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…
Пембахасан
Рӯшан аст :
Фишор (P) = 5 x 105 Н / м2
Ҳаҷми ибтидоӣ (V)1) = 2м3
Ҳаҷми ниҳоӣ (V)2) = 6м3
Пурсида шуд : usaha yang dilakukan pada proses AB
Ҷавоб :
W = P (V)2 - V1)
W = (5 x 10)5)(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…
Пембахасан
Рӯшан аст :
Proses isobarik AB :
Tekanan (P) = 6 atm = 6 x 105 Н / м2
Ҳаҷми ибтидоӣ (V)1) = 1 литр = 1 дм3 = 1 x 10-3 m3
Ҳаҷми ниҳоӣ (V)2) = 3 литр = 3 дм3 = 3 x 10-3 m3
Proses isobarik CD :
Tekanan (P) = 4 atm = 4 x 105 Н / м2
Ҳаҷми ибтидоӣ (V)1) = 2 литр = 2 дм3 = 2 x 10-3 m3
Ҳаҷми ниҳоӣ (V)2) = 5 литр = 5 дм3 = 5 x 10-3 m3
Пурсида шуд : Selisih usaha yang dilakukan oleh gas pada proses AB dan CD
Ҷавоб :
Usaha yang dilakukan oleh gas pada proses AB :
W = P (V)2 - V1)
W = (6 x 10)5)(3 x 10-3 - 1 x 10-3)
W = (6 x 10)5)(2 x 10-3)
W = 12 x 102 = 1200 Ҷоул
Usaha yang dilakukan oleh gas pada proses CD :
W = P (V)2 - V1)
W = (4 x 10)5)(5 x 10-3 - 2 x 10-3)
W = (4 x 10)5)(3 x 10-3)
W = 12 x 102 = 1200 Ҷоул
Selisih usaha yang dilakukan gas pada proses AB dan CD adalah 1200 – 1200 = 0.
3. Usaha yang dilakukan gas pada proses ABC adalah…
Пембахасан
Рӯшан аст :
Фишор 1 (P)1) = 6 x 105 Pascal = 6 x 105 Н / м2
Фишор 2 (P)2) = 3 x 105 Pascal = 3 x 105 Н / м2
Ҷилди 1 (V)1) = 2 см3 = 2 x 10-6 m3
Ҷилди 2 (V)2) = 6 см3 = 6 x 10-6 m3
Пурсида шуд : Usaha yang dilakukan pada proses ABC.
Ҷавоб :
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 10)5)(6 x 10-6 - 2 x 10-6)
W = (3 x 10)5)(4 x 10-6)
W = 12 x 10-1
W = 1,2 Ҷоул
Usaha yang dilakukan pada proses ABC = 1,2 Joule.
4. Pernyataan yang benar tentang proses termodinamika adalah…
А. Изобарикӣ раванди тағйирёбии газ дар фишори доимӣ аст.
B. Изобарикӣ раванди тағйир додани газ дар ҳарорати доимӣ аст.
C. Изохорӣ раванди тағйирёбии газ дар фишори доимӣ аст.
D. изотерма раванди тағйирёбии газ дар ҳаҷми доимӣ аст.
E. Изохорӣ раванди тағйир додани газ дар ҳарорати доимӣ аст.
Пембахасан
Isobarik = tekanan tetap
Изохорӣ = ҳаҷми доимӣ
Изотермикӣ = ҳарорати доимӣ
Ҷавоби дуруст А аст.
5. Perbandingan usaha pada proses I dan II berdasarkan grafik di bawah adalah…
А. 4: 3
Б. 3: 4
C. 2: 3
D. 1: 2
E. 1: 3
Муҳокима:
Рӯшан аст :
Proses I : P = 15 N/m2, V1 = 15 м3, V2 = 35 м3
Proses II : P = 10 N/m2, V1 = 5 m3, V2 = 45 м3
Пурсида шуд :
Perbandingan usaha (W) proses I dan proses II ?
Ҷавоб :
Ҷавоби дуруст Б аст.
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…
А. 400 кҶ
B. 500 кҶ
C. 600 кҶ
D. 800 кҶ
E. 1000 кҶ
Муҳокима:
Рӯшан аст :
P1 = 2 x 105 Н / м2
P2 = 1 x 105 Н / м2
V1 = 5 m3
V2 = 15 m3
Пурсида шуд :
Usaha (W) pada proses ABC ?
Ҷавоб :
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.
