10 Soal & Pembahasan Termodinamika (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda
Termodinamika
kali ini mencakup sub bab, hukum nol, satu, dan dua termodinamika. Berikut 10 soal
dan pembahasan termodinamika (bagian 1) yang dapat dipelajari sebelum ujian.
Baca
sebelumnya : 10 Soal & Pembahasan Teori Kinetika Gas (bagian 1) ǀ
Pilihan Ganda
Pilihlah
jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini!
1. Dua
benda berada dalam kesetimbangan termal apabila memiliki . . .
A. Suhu sama
B. Massa sama
C. Tekanan sama
D. Jumlah partikel sama
E. Energi sama
Pembahasan
:
Saat
energi (kalor) kedua benda sama, aliran energi tidak akan terjadi. Keadaan inilah
yang disebut dengan kesetimbangan termal.
Jawaban
E
2. Jennie
meletakkan karet penghapus di atas meja belajar yang terbuat dari kayu. Kayu
pada meja belajar memiliki massa dan kalor jenis yang lebih besar dari karet
penghapus. Namun, kedua benda berada dalam suhu yang sama. Pernyataan yang
tepat mengenai keadaan tersebut adalah . . .
A. Energi berpindah dari karet penghapus ke meja belajar
B. Energi berpindah dari meja belajar ke karet penghapus
C. Pindah dari meja belajar ke karet penghapus, kemudian kembali ke meja
belajar
D. Energi berpindah dari karet penghapus ke meja belajar, kemudian
kembali ke karet penghapus
E. Tidak terjadi perpindahan energi
Pembahasan
:
Benda
berada dalam kondisi kesetimbangan termal. Tidak ada aliran energi antara satu
sama lain.
Jawaban
E
3. Sepotong
tembaga dilemparkan ke dalam gelas yang berisi air. Jika suhu air di dalam
gelas meningkat, maka . . .
A. Suhu tembaga meningkat
B. Suhu tembaga menurun
C. Suhu tembaga tetap
D. Energi tidak berpindah
E. Energi berpindah dari tembaga ke air
Pembahasan
:
Energi
akan mengalir ke tembaga karena energi air lebih besar daripada tembaga.
Jawaban
A.
Pernyataan
berikut untuk soal nomor 4 – 6!
Berada
pada wadah bertekanan 1 atm dan suhu 27 oC.
Kemudian, gas berekspansi secara isobarik, sehingga volumenya berubah dari 20 L
menjadi 25 L.
4. Usaha
yang dilakukan gas helium pada wadah sebesar . . .
A. 500 J
B. 600 J
C. 700 J
D. 800 J
E. 900 J
Pembahasan
:
Diketahui
:
P =
konstan = isobarik
P =
1 atm = 105 Pa
ΔV = V2 – V1 =
25 – 20 = 5 L = 5 x 10-3 m3
Ditanya
:
W =
P. ΔV = 105. (5 x 10-3)
= 500 J
Jawaban
A.
5. Perubahan
energi internal gas tersebut adalah . . .
A. 765 J
B. 825 J
C. 875 J
D. 935 J
E. 1005 J
Pembahasan
:
Diketahui
:
R =
8,314 J/mol.K
T1
= 27 oC = 300 K
Ditanya
: Energi internal (ΔU)
*Mencari
suhu akhir (T2)
|
V1/T1 |
= |
V2/T2 |
|
(20 x 10-3)/300 |
= |
(25
x 10-3)/ T2 |
|
T2 |
= |
375 |
*Mencari
energi internal (ΔU)
ΔU = (3/2).n.R.ΔT
ΔU = (3/2).n.R.(T2-
T1)
ΔU = (3/2).1.(8,314).(375-
300)
ΔU = 935 J
Jawaban
D.
6. Kalor
yang diterima gas helium adalah . . .
A. 1225 J
B. 1275 J
C. 1335 J
D. 1400 J
E. 1435 J
Pembahasan
:
Q =
ΔU + W
Q =
935 + 500 = 1435 J
Jawaban
E.
7. Perhatikan gambar di bawah ini!
A. Meningkat
B. Menurun
C. Tidak berubah
D. Tidak dapat ditentukan
E. Sama
Pembahasan :
Kondisi
di atas adalah kondisi adiabatik, dimana tidak ada P,V, ataupun T yang konstan.
Volume berkurang, suhu meningkat, tekanan bertambah.
Jawaban
A.
8. Perhatikan
pernyataan-pernyataan di bawah ini!
1) Pada proses isobarik, usaha yang
dilakukan gas sama dengan perubahan energi internalnya
2) Pada proses isokhorik, gas tidak melakukan
usaha
3) Pada proses adiabatik, kalor yang dilepas
gas sama dengan usahanya
4) Pada proses isotermal, energi internal
gas tidak berubah
Pernyataan
yang benar nomor . . .
A. 1, 2, dan 3
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 4 saja
E. Benar semua
Pembahasan
:
Pada
kondisi isobarik, ΔU = Q + W, semua aspek ada. Mulai
dari perubahan energi internal karena proses isobarik mengalami perubahan suhu,
kalor karena ada energi luar yang mengalir ke dalam sistem, usaha karena piston
bergerak.
Pada
kondisi isokhorik, ΔU = Q. Usaha (W) kondisi nol karena
piston diam karena volume tetap
Pada
kondisi adiabatik, ΔU = W. Kalor (Q) nol karena tidak
ada energi luar yang mengalir ke sistem.
Pada
kondisi isothermal, Q = W. Energi internal (ΔU) nol karena tidak ada perubahan
suhu yang terjadi dalam sistem.
Jawaban
C.
9. Perhatikan
gambar berikut ini!
A. Gas melakukan usaha pada silinder sebesar 50 J
B. Gas menerima usaha dari silinder sebesar 50 J
C. Gas melakukan usaha pada silinder sebesar 60 J
D. Gas menerima usaha dari silinder sebesar 50 J
E. Gas melakukan usaha pada silinder sebesar 10 J
Pembahasan
:
Gas
terkompresi (menyusut) pada proses isobarik (P tetap). Suhu (T) turun, volume
(V) turun alias piston turun. Berarti silinder melakukan usaha pada gas atau gas
menerima usaha.
W =
P.ΔV
W =
P.(V2-V1)
W =
(105)(6-1)10-4 = 50 J
Jawaban
B.
10.
Tomozo memiliki besi, kaca, dan air dengan massa masing-masing 200 gr. Kalor
jenis ketiga bahan tersebut berturut-turut adalah 450 J/kg.K, 670 J/kg.K, dan
4200 J/kg.K. Jika energi sebesar 100 J ditambahkan ke ketiga benda tersebut, maka
urutan bahan yang memiliki suhu dari terbesar ke terkecil adalah . . .
A. Besi, air, kaca
B. Kaca, besi, air
C. Kaca, air, besi
D. Besi, kaca, air
E. Air, kaca, besi
Pembahasan
:
Kalor
jenis ibarat kantong energi. Semakin besar kantong tersebut, ia akan semakin
lama terisi sedangkan tiap kantong dihargai dengan pertambahan nilai suhu 1 K.
Misal,
Tomozo punya 10 kantong kecil dan 10 kantong besar. Tiap kantong diisi kelereng
sampai penuh. Kantong kecil akan habis lebih dulu. Padahal tiap kantong
dihargai sama (satu Kelvin).
Jawaban
D.
Baca
selanjutnya : 10 Soal & Pembahasan Termodinamika (bagian 2) ǀ Pilihan
Ganda
Itulah
10 soal dan pembahasan termodinamika terdiri dari hukum nol, satu, dua
termodinamika. Klik selanjutnya untuk soal dan pembahasan lainnya.