Pertemuan 1
PR Tipe A
1. Sejenis gas bertekanan 6 atm berada dalam wadah yang memiliki volume 600 liter. Hitunglah usaha luar yang dilakukan oleh gas jika gas memuai pada tekanan tetap sehingga volumenya 1,5 kali volume semula!
3. Tentukanlah usaha yang dilakukan oleh gas per siklus untuk setiap siklus yang terdapat pada diagram PV berikut!
5. Sejumlah gas H2S menempati volume 5 x 10-3 m3 pada tekanan 105 Pa. Gas mengalami proses ekspansi secara adiabatik hingga volumenya menjadi 7,68 x 10-3 m3, dan gas melakukan usaha 120 J. Jika gas dapat dianggap sebagai gas ideal, tentukan tekanan akhir gas!
PR Tipe B
1. Gas bertekanan 5 atm menempati suatu wadah dengan volume 500 dm3. Tentukan usaha luar yang dilakukan oleh gas jika gas dimampatkan pada tekanan tetap sehingga volumenya menjadi dua per tiga kali semula!
2. Tentukanlah usaha yang dilakukan oleh gas untuk proses AB sesuai dengan diagram PV berikut.
3. Tentukanlah usaha yang dilakukan oleh gas per siklus untuk setiap siklus yang terdapat pada diagram PV berikut!
4. Suatu gas yang volumenya 500 dm3 perlahan-lahan dipanaskan pada tekanan tetap (isobarik) sehingga volumenya menjadi 2 m3. Jika usaha luar gas tersebut 3 x 105 joule, berapakah tekanan gas tersebut?
5. Gas monoatomik (volume 20 cm3, suhu 120C, dan tekanan 100 kPa) dikompresi secara adiabatik sehingga volumenya tinggal 0,5 cm3. Hitunglah tekanan akhir gas!
1. Suatu sistem menyerap kalor Q dari lingkungan sebesar 1200 J. Tentukanlah perubahan energi dalam ∆U bila sistem melakukan usaha 2000 J terhadap lingkungan!
2. Dalam diagram PV pada gambar ditunjukkan beberapa lintasan (proses) termodinamika. Pada lintasan AB sistem menerima kalor sebesar 150 J, dan pada proses BD sistem menyerap kalor sebesar 600 J. Tentukanlah perubahan energi dalam untuk proses ABD!
3. Sejumlah 2 mol gas ideal monoatomik dengan suhu awal 270C dinaikkan suhunya menjadi 1270C pada tekanan tetap. Berapakah kalor yang diperlukan? Diketahui tetapan umum gas R = 8,31 J/mol K.
4. Buktikan bahwa besar konstanta Laplace gas diatomik pada suhu rendah adalah 1,62!
5. Satu mol gas oksigen dipanaskan dari temperatur 200C dan tekanan 1 atm sampai temperatur 1000C. Asumsikan oksigen sebagai gas ideal. Tentukan banyaknya kalor yang harus diberikan jika volumenya dijaga tetap!
1. Tentukan perubahan energi dalam ∆U sistem jika sistem menyerap kalor sebanyak 1500 J dan lingkungan melakukan usaha 2100 J terhadap sistem!
2. Satu mol gas pada tekanan 2 atm dan volume 0,3 L memiliki energi dalam 91 J. Pada keadaan akhirnya tekanan gas menjadi 1,5 atm, volumenya 0,8 L, dan energi dalamnya 182 J. Hitunglah perpindahan kalor pada proses IAF!
3. Suatu gas pada tekanan konstan sebesar 8,1 x 104 Pa dimampatkan dari volume 9 liter menjadi 2 liter. Dalam proses tersebut gas melakukan usaha sebesar -567 J. Diketahui perubahan energi dalamnya sebesa 167 J. Berapa kalor yang dilepas oleh gas?
4. Buktikan bahwa besar konstanta Laplace gas diatomik pada suhu tinggi adalah 1,28!
5. Suatu gas menempati suatu ruang. Pada gas diberikan kalor sebesar 1800 J, sehingga suhunya naik dari 200C menjadi 700C. Berapa kapasitas kalor gas tersebut?
PR Tipe A
1. Sejumlah 0,0401 mol gas ideal mengikuti suatu siklus seperti pada gambar. Diketahui P0 = 100 kPa dan V0 = 1 L. lintasan a adalah isokhorik, lintasan b linier, dan lintasan c adalah isobarik. Kapasitas kalor molar gas Cv = 12,46 J/mol K dan Cp = 20,77 J/mol K. Tentukan kalor yang diserap gas untuk satu siklus (ABC)!
2. Sebuah mesin mengambil kalor 10.000 J dari suatu reservoir bersuhu tinggi 1000 K dan melakukan usaha sebesar 2500 J. Tentukanlah efisiensi nyata mesin tersebut!
3. Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi 800 K mempunyai efisiensi maksimum 40%. Agar efisiensi maksimumnya naik menjadi 50%, berapakah seharusnya suhu reservoir suhu tinggi?
4. Dua buah tong air, masing-masing pada suhu 870C dan 140C dipisahkan dengan pelat logam. Bila kalor mengalir melalui pelat dengan laju 35 kal/s, berapakah laju entropi sistem tersebut?
5. Suhu di dalam sebuah lemari es adalah -30C. Fluida kerja yang dimampatkan di dalamnya mengembun pada suhu 270C. Tentukanlah koefisien daya guna lemari es tersebut!
1. Sejumlah 0,0963 mol gas ideal mengalami proses seperti gambar. Tentukan nilai QA, jika Cv = 15 J/mol K!
2. Tentukan efisiensi teoritis (maksimum) sebuah mesin yang melakukan usaha sebesar 2500 J dan menyerap kalor 10.000 J dari reservoir bersuhu tinggi 1000 K. Dan reservoir bersuhu rendahnya memiliki suhu 600 K.
3. Sebuah mesin Carnot yang bekerja antara reservoir bersuhu rendah 270C dan reservoir bersuhu tinggi T10C, ditingkatkan efisiensi maksimum dari 25% hingga menjadi 50% dengan menaikkan suhu T1 menjadi T20C. Tentukan nilai T1!
4. Kalor mengalir secara spontan sebesar 1500 J dari reservoir panas bersuhu 500 K menuju reservoir dingin bersuhu 300 K. Tentukan perubahan entropi jagat raya jika dianggap tidak ada perubahan yang lain terjadi!
5. Sebuah lemari es memiliki koefisien performansi 6,0. Jika suhu ruang di luar lemari es adalah 280C, berapa suhu paling rendah di dalam lemari es yang dapat diperoleh?
Pertemuan 2
PR Tipe A
1. Suatu sistem menyerap kalor Q dari lingkungan sebesar 1200 J. Tentukanlah perubahan energi dalam ∆U bila sistem melakukan usaha 2000 J terhadap lingkungan!
2. Dalam diagram PV pada gambar ditunjukkan beberapa lintasan (proses) termodinamika. Pada lintasan AB sistem menerima kalor sebesar 150 J, dan pada proses BD sistem menyerap kalor sebesar 600 J. Tentukanlah perubahan energi dalam untuk proses ABD!
4. Buktikan bahwa besar konstanta Laplace gas diatomik pada suhu rendah adalah 1,62!
5. Satu mol gas oksigen dipanaskan dari temperatur 200C dan tekanan 1 atm sampai temperatur 1000C. Asumsikan oksigen sebagai gas ideal. Tentukan banyaknya kalor yang harus diberikan jika volumenya dijaga tetap!
PR Tipe B
1. Tentukan perubahan energi dalam ∆U sistem jika sistem menyerap kalor sebanyak 1500 J dan lingkungan melakukan usaha 2100 J terhadap sistem!
2. Satu mol gas pada tekanan 2 atm dan volume 0,3 L memiliki energi dalam 91 J. Pada keadaan akhirnya tekanan gas menjadi 1,5 atm, volumenya 0,8 L, dan energi dalamnya 182 J. Hitunglah perpindahan kalor pada proses IAF!
4. Buktikan bahwa besar konstanta Laplace gas diatomik pada suhu tinggi adalah 1,28!
5. Suatu gas menempati suatu ruang. Pada gas diberikan kalor sebesar 1800 J, sehingga suhunya naik dari 200C menjadi 700C. Berapa kapasitas kalor gas tersebut?
Pertemuan 3
PR Tipe A
1. Sejumlah 0,0401 mol gas ideal mengikuti suatu siklus seperti pada gambar. Diketahui P0 = 100 kPa dan V0 = 1 L. lintasan a adalah isokhorik, lintasan b linier, dan lintasan c adalah isobarik. Kapasitas kalor molar gas Cv = 12,46 J/mol K dan Cp = 20,77 J/mol K. Tentukan kalor yang diserap gas untuk satu siklus (ABC)!
3. Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi 800 K mempunyai efisiensi maksimum 40%. Agar efisiensi maksimumnya naik menjadi 50%, berapakah seharusnya suhu reservoir suhu tinggi?
4. Dua buah tong air, masing-masing pada suhu 870C dan 140C dipisahkan dengan pelat logam. Bila kalor mengalir melalui pelat dengan laju 35 kal/s, berapakah laju entropi sistem tersebut?
5. Suhu di dalam sebuah lemari es adalah -30C. Fluida kerja yang dimampatkan di dalamnya mengembun pada suhu 270C. Tentukanlah koefisien daya guna lemari es tersebut!
PR Tipe B
1. Sejumlah 0,0963 mol gas ideal mengalami proses seperti gambar. Tentukan nilai QA, jika Cv = 15 J/mol K!
2. Tentukan efisiensi teoritis (maksimum) sebuah mesin yang melakukan usaha sebesar 2500 J dan menyerap kalor 10.000 J dari reservoir bersuhu tinggi 1000 K. Dan reservoir bersuhu rendahnya memiliki suhu 600 K.
3. Sebuah mesin Carnot yang bekerja antara reservoir bersuhu rendah 270C dan reservoir bersuhu tinggi T10C, ditingkatkan efisiensi maksimum dari 25% hingga menjadi 50% dengan menaikkan suhu T1 menjadi T20C. Tentukan nilai T1!
4. Kalor mengalir secara spontan sebesar 1500 J dari reservoir panas bersuhu 500 K menuju reservoir dingin bersuhu 300 K. Tentukan perubahan entropi jagat raya jika dianggap tidak ada perubahan yang lain terjadi!
5. Sebuah lemari es memiliki koefisien performansi 6,0. Jika suhu ruang di luar lemari es adalah 280C, berapa suhu paling rendah di dalam lemari es yang dapat diperoleh?
