Contoh soal penerapan hukum I termodinamika pada berbagai proses termodinamika (isobarik, isotermal, isokhorik)

1. Grafik di bawah menunjukan siklus termodinamika yang dialami oleh suatu gas. Usaha yang dilakukan oleh gas pada proses ABCD adalah…

Contoh soal penerapan hukum I termodinamika pada berbagai proses termodinamika (isobarik, isotermal, isokhorik) - 1Pembahasan
Diketahui :
Tekanan 1 (P1) = 2 x 105 Pa
Tekanan 2 (P2) = 4 x 105 Pa
Volume 1 (V1) = 1 m3
Volume 2 (V2) = 3 m3
Ditanya : Usaha yang dilakukan gas pada proses siklus ABCD
Jawab :
Usaha yang dilakukan oleh gas = luas segiempat ABCD.
W = (P2 – P1)(V2 – V1)
W = (4 x 105 – 2 x 105)(3 – 1)
W = (2 x 105)(2)
W = 4 x 105 Joule
Usaha yang dilakukan gas pada proses siklus ABCD adalah 4 x 105 Joule.

2. Usaha yang dilakukan gas pada proses siklus ABC adalah…

Contoh soal penerapan hukum I termodinamika pada berbagai proses termodinamika (isobarik, isotermal, isokhorik) - 2Pembahasan
Diketahui :
Tekanan 1 (P1) = 3 x 105 Pa
Tekanan 2 (P2) = 6 x 105 Pa
Volume 1 (V1) = 20 cm3 = 20 x 10-6 m3
Volume 2 (V2) = 60 cm3 = 60 x 10-6 m3
Ditanya : Usaha yang dilakukan gas pada proses siklus ABC
Jawab :
Usaha yang dilakukan oleh gas = luas segitiga ABCD.
W = ½ (P2 – P1)(V2 – V1)
W = ½ (6 x 105 – 3 x 105)(60 x 10-6 – 20 x 10-6)
W = ½ (3 x 105)(40 x 10-6)
W = ½ (120 x 10-1 Joule)
W = ½ (12 Joule)
W = 6 Joule
Usaha yang dilakukan gas pada proses siklus ABC adalah 6 Joule.

3. Grafik tekanan (P) terhadap volume (V) suatu gas dalam ruang tertutup. Bagian grafik yang menyatakan gas melakukan usaha pada lingkungan adalah…

Contoh soal penerapan hukum I termodinamika pada berbagai proses termodinamika (isobarik, isotermal, isokhorik) - 3Pembahasan
Proses AB dan proses DC merupakan proses isobarik. Proses AD dan proses BC merupakan proses isokhorik.
Gas melakukan usaha pada lingkungan jika gas memuai sehingga volume ruang yang ditempati gas bertambah (proses DC). Lingkungan melakukan usaha pada gas jika gas menyusut sehingga volume ruang yang ditempati gas berkurang (proses BC).

4. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 60 No.18

Semua gas ideal mengalami proses isokhorik sehingga…

A. semua molekul kecepatannya sama
B. pada suhu tinggi kecepatan rata-rata molekul lebih besar
C. tekanan gas menjadi tetap
D. gas akan melakukan usaha
E. tidak memiliki energi dalam

Pembahasan
Isokhorik = volume tetap.
Jawaban yang benar adalah B.

5. Soal UN fisika SMA/MA 2014/2015 No.17

Sejumlah gas ideal dimampatkan melalui proses termodinamika dari keadaan 1 ke keadaan 2 seperti diperlihatkan pada grafik P-V berikut. Usaha yang dilakukan oleh gas tersebut adalah…

A. -180 JPembahasan soal UN fisika SMA tahun 2015 - 45

B. -90 J

C. -30 J

D. 30 J

E. 90 J

Pembahasan

1 liter = 0,001 m3

Diketahui :

Tekanan 1 (P1) = 10 kPa = 10.000 Pa = 10.000 N/m2

Tekanan 2 (P2) = 20 kPa = 20.000 Pa = 20.000 N/m2

Volume 1 (V1) = 4 liter = 4 (0,001 m3) = 0,004 m3

Volume 2 (V2) = 10 liter = 10 (0,001 m3) = 0,010 m3

Ditanya : Usaha (W) yang dilakukan oleh gas

Jawab :

W = P (V2 – V1) + 1/2 (P2 – P1)(V2 – V1)

W = 10.000 (0,010-0,004) + 1/2 (20.000-10.000)(0,010-0,004)

W = 10.000 (0,006) + 1/2 (10.000)(0,006)

W = 10 (6) + 1/2 (10)(6)

W = 60 + 1/2 (60)

W = 60 + 30

W = 90 Joule

Jawaban yang benar adalah E.

6. Soal UN fisika SMA/MA 2014/2015 No.17

Perhatikan diagram P-V di samping!

Usaha yang dihasilkan pada proses termodinamika tersebut dalam satu siklus adalah…

A. 100 kJPembahasan soal UN fisika SMA tahun 2015 - 46

B. 200 kJ

C. 300 kJ

D. 400 kJ

E. 600 kJ

Pembahasan

Diketahui :

Tekanan 1 (P1) = 1 x 105 Pa = 1 x 105 N/m2

Tekanan 2 (P2) = 3 x 105 Pa = 3 x 105 N/m2

Volume 1 (V1) = 2 m3

Volume 2 (V2) = 4 m3

Ditanya : Usaha (W) yang dihasilkan.

Jawab :

Usaha yang dihasilkan = luas segiempat abcd.

W = (P2 – P1)(V2 – V1)

W = (3 x 105 – 1 x 105)(4 – 2)

W = (2 x 105)(2)

W = 4 x 105 Joule

W = 400.000 Joule

W = 400 kilo Joule

Jawaban yang benar adalah D.

7. Soal UN fisika SMA/MA 2014/2015 No.17

Suatu gas ideal mengalami proses seperti yang ditunjukkan oleh diagram P-V di samping. Usaha yang dilakukan dalam proses tersebut adalah…

A. 35 JPembahasan soal UN fisika SMA tahun 2015 - 47

B. 24 J

C. 15 J

D. 12 J

E. 6 J

Pembahasan

Diketahui :

Tekanan 1 (P1) = 1 N/m2

Tekanan 2 (P2) = 7 N/m2

Volume 1 (V1) = 1 m3

Volume 2 (V2) = 5 m3

Ditanya : Usaha (W) yang dilakukan.

Jawab :

Usaha yang dilakukan = luas segitiga ABC.

W = ½ (P2 – P1)(V2 – V1)

W = ½ (7-1)(5-1)

W = ½ (6)(4)

W = ½ (24)

W = 12 Joule

Jawaban yang benar adalah D.

close

Daftar untuk dapat ebook fisika

We don’t spam! Read our privacy policy for more info.