Contoh soal penerapan hukum I termodinamika pada proses isobarik (tekanan tetap)

6 Contoh soal penerapan hukum I termodinamika pada proses isobarik (tekanan tetap)

1. Grafik tekanan (P) – volume (V) gas yang mengalami proses isobarik. Usaha yang dilakukan oleh gas pada proses AB adalah…

Contoh-soal-penerapan-hukum-I-termodinamika-pada-proses-isobarik-tekanan-tetap-1Pembahasan

Diketahui :
Tekanan (P) = 5 x 105 N/m2
Volume awal (V1) = 2 m3
Volume akhir (V2) = 6 m3
Ditanya : usaha yang dilakukan pada proses AB
Jawab :
W = P (V2 – V1)
W = (5 x 105)(6 – 2) = (5 x 105) (4)
W = 20 x 105 = 2 x 106 Joule

2. Selisih usaha yang dilakukan oleh gas pada proses AB dan CD adalah…

Contoh-soal-penerapan-hukum-I-termodinamika-pada-proses-isobarik-tekanan-tetap-2Pembahasan

Diketahui :
Proses isobarik AB :
Tekanan (P) = 6 atm = 6 x 105 N/m2
Volume awal (V1) = 1 liter = 1 dm3 = 1 x 10-3 m3
Volume akhir (V2) = 3 liter = 3 dm3 = 3 x 10-3 m
Proses isobarik CD :
Tekanan (P) = 4 atm = 4 x 105 N/m2
Volume awal (V1) = 2 liter = 2 dm3 = 2 x 10-3 m3
Volume akhir (V2) = 5 liter = 5 dm3 = 5 x 10-3 m3
Ditanya : Selisih usaha yang dilakukan oleh gas pada proses AB dan CD
Jawab :
Usaha yang dilakukan oleh gas pada proses AB :
W = P (V2 – V1)
W = (6 x 105)(3 x 10-3 – 1 x 10-3)
W = (6 x 105)(2 x 10-3)
W = 12 x 102 = 1200 Joule
Usaha yang dilakukan oleh gas pada proses CD :
W = P (V2 – V1)
W = (4 x 105)(5 x 10-3 – 2 x 10-3)
W = (4 x 105)(3 x 10-3)
W = 12 x 102 = 1200 Joule
Selisih usaha yang dilakukan gas pada proses AB dan CD adalah 1200 – 1200 = 0.

BACA JUGA  Contoh soal gerak lurus berubah beraturan

3. Usaha yang dilakukan gas pada proses ABC adalah…

Contoh-soal-penerapan-hukum-I-termodinamika-pada-proses-isobarik-tekanan-tetap-3Pembahasan
Diketahui :
Tekanan 1 (P1) = 6 x 105 Pascal = 6 x 105 N/m2
Tekanan 2 (P2) = 3 x 105 Pascal = 3 x 105 N/m2
Volume 1 (V1) = 2 cm3 = 2 x 10-6 m3
Volume 2 (V2) = 6 cm3 = 6 x 10-6 m3
Ditanya : Usaha yang dilakukan pada proses ABC.
Jawab :
Pada proses AB, volume konstan sehingga tidak ada usaha yang dilakukan oleh gas. Gas melakukan usaha hanya pada proses BC. Jadi usaha pada proses ABC = usaha pada proses BC.
W = P2 (V2 – V1)
W = (3 x 105)(6 x 10-6 – 2 x 10-6)
W = (3 x 105)(4 x 10-6)
W = 12 x 10-1
W = 1,2 Joule
Usaha yang dilakukan pada proses ABC = 1,2 Joule.

4. Pernyataan yang benar tentang proses termodinamika adalah…
A. isobarik adalah proses perubahan gas pada tekanan tetap
B. isobarik adalah proses perubahan gas pada suhu tetap
C. isokhorik merupakan proses perubahan gas pada tekanan tetap
D. isotermis adalah proses perubahan gas pada volume tetap
E. isokhorik adalah proses perubahan gas pada suhu tetap
Pembahasan
Isobarik = tekanan tetap
Isokhorik = volume tetap
Isotermis = suhu tetap
Jawaban yang benar adalah A.

BACA JUGA  Contoh soal susunan seri-paralel pegas

5. Perbandingan usaha pada proses I dan II berdasarkan grafik di bawah adalah…
A. 4 : 3
B. 3 : 4
C. 2 : 3
D. 1 : 2
E. 1 : 3
Pembahasan :

hukum 1 termodinamika 1

Diketahui :
Proses I : P = 15 N/m2, V1 = 15 m3, V2 = 35 m3
Proses II : P = 10 N/m2, V1 = 5 m3, V2 = 45 m3
Ditanya :
Perbandingan usaha (W) proses I dan proses II ?
Jawab :
hukum 1 termodinamika 2Jawaban yang benar adalah B.

6. Diagram P-V dari gas helium yang mengalami proses termodinamika ditunjukkan seperti gambar di bawah! Usaha yang dilakukan gas helium pada proses ABC adalah…
A. 400 kJ
B. 500 kJ
C. 600 kJ
D. 800 kJ
E. 1000 kJ

hukum 1 termodinamika 3Pembahasan :
Diketahui :
P1 = 2 x 105 N/m2
P2 = 1 x 105 N/m2
V1 = 5 m3
V2 = 15 m3
Ditanya :
Usaha (W) pada proses ABC ?
Jawab :
Usaha dilakukan hanya ketika volume gas bertambah. Pada proses AB, volume gas tetap sehingga tidak ada usaha yang dilakukan oleh gas helium. Pada proses BC, volume gas bertambah karenanya ada usaha yang dilakukan oleh gas helium.

BACA JUGA  Contoh soal energi potensial listrik

hukum 1 termodinamika 4

 

Print Friendly, PDF & Email

Tinggalkan komentar

Situs ini menggunakan Akismet untuk mengurangi spam. Pelajari bagaimana data komentar Anda diproses.

Eksplorasi konten lain dari Ilmu Pengetahuan

Langganan sekarang agar bisa terus membaca dan mendapatkan akses ke semua arsip.

Lanjutkan membaca