√ Rangkuman, Teladan Soal Pembahasan Termodinamika

Rangkuman Termodinamika

style="display:block"
data-ad-client="ca-pub-7930840207405626"
data-ad-slot="5411244982"
data-ad-format="link"
data-full-width-responsive="true">

Termodinamika

Merupakan cabang ilmu fisika yang membahas hubungan panas/kalor dan perjuangan yang dilakukan oleh panas/kalor tersebut

Usaha sistem terhadap lingkungan

Persamaan perjuangan yang dilakukan gas sanggup ditulis sebagai berikut:

W = p ∆V = p (V₂ – V₁)

Keterangan :

p = tekanan gas (N/m²)

∆V = perubahan volume (m³)

W = perjuangan yang dilakukan gas (joule)

Perubahan energi dalam

Perubahan energi dalam ∆U tidak bergantung pada proses bagaimana keadaan sistem berubah, tetapi hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan tamat sistem tersebut.

style="display:block; text-align:center;"
data-ad-layout="in-article"
data-ad-format="fluid"
data-ad-client="ca-pub-7930840207405626"
data-ad-slot="8126346735">

Hukum termodinamika

Hukum I Termodinamika

Hukum I termodinamika menyatakan bahwa jumlah kalor pada suatu sistem sama dengan perubahan energi dalam sistem ditambah perjuangan yang dilakukan oleh sistem

Q = ∆U + W

Perjanjian tanda untuk Q dan W sebagai berikut :

1. Jika sistem melaksanakan perjuangan terhadap lingkungan maka W bertanda positif.


2. Jika sistem mendapatkan perjuangan dari lingkungan maka W bertanda negatif.


3. Q bertanda positif bila sistem mendapatkan kalor dari lingkungan


4. Q bertanda negatif bila sistem menawarkan kalor kepada lingkungan

Proses Termodinamika

Proses Isokhorik

yaitu proses termodinamika yang terjadi pada gas dalam keadaan volum tetap.

Berlaku:

Usaha W= 0 maka Q = ΔU sehingga Q = 3/2 nRT (T₂-T₁)

Proses Isobarik

yaitu proses termodinamika yang terjadi pada gas keadaan tekanan tetap.

 

berlaku persamaan.

Usaha W

W=P(V₂ – V₁)

Perubahan energi dalam ΔU

ΔU= 3/2 P(V₂ -V₁)

Sehingga

Q= 5/2 P(V₂-V₁)

Proses Isotermik

merupakan proses termodinamika yang terjadi pada gas keadaan suhu tetap.

 

berlaku persamaan.

Usaha W

Perubahan energi dalam ΔU = 0 maka kalor Q = W

Proses Adiabatik

merupakan proses termodinamika yang berlangsung tanpa adanya pertukaran kalor antara sistem dan lingkungan.

berlaku persamaan.

Usaha W

Karena Q = 0 sehingga

ΔU = -W

y = konstanta Laplace

Kapasitas Kalor

Merupakan banyaknya kalor yang diharapkan untuk menaikan suhu gas sebesar 1^oC, dinyatakan dengan persamaan:

Kapasitas kalor gas sanggup dibedakan menjadi dua yaitu kapasitas kalor pada tekanan tetap (C_p) dan pada volume tetap (C_v)

Pada proses isokhorik

Q_v = ∆U

Pada proses isobarik

Q_p = ∆U + p∆V

Diperoleh:

Mesin Carnot dan Mesin Pendingin

Mesin Carnot

Sebuah mesin Carnot mempunyai empat langkah dalam pengoprasiannya. Berikut urutan keempat langkah proses yang terjadi dalam siklus Carnot.

1. Pada langkah pertama, gas mengalami perluasan isotermal. Reservoir suhu tinggi menyentuh dasar silinder dan jumlah beban di atas piston dikurangi. Selama proses ini berlangsung, temperatur sistem tidak berubah, namun volume sistem bertambah. Dari keadaan 1 ke keadaan 2, sejumlah kalor (Q1) dipindahkan dari reservoir suhu tinggi ke dalam gas.


2. Pada langkah kedua, gas berubah dari keadaan 2 ke keadaan 3 dan mengalami proses perluasan adiabatik. Selama proses ini berlangsung, tidak ada kalor yang keluar atau masuk ke dalam sistem. Tekanan gas diturunkan dengan cara mengurangi beban yang ada di atas piston. Akibatnya, temperatur sistem akan turun dan volumenya bertambah.


3. Pada langkah ketiga, keadaan gas berubah dari keadaan 3 ke keadaan 4 melalui proses kompresi isotermal. Pada langkah ini, reservoir suhu rendah (200 K) menyentuh dasar silinder dan jumlah beban di atas piston bertambah. Akibatnya tekanan sistem meningkat, temperaturnya konstan, dan volume sistem menurun. Dari keadaan 3 ke keadaan 4, sejumlah kalor (Q2) dipindahkan dari gas ke reservoir suhu rendah untuk menjaga temperatur sistem biar tidak berubah.


4. Pada langkah keempat, gas mengalami proses kompresi adiabatik dan keadaannya berubah dari keadaan 4 ke keadaan1. Jumlah beban di atas piston bertambah. Selama proses ini berlangsung, tidak ada kalor yang keluar atau masuk ke dalam sistem, tekanan sistem meningkat, dan volumenya berkurang.

Mesin Carnot yaitu mesin efisien yang bekerja dalam suhu reservoir tinggi dan suhu reservoir rendah. Oleh sebab itu, suatu mesin Carnot mempunyai efisiensi. Rumus efisiensi mesin Carnot sebagai berikut.

keterangan:

ŋ = efisiensi mesin kalor

T₂ = suhu pada reservoir rendah (K)

T₁ = suhu pada reservior tinggi (K)

W = perjuangan (Joule)

Q₁= kalor yang diserap (Joule)

Q₂ = kalor yang dilepas (Joule)

Mesin Pendingin

Prinsip kerja mesin pendingin misalnya lemari es dan penyejuk ruangan yaitu mengalirkan kalor keluar dari lingkungan sejuk ke lingkungan hangat. Sistem mendapatkan kerja sebesar W dan menyerap kalor dengan suhu reservoir rendah T₂ sebesar Q₂ serta membuang sejumlah kalor yang lebih besar ke reservoir suhu tinggi T₁ sebesar Q_1. Untuk kerja dari mesin pendingin sanggup ditentukan melalui koefisiensi performansi K_p.

Keterangan :

Kp = koefisiensi performansi

T₂ = suhu pada reservoir rendah (K)

T₁ = suhu pada reservior tinggi (K)

W = perjuangan (Joule)

Q₁= kalor yang diserap (Joule)

Q₂ = kalor yang dilepas (Joule)

DOWNLOAD RANGKUMAN & CONTOH SOAL TERMODINAMIKA DALAM BENTUK PDF KLIK DISINI

style="display:block; text-align:center;"
data-ad-layout="in-article"
data-ad-format="fluid"
data-ad-client="ca-pub-7930840207405626"
data-ad-slot="8126346735">

CONTOH SOAL & PEMBAHASAN

Soal No.1 (UN 2014)

Sebuah mesin Carnot memakai reservoir suhu tinggi 327 ^oC, mempunyai efisiensi 60%. Agar efisiensi mesin Carnot naik menjadi 80% dengan suhu rendahnya tetap maka suhu tinggi mesin Carnot harus diubah menjadi…

1. 300 K


2. 450 K


3. 480 K


4. 1.200 K


5. 1.800 K

PEMBAHASAN :



Jawaban : D

Soal No.2 (SBMPTN 2014)

Sebuah mesin kalor memerlukan kerja 400 joule dalam siklusnya mempunyai efisiensi 25% . Energi yang di ambil oleh reservoir panas yaitu …

1. 1.200 Joule


2. 1.300 Joule


3. 1.400 Joule


4. 1.500 Joule


5. 1.600 Joule

PEMBAHASAN :



Jawaban : E

Soal No.3 (SNMPTN 2012)

Sebuah sistem 1 mol gas ideal monoatomik (C_p = 5/2 R) mengalami perluasan isobarik pada tekanan 10⁵ pa sehingga volumenya menjadi 2 kali volume awal. Bila volume awal 25 liter maka kalor yang diserap gas pada proses ini yaitu …

1. 2550 J


2. 3760 J


3. 4750 J


4. 5730 J


5. 6250 J

PEMBAHASAN :



Jawaban : E

Soal No.4 (UN 2013)

Grafik P –V dari sebuah siklus Carnot terlihat menyerupai gambar berikut.

Jika kalor yang dilepas ke lingkungan 3.000 Joule maka kalor yang diserap sistem adalah…

1. 3.000 J


2. 4.000 J


3. 4.800 J


4. 6.000 J


5. 8.000 J

PEMBAHASAN :



Jawaban : C

Soal No.5 (SNMPTN 2009)

Satu mol gas ideal mengalami proses isotermal pada suhu T sehingga volumenya menjadi dua kali, bila R yaitu konstanta gas molar, perjuangan yang dikerjakan oleh gas selama proses tersebut yaitu ….

1. RTV


2. RT lnV


3. 2RT


4. RT ln 2


5. RT ln (2V)

PEMBAHASAN :



Jawaban : D

Soal No.6 (SNMPTN 2010)

Sebuah mesin carnot menyerap panas dari tandon panas bertemperatur 127°C dan membuang sebagian panasnya ke tandon cuek bertemperatur 27°C efisiensi terbesar yang sanggup dicapai oleh mesin carnot tersebut yaitu …..

1. 20,5 %


2. 25 %


3. 70,25 %


4. 90,7 %


5. 100 %

PEMBAHASAN :



Jawaban : B

Soal No.7 (SNMPTN 2010)

Jika sebuah mesin yang mempunyai efisiensi terbesar 25% dalam operasinya membuang sebagian kalor ke tandon cuek yang bertemperatur 0⁰C maka tandon panasnya bertemperatur …..

1. 76 ⁰C


2. 91 ⁰C


3. 170 ⁰C


4. 100 ⁰C


5. 364 ⁰C

PEMBAHASAN :



Jawaban : B

style="display:block; text-align:center;"
data-ad-layout="in-article"
data-ad-format="fluid"
data-ad-client="ca-pub-7930840207405626"
data-ad-slot="8126346735">

Soal No.8 (UN 2013)

Gambar di bawah menerangkan grafik p – V pada mesin Carnot.

Jika Q₂ = 2/3 W maka efisiensi mesin carnot tersebut adalah…

1. 40%


2. 50%


3. 60%


4. 67%


5. 75%

PEMBAHASAN :



Jawaban : C

Soal No.9 (SPMB 2006)

2m³ gas helium bersuhu 27⁰C di panaskan secra isobarik hingga 77⁰C bila tekanannya 3x 10⁵ N /M² maka perjuangan yang di lakukan gas yaitu ……

1. 100 kJ


2. 140 kJ


3. 200 kJ


4. 260 kJ


5. 320 kJ

PEMBAHASAN :



Jawaban : A

Soal No.10 (UN 2013)

Pada grafik p-V mesin Carnot berikut diketahui reservoir suhu tinggi 600 K dan suhu rendah 400 K.

Jika perjuangan yang di lakukan mesin yaitu W maka kalor yang di keluarkan pada suhu rendah adalah…

1. W


2. 2W


3. 3W


4. 4W


5. 6W

PEMBAHASAN :



Jawaban : B

Soal No.11 (SPMB 2003)

Gas ideal yang melaksanakan pengembangan volume secara isobaris tidak melaksanakan usaha.

SEBAB

Usaha yang dilakukan oleh gas idel dikala mengembang sebanding dengan perubahan tekanan gas.

PEMBAHASAN :

Pernyataan I : Gas idel yang volumenya mengembang akan melaksanakan perjuangan dengan persamaan W = P∆V

Pernyataan II : Usaha yang di lakukan gas tidak sebanding dengan perubahan tekanan tetapi hanya sebanding dengan tekanan.

Jawaban : E

Soal No.12 (UN 2012)

Perhatikan gambar!

Gas ideal melaksanakan proses perubahan tekanan (P) terhadap volume (V), perjuangan yang dilakukan oleh gas pada proses tersebut adalah…

1. 20 Joule


2. 15 Joule


3. 10 Joule


4. 5 Joule


5. 4 Joule

PEMBAHASAN :



Jawaban : C

Soal No.13 (UMPTN 2010)

mesin carnot dioperasikan antara 2 reservoir kalor masing masing suhunya T₁ dan T₂ dengan T₂ > T_1. Efesiensi mesin tersebut 40% dan besarnya T₁ =27 ⁰C. Supaya efisiennya naik 60% maka besarnya perubahan T₁ yaitu …

1. 250 K


2. 300 K


3. 350 K


4. 400 K


5. 500 K

PEMBAHASAN :



Jawaban : E

Soal No.14 (UMPTN 2001)

sebuah mesin carnot bekerja diantara dua reservoir bersuhu 527⁰C dan 127⁰C apabila reservoir suhu tinggi diturunkan menjadi 227⁰C maka efesiensi mula mula dan terakhir masing masing adalah…

1. 30% dan 20%


2. 40% dan 20%


3. 50% dan 20%


4. 50% dan 30%


5. 60% dan 40%

PEMBAHASAN :



Jawaban : C

DOWNLOAD RANGKUMAN & CONTOH SOAL TERMODINAMIKA DALAM BENTUK PDF KLIK DISINI

style="display:block"
data-ad-client="ca-pub-7930840207405626"
data-ad-slot="5411244982"
data-ad-format="link"
data-full-width-responsive="true">

Sumber aciknadzirah.blogspot.com

Share this post