Latihan 9
A. Pilihan Ganda
1. Suatu gas volumenya
0,4 m3 perlahan-lahan dipanaskan pada tekanan tetap hingga volumenya
menjadi 2 m3. Jika usaha luar gas tersebut 3 x 105 Joule,
maka tekanan gas adalah ....
A.
6 x 105 Nm-2 D. 6 x 104 Nm-2
B.
2 x 105 Nm-2 E. 3 x 104 Nm-2
C.
1,5 x 105 Nm-2
2. Perhatikan grafik hubungan tekanan (P)
terhadap volume (V) gas berikut ini. Jika V1 = 100 cm3
dan usaha yang dilakukan gas dari keadaan (1) ke keadaan (2) adalah 40 Joule,
nilai V2 adalah ....
A.
100 cm3 D. 400 cm3
B.
200 cm3 E. 500 cm3
C.
300 cm3
3. Berikut ini
adalah grafik tekanan (P) terhadap volume (V) sejumlah gas ideal selama proses
dari A ke B. Usaha gas selama proses AB adalah ....
A.
1,50 J D. 6,00 J
B.
2,25 J E. 6,75 J
C.
45,5 J
4. Sejumlah gas ideal, bermassa m mengalami
proses pada tekanan tetap P. Jika volumenya berubah dari V1 menjadi
V2 dan suhunya berubah dari T1 menjadi T2
sedangkan Cp adalah kalor jenis pada P tetap dan Cv adalah kalor jenis pada V
tetap, maka perubahan energi dalamnya adalah ....
A.
m . Cp (T1 – T2) D. m. Cv (V2
– V1)
B.
m . Cv (V2 – V1) E. m. Cp(V2T2
–V1T1)
C.
m . Cv (T2 – T1)
5. Sebuah mesin carnot bekerja diantara dua
reservoir panas 4970C dan reservoir dingin 1070C. Jika
mesin tersebut menyerap kalor 800 Joule dari reservoir panas, maka jumlah kalor
yang dibuang dari mesin adalah ....
A.
200 J D. 800 J
B.
300 J E. 1.200 J
C.
400 J
6. Sebuah mesin turbin memakai uap dengan suhu awal 5500C dan membuangnya
pada suhu 350C. Efisiensi maksimum mesin tersebut adalah ....
A.
33% D. 63%
B.
43% E. 73%
C.
53%
7.
Sebuah mesin gas ideal bekerja dalam suatu
siklus carnot antara 2270C dan 1270C, dan menyerap kalor
6 x 104 kalori pada temperatur tinggi (1 kalori = 4,2 joule).
Efisiensi mesin dan usaha yang dihasilkan dalam satu siklus adalah ....
A.
20% dan 12.000 J
B.
20% dan 50.400 J
C.
40% dan 12.000 J
D.
40% dan 50.400 J
E.
80% dan 50.400 J
8.
Pada saat es mencair maka ....
A.
energi dalamnya naik
B.
suhunya naik
C.
melakukan usaha
D.
volumenya naik
E.
massanya semakin besar
9. Suatu kipas angin berdaya 30 watt
dinyalakan pada ruang tertutup pada massa udara 5 kg selama 5 menit. Jika
energi kinetik partikel yang berubah menjadi kalor karena tumbukan sebesar 0,2%
dan massa jenis udara 1,2 kg/m2, maka kenaikan suhu ruang tersebut
adalah ....
A.
10C D. 40C
B.
20C E. 50C
C.
30C
10.Efisiensi mesin carnot yang beroperasi
dengan suhu rendah 1/2 T Kelvin dan dengan suhu T kelvin
adalah ....
A.
25% D. 66%
B.
33% E. 75%
C.
50%
11.Sebuah mesin carnot yang menggunakan
reservoir suhu tinggi 7270C mempunyai efesiensi 30%, maka reservoir
suhu rendahnya bersuhu ....
A.
3270C D.
4270C
B.
3730C E.
5090C
C.
4170C
12.Sebuah mesin carnot yang
reservoir suhu rendahnya 27oC memiliki daya
guna 40%. Jika daya gunanya akan diperbesar menjadi 50%, reservoir suhu
tingginya harus dinaikan sebesar ....
A.
25 K D. 100 K
B.
50 K E. 150 K
C.
75 K
13.Perhatikan grafik tekanan gas (P) terhadap
volume gas (V). Jika untuk mengubah keadaan gas dari A ke B diperlukan kalor 40
J, pertambahan energi dalam gas antara A dan B (dalam joule) adalah ....
A.
2,5 D. 60
B.
7,5 E.
140
C.
9,5
14.Suatu mesin carnot
bekerja diantara suhu 600 K dan 300 K dan menerima masukan kalor 1000 J. Usaha
yang dilakukan mesin adalah ....
A.
300 J D. 600 J
B.
400 J E. 700 J
C.
500 J
15.Suatu pesawat pendingin memiliki koefisien
daya guna = 6,5. Jika temperatur ruang (reservoir) yang bersuhu tinggi ialah 27oC,
suhu ruang temperatur rendah ialah ....
A.
-10oC D. -13oC
B.
-11oC E. -14oC
C.
-12oC
16. Suhu di dalam
ruangan suatu mesin pendingin 0oC dan suhu di luar
27oC. Setiap jam panas yang dikeluarkan dari ruangan adalah 6,7 x 106
Joule. Berapa watt besar daya listrik yang dipakai mesin dingin tersebut ....
A.
92 W D. 200 W
B.
6,0 x 105 W E. 134,48 W
C.
184 W
17.Suatu mesin menerima 200 kalori dari sebuah
reservoir bersuhu 400 K dan melepaskan 175 kalori ke sebuah reservoir yang
suhunya 320 K. Efisiensi mesin itu adalah ....
A.
12,5 % D. 25,0 %
B.
14,3 % E. 87,5 %
C.
20,0 %
18.Mesin kalor carnot
mengambil 1.000 kkal dari reservoir
627oC dan mengeluarkannya pada reservoir 27oC. Kalor yang
dikeluarkan ke reservoir 27oC adalah ....
A.
43,1 kkal D. 666,7 kkal
B.
333,3 kkal E. 956,9 kkal
C.
600 kkal
19.Jika volume gas ideal diperbesar
dua kali volume semula dan
ternyata energi dalamnya menjadi empat kali semula,
tekanan gas tersebut menjadi ....
A.
4 kali D. ¼ kali
B.
2 kali E. konstan
C.
½ kali
20.Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut
ini :
(1)
Pada proses isokhorik, gas tidak melakukan usaha
(2)
Pada proses isobarik, gas selalu mengembang
(3)
Pada proses adiabatik,
gas selalu mengembang
(4)
Pada proses isotermik, energi dalam gas
tetap
Pernyataan yang
sesuai dengan konsep termodinamika adalah ....
A.
(1) dan (2)
B.
(1), (2) dan (3)
C.
(1) dan (4)
D.
(2), (3) dan (4)
E.
(3) dan (4)
B. Essay
1. Jika reservoir suhu tinggi bersuhu 800 K,
maka efisiensi maksimum mesin 40%. Agar efisiensi maksimumnya naik menjadi 50%,
hitung berapa suhu reservoir suhu tinggi sekarang ?
2. Suatu mesin carnot yang bekerja antara suhu
270C dan 2270C digunakan untuk menggerakan sebuah
generator yang tegangan keluarannya 220 V. Jika setiap detik mesin carnot itu
menyerap kalor 5500 J, berapa kuat antara keluaran maksimum generator ?
3.
Sebuah tangki berpiston terdapat 20 kg
udara pada tekanan 6 atm pada suhu 70C. Kemudian dipanaskan hingga
suhunya menjadi 470C dan udara dapat keluar dari tangki bila
tekanannya lebih dari 10 atm. Hitung massa udara yang keluar dari tangki !
4.
Sebuah mesin carnot setiap siklusnya
menerima energi dari reservoir suhu tinggi sebesar 12.000 joule dan membuang
energi 400 joule ke reservoir suhu rendah. Hitunglah besar efisiensi mesin !
5.
Sejumlah gas ideal mengalami
siklus ABCDA. Suhu di titik C = 400 K.
Hitung :
a. suhu di
titik A
b. usaha total gas
0 Response to "Latihan Soal Termodinamika"
Posting Komentar