Contoh Soal & Pembahasan Ipa Fisika Materi TEORI
KINETIK GAS
1. 5 mol gas memuai secara isotermis pada suhu 270
C,sehingga volume-nya berubah dari 20 cm3 menjadi 50 cm3 .Berapa
usaha yang diperlukan gas dan kalor yang
diperlukan ??
Penyelesaian
:
Diketahui :
T = 27+273 = 300
n = 5 mol = 5.10-3
Mol
V1 = 20 cm3
V2 = 50 cm3
Ditanyakan : P = …?
Jawab :
W = n.R.T ln(V2/ V1)
= n.R.T(lnV2-lnV1)
= 5.10-3x 8314x300x
(ln50-ln20)
= 12471(3,91-2,99)
= 11473,32 J
DQ
= DU + DW
Isotermis DU = 0
Q = W = 11473,32 J
2. Gas menerima kalor sebesar 8000 kalori menghasilkan usaha
sebesar 14000 J. Berapa perubahan energi dalam gas ?
( 1 kalori = 4,18 J )
Penyelesaian :
Jawab :
DQ
= DU + DW
DU
= DQ - DU
=33440-14000
= 19440 J
3.
Ditanya :
1. Usaha Total Gas
2. Kalor yg diperlukan
Penyelesaian :
Diketahui :
A-B isobarik ðWAB=PDV
B-C isotermis ðWBC= 0
C-D isobarik ðWCD=PDV
D-A isotermis ðWDA= 0
Ditanyakan : DW & DQ
Jawab :
Proses A-B Isobarik
WAB=PA(
VB – VA )
= 4.105x(4-2)=8.105
J
Proses C-D Isobarik
WCD=PC(
VD – VC )
= 2.105x(2-4)
= -4.105 J
Usaha Total (WTot):
WTot= WAB+
WCD
= 8.105 - 4.105
= 4.105 J
Cara lain yaitu dengan melihat
luas bidang ABCD
WTot= AB x AD
= 2 x 2.105
= 4.105 J
Kalor yang diperlukan
DQ
= DU + DW
DU
= 3/2 n.R.(TA-TA) = 0
DQ
= DW= WTot
= 4.105 J
4. Sebuah refrigerator (mesin pendingin) dengan efisiensi 40%
dapat memindahkan 3,888.106 J/jam, dari dalam ruang yang suhunya 30C
ke luar ruangan yang suhunya 320C . Hitunglah :
a.Jumlah kalor yang dise-rap
oleh mesin itu tiap jam
b.jumlah kalor yang dise-rap
oleh mesin itu tiap jam andaikan mesin dianggap pendingin ideal Carnot
Penyelesaian :
Diketahui :
h
= 40%
T1 = 32 +273 =305 K
T2 = 5 +273
=278 K
Q2 = 3,888.106 J
t = 1 jam = 3600 s
Ditanya :
1. Q1 (h = 40% )
2. Q1 (h = 100% )
Jawab :
a.
b. h = 100 % , maka
Q2 = (100/40). 3,888.106
= 9.720.000 J/jam
Q2/Q1 = T2/ T1
Q1 = ((9.720.000)x305):276
Q1 = 10.741.304,35 J/jam
Tidak ada komentar:
Posting Komentar