300 K
Ditanya : Energi internal (ΔU)
*Mencari Suhu T2
| P1/T1 | = | P2/T2 |
| 1/300 | = | 3/ T2 |
| T2 | = | 900 K |
*Mencari energi internal sistem (ΔU)
ΔU = (3/2)nR.ΔT
ΔU = (3/2)5(8,314)(900-300)
ΔU = 37413 J = 3,74 x 104 J
Jawaban A
Pernyataan berikut untuk soal mengerjakan soal nomor 12 dan 13!
Satu mol gas pada wadah tertutup bersuhu ruang dikompresi hingga volumenya berubah dari 600 cm³ menjadi 200 cm³ pada tekanan konstan 400 kPa. Pada saat bersamaan, 600 J kalor keluar dari wadah gas.
12. Perubahan internal pada gas tersebut adalah . . .
A. 320 J
B. 360 J
C. 440 J
D. 480 J
E. 540 J
Pembahasan :
Diketahui :
Q = 600 J
P = 400 kPa = 4 x 105 Pa
ΔV = V2 – V1 = (200-600) = -400 cm3 = 4 x 10-4 m3
W = P. ΔV = -160J
Ditanya : Energi internal (ΔU)
ΔU = Q + W
ΔU = 600 + (-160) = 440 J
Jawaban C
13. Jika gas berekspansi hingga kembali ke volume awalnya pada proses isotermal, maka energi internal pada gas adalah . . .
A. 440 J
B. 87 J
C. 160 J
D. 0 J
E. 600 J
Pembahasan :
Pada proses isotermal, suhu tetap sehingga perubahan suhu nol dan energi internal menjadi 0.
Jawaban D.
14. Perhatikan grafik P-V dan pernyataan-pernyataan berikut ini!
1) Usaha pada proses A – B dan B – C sama dengan usaha pada proses A – C
2) Usaha pada proses A – B sama dengan usaha pada proses B – C
3) Kalor pada proses A – B dan B – C sama dengan kalor pada proses A – C
4) Kalor pada proses A – B tidak sama dengan kalor pada proses B – C
Pernyataan yang benar terkait usaha dan kalor pada proses ABC adalah . . .
A. 1 dan 3
B. 2 dan 4
C. 1, 2, dan 3
D. 4 saja
E. Benar semua
Pembahasan :
Usaha (W) adalah luas bawah kurva. Luas bawah kurva AC adalah 40 J. Luas bawah kurva AB adalah 40 J (trapesium) dan bawah kurva BC adalah 40 J (trapesium).
Usaha pada proses AB = BC = AC
Kalor (Q) AB dan BC berbeda tanda, walaupun nilainya sama. Tanda negatif muncul kalau sistem membuang ke lingkungan, dan positif kalau menrima dari lingkungan. Proses AB menerima, sedangkan BC membuang.
Jawaban B.
15. Perhatikan grafik P-V berikut ini!
A. Tidak ada perubahan energi internal pada proses ABCDA
B. Besar perubahan energi internal pada proses ABC sama dengan besar perubahan energi internal pada proses CDA
C. Perubahan energi internal pada proses AB tidak sama dengan proses CD
D. Perubahan energi internal pada proses BC tidak sama dengan proses DA
E. Perubahan energi internal pada proses AB sama dengan perubahan energi internal proses BC
Pembahasan :
Energi internal (U) bergantung pada perubahan suhu. Jika perubahan suhu sama, maka jumlah energi internal totalnya juga sama. Misal, suhu di titik D 300 K. Suhu di titik A menjadi 60 K. Suhu di titik B 120 K. Suhu di titik C 600 K.
*Perubahan suhu pada pilihan A untuk satu siklus diawali dari 300K dan diakhiri di 300K, sehingga perubahan suhunya 0K
*Perubahan suhu pada pilihan B antara ABC dan CDA adalah sama
*Perubahan suhu pada pilihan C antara AB dan CD berbeda
*Perubahan suhu pada pilihan D antara BC dan DA berbeda
*Perubahan suhu pada pilihan E antara AB dan BC berbeda
Jawaban E.
16. Ibu Hanawa memasak air dalam panci yang tertutup di atas kompor. Volume air yang dimasak hanya setengah dari volume panic, sehingga masih terdapat udara di dalamnya. Setelah beberapa menit, air tersebut mendidih. Berikut pernyataan-pernyataan yang terkait peristiwa tersebut.
1) Udara dalam panci mendapatkan kalor dari lingkungan (kompor)
2) Udara dalam panci melepaskan usaha ke lingkungan
3) Energi internal udara dalam panci bertambah
4) Udara dalam panci tidak melakukan usaha
Dari keempat pernyataan di atas, pernyataan yang benar adalah . . . .
A. 1, 2, dan 3
B. 1, 2, dan 4
C. 1, 3, dan 4
D. 1 dan 2 saja
E. 3 dan 4 saja
Pembahasan :
Kalor masuk dan diterima oleh udara dalam panci, energi internal bertambah karena terdapat perubahan suhu, udara dalam panci tidak melakukan usaha karena tutup panci tetap diam (menahan gerakan yang terjadi akibat tekanan bertambah).
Jawaban C.
17. Tamae berjalan-jalan dengan menggunakan sepeda kesayangannya. Tak lama kemudian, ban sepeda Tamae kempes, sehingga Tamae harus memompanya. Pernyataan berikut yang terjadi pada saat Tamae memompa ban sepedanya dengan cepat.
1) Lingkungan (piston pompa) melakukan usaha pada udara dalam pompa.
2) Udara dalam ban tidak mendapatkan kalor
3) Energi internal udara dalam ban berkurang
4) Udara dalam ban melakukan usaha ke lingkungan (piston pompa)
Pernyataan yang benar adalah . . .
A. 1 dan 2
B. 3 dan 4
C. 1, 2, dan 3
D. 4 saja
E. 3 saja
Pembahasan :
Saat Tamae memompa ban hal yang terjadi adalah, partikel gas masuk, partikel gas bertambah, volume bertambah, tekanan naik, suhu naik. Usaha dilakukan piston ke udara dalam pompa, tidak ada kalor dari luar, energi internal meningkat karena terjadi pertambahan suhu.
Jawaban A.
18. Gas mengalami proses seperti diagram P-V di bawah!
Berikut ini proses yang mengeluarkan kalor dari sistem ke lingkungan adalah . . .
A. AB
B. BC
C. CD
D. DA
E. Jawaban C dan D benar
Pembahasan :
Pada proses AB, suhu naik, tekanan naik, volume tetap, dan kalor masuk sistem
Pada proses BC, suhu naik, tekanan tetap, volume naik, dan kalor masuk sistem
Pada proses CD, suhu turun, tekanan turun, volume tetap, dan kalor keluar sistem
Pada proses DA, suhu turun, tekanan tetap, volume turun, dan kalor keluar sistem
Jawaban E.
19. P1 : Tidak mungkin membuat mesin kalor dengan efisiensi 100% SEBAB
P2 : Selain usaha yang dihasilkan juga ada kalor sisa yang terbuang pada reservoir suhu rendah
Kedua pernyataan di atas adalah . . .
A. Kedua pernyataan benar dan saling berhubungan
B. Kedua pernyataan benar dan tidak saling berhubungan
C. Pernyataan 1 benar dan pernyataan 2 salah
D. Pernyataan 1 salah dan pernyataan 2 benar
E. Kedua pernyataan salah
Pembahasan :
Tidak ada mesin yang ideal 100%, energi yang masuk tidak semua diubah menjadi usaha melainkan ada yang terbuang sia-sia.
Jawaban A.
20. Berikut yang mempengaruhi efisiensi mesin adalah . . .
A. Usaha yang dihasilkan
B. Energi internal
C. Jumlah partikel
D. Massa gas
E. Tidak ada jawaban yang benar
Pembahasan :
Saat energi interal pada mesin muncul, sedangkan ia tidak diperlukan. Hal ini akan mengurangi efisiensi mesin.
Jawaban B.
Baca selanjutnya : 10 Soal & Pembahasan Termodinamika (bagian 3) ǀ Pilihan Ganda
Jika ini melanjutkan 10 soal dan pembahasan termodinamika, maka silahkan klik baca selanjutnya
 ǀ Pilihan Ganda){kind=link}
Post a Comment
Post a Comment