1. Sebuah bandul sederhana terdiri dari tali yang mempunyai panjang 40 cm dan pada ujung bawah tali digantungi beban bermassa 100 gram. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2 maka periode dan frekuensi ayunan bandul sederhana adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Panjang tali (l) = 40 cm = 0,4 meter
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Ditanya : Periode (T) dan frekuensi (f)
5 Contoh soal tegangan regangan modulus elastisitas Young
1. Tali nilon berdiameter 2 mm ditarik dengan gaya 100 Newton. Tentukan tegangan tali!
Pembahasan
Diketahui :
Gaya tarik (F) = 100 Newton
Diameter tali (d) = 2 mm = 0,002 meter
Jari-jari tali (r) = 1 mm = 0,001 meter
Ditanya : Tegangan tali
7 Contoh soal kapasitas kapasitor keping sejajar
1. Suatu kapasitor keping sejajar berkapasitas C mempunyai permitivitas hampa udara εo, luas penampang A dan jarak antar keping d. Jika luas penampang kapasitor ditambah menjadi 4 kali, jarak antar keping menjadi 2d dan permitivitas hampa udara menjadi 5εo, maka kapasitas kapasitor keping sejajar tersebut berubah menjadi…
Pembahasan
9 Contoh soal mesin kalor (penerapan hukum II termodinamika)
1. Dalam satu siklus, sebuah mesin menyerap 3000 Joule kalor dari reservoir suhu tinggi dan membuang 1000 Joule kalor pada reservoir suhu rendah. Tentukan efisiensi mesin kalor tersebut!
Pembahasan
Mesin kalor yang dimaksudkan pada soal-soal pada halaman ini tidak sama dengan mesin Carnot. Mesin Carnot merupakan mesin kalor ideal dan hanya ada secara teoritis. Sebaliknya mesin kalor yang dimaksudkan pada soal ini adalah mesin kalor nyata, bukan mesin kalor teoritis (mesin Carnot).
11 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…
Pembahasan
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.
3 Contoh soal penerapan hukum I termodinamika pada proses isokhorik (volume tetap)
1. Grafik tekanan (P) terhadap volume (V) dari suatu gas yang mengalami proses isokhorik. Usaha yang dilakukan gas pada proses AB adalah…
Pembahasan
Proses AB = proses isokhorik (volume tetap). Pada volume isokhorik, volume gas (dan volume ruang) tidak berubah sehingga tidak ada usaha yang dilakukan oleh gas.
2. Tiga mol gas monoatomik bersuhu 47oC dan bertekanan 2 x 105 Pascal mengalami proses isokhorik hingga tekanannya bertambah menjadi 3 x 105 Pascal. Perubahan energi dalam gas tersebut adalah… Konstanta gas umum (R) = 8,315 J/mol.K
5 Contoh soal penerapan hukum I termodinamika pada proses isotermal (suhu tetap)
1. Grafik di bawah menunjukan suatu gas ideal yang mengalami proses isotermal (pendekatan). Usaha yang dilakukan gas pada proses AB adalah…
Pembahasan
Usaha yang dilakukan = luasan di bawah kurva AB = luas segitiga + luas persegi panjang
W = [½ (8 x 105–4 x 105)(3-1)] + [4 x 105 (3-1)]
W = [½ (4 x 105)(2)] + [4 x 105 (2)]
W = [4 x 105] + [8 x 105]
W = 12 x 105 Joule
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…
Pembahasan
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
3 Contoh soal hukum I termodinamika
1. Kalor sebanyak 3000 Joule ditambahkan pada sistem dan sistem melakukan usaha 2500 Joule pada lingkungan. Perubahan energi dalam sistem adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Kalor (Q) = +3000 Joule
Usaha (W) = +2500 Joule
Ditanya : perubahan energi dalam
Jawab :
19 Contoh Soal Teori Kinetik Gas
1. Gas ideal berada dalam wadah tertutup pada mulanya mempunyai tekanan P dan volume V. Apabila tekanan gas dinaikkan menjadi 4 kali semula dan volume gas tetap maka perbandingan energi kinetik awal dan energi kinetik akhir gas adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Tekanan awal (P1) = P
Tekanan akhir (P2) = 4P
Volume awal (V1) = V
Volume akhir (V2) = V
