DDDDRRRR Ibnu Mas’Ibnu Mas’Ibnu Mas’uduuddud Owner drim ... · pendidikan, maka penulis menyusun buku Fisika untuk siswa SMK Jurusan Teknologi ini. Dengan buku fisika ini diharapkan

i

DDDD....RRRR.... Ibnu Mas’Ibnu Mas’Ibnu Mas’Ibnu Mas’udududud Guru Fisika SMK Negeri 8 MalangGuru Fisika SMK Negeri 8 MalangGuru Fisika SMK Negeri 8 MalangGuru Fisika SMK Negeri 8 Malang

Owner drim_Owner drim_Owner drim_Owner drim_educationeducationeducationeducation

ii

KonKonKonKonsultasi FISIKA smk : Teori Kinetik Gas & Termodinamikasultasi FISIKA smk : Teori Kinetik Gas & Termodinamikasultasi FISIKA smk : Teori Kinetik Gas & Termodinamikasultasi FISIKA smk : Teori Kinetik Gas & Termodinamika Hak Cipta © 2013 drim_educationdrim_educationdrim_educationdrim_education Disusun oleh : d.r. ibnu mas’ud Editor : d.r. ibnu mas’ud Buku ini diset dan dilayout oleh bagian produksi drim_educationdrim_educationdrim_educationdrim_education Desain sampul : d.r. ibnu mas’ud Dicetak oleh : drim_education Cetakan 01 Dilarang keras mengutip, menjiplak, memfotokopi sebagian atau seluruh isi buku ini serta memperjualbelikannya tanpa izin tertulis dari drim_educationdrim_educationdrim_educationdrim_education....

iii

KATA PENGANTARKATA PENGANTARKATA PENGANTARKATA PENGANTAR Syukur alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas

karunia dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan buku Fisika ini. Didorong oleh rasa tanggungjawab sebagai pengajar mata pelajaran fisika, dan dalam rangka ikut mencerdaskan kehidupan bangsa melalui pengabdian dalam bidang pendidikan, maka penulis menyusun buku Fisika untuk siswa SMK Jurusan Teknologi ini.

Dengan buku fisika ini diharapkan siswa mampu mengembangkan kemapuan

berfikir analisis induktif dan deduktif dengan menggunakan konsep dan prinsip fisika untuk menjelaskan peristiwa alam dan menyelesaikan masalah baik secara kuantatif dan kualitatif.

Materi yang disajikan dalam buku fisika ini disajikan dalam dua (2) bab, yang tiap

bab dilengkapi dengan peta konsep, konsep dasar, soal penyelesaian, latihan soal dan evaluasi di setap akhir bab. Konsep yang terdapat pada buku fisika ini mengambil dari berbagai sumber yang mengacu pada kurikulum sekolah.

Soal-soal dalam buku fisika ini, sebagain besar mengambil dari soal-soal

EBTANAS/UAN SMA dan SMK serta soal seleksi masuk Perguruan Tinggi dengan tujuan siswa terbiasa dengan soal-soal yang sering mucul dalam ujian akhir, sehingga pada saat UAN atau mengikuti tes SNMPTN dan Ujian Seleksi Masuk (USM) Perguruan Tinggi siswa dapat bersaing dengan siswa SMA.

Perlu penulis sampaikan didalam belajar fisika dan mengerjakan tiap-tiap soal,

selalu berusaha dan milikilah keyakinan “ “ “ “ Jika Saya Mau, Pasti Saya Bisa” Jika Saya Mau, Pasti Saya Bisa” Jika Saya Mau, Pasti Saya Bisa” Jika Saya Mau, Pasti Saya Bisa” dan dan dan dan ““““ Man Man Man Man Jadda Wa Jadda (siapa yang beJadda Wa Jadda (siapa yang beJadda Wa Jadda (siapa yang beJadda Wa Jadda (siapa yang bersungguhrsungguhrsungguhrsungguh----sungguh, akan sukses)”sungguh, akan sukses)”sungguh, akan sukses)”sungguh, akan sukses)” serta jangan mudah serta jangan mudah serta jangan mudah serta jangan mudah untuh menyerahuntuh menyerahuntuh menyerahuntuh menyerah, dengan keyakinan tersebut harapannya Anda dapat dengan mudah dan asyik dalam mempelajari ilmu fisika.

Akhirnya penulis berharap semoga buku fisika ini bermanfaat bagi siswa dalam

memahami konsep fisika dan dapat menyelesaikan masalah-masalah sehari-hari yang ada hubungannya dengan fisika. Bagi guru dapat digunakan sebagai buku penunjang dalam proses kegiatan belajar mengajar. Penulis juga mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif (yang membangun ke arah kebaikan) demi penyempurnaan penulisan buku fisika di edisi yang akan datang.

Malang, Juni 2013

Penulis

iv

TIPS BELAJAR FISIKATIPS BELAJAR FISIKATIPS BELAJAR FISIKATIPS BELAJAR FISIKA

Terdapat beberapa hal agar belajar fisika itu terasa mudah dan menyenangkan. Perhatikan

tips dari penulis agar Anda dapat dengan mudah dan senang dalam mempelajari fisika.

1. Memahami dan mengingat konsep (rumus). Saat ini banyak sekali siswa yang berusaha untuk menghafal rumus-rumus yang terdapat

pada pelajaran fisika. Apabila Anda menghafal rumus fisika maka 5 menit kemudian rumus

itu akan menguap dari ingatan Anda, maka jangan pernah menghafal rumus fisika tetapi PAHAMI dan INGAT konsepnya. Memahami dan mengingat TIDAK SAMA dengan

menghafal.

2. Memiliki kemampuan berhitung. Dalam belajar fisika, Anda harus memiliki kemampuan berhitung minimal penjumlahan,

perkalian, perpangkantan dan pemfaktoran. Oiya dalam menyelesaikan soal fisika gunakalah

metode CORET.

Misalnya: benda bergerak dengan kecepatan awal 40 m/s, setelah 8 menit

kemudian kecepatan benda berubah menjadi 320 m/s. tentunkan

percepatan yang dimiliki oleh benda tersebut.

16

9

608

30.9

608

270

)60(8

40310 =⋅

=⋅

=−=−=t

vva ot

3. Memiliki logika berfikir. Memiliki logika berfikir sangat penting dalam menyelesaikan soal-soal fisika. Kenapa

demikian???? Karena soal fisika sangat erat hubungannya dengan kondisi disekitar kita

dapat kita analogikan. Contoh pada saat benda jatuh bebas dari ketinggian tertentu,

kecepatan awal benda selalu sama dengan nol dan memiliki kecepatan maksimal pada saat menyentuh tanah.

4. Jangan mudah menyerah dan Do’a.

Dalam belajar apapun, perlu ditanamkan dalam diri kita bahwa janganlah mudah untu menyerah untuk mempelajari suatu ilmu, karena di setiap perjuangan kita pasti terdapat

ilmu yang dapat kita jadikan pembelajaran untuk ke depannya.

Selain jangan mudah menyerah, Ber DO’A kepada Tuhan sangatlah penting, karena hanya

Dia_lah yang memberikan kita nikmat pemahaman kepada suatu hal.

Itu beberapa tips dalam belajar fisika yang perlu kita miliki sebagai dasar untuk mempelajari ilmu Tuhan yang sungguh banyak dan indah, semoga Tips di atas dapat bermanfaat. Selamat

Mencoba. SUKSES SELALU

2

Tentang Penyusun

Lahir di Kepulauan Sapeken pada Lahir di Kepulauan Sapeken pada Lahir di Kepulauan Sapeken pada Lahir di Kepulauan Sapeken pada hari selasa, 27 hari selasa, 27 hari selasa, 27 hari selasa, 27

Ramadhan 1408 HRamadhan 1408 HRamadhan 1408 HRamadhan 1408 H dari dari dari dari keluargakeluargakeluargakeluarga sederhanasederhanasederhanasederhana

yang memberinya banyak pelajaran tentang yang memberinya banyak pelajaran tentang yang memberinya banyak pelajaran tentang yang memberinya banyak pelajaran tentang

kehidupankehidupankehidupankehidupan.... Anak Anak Anak Anak BungsuBungsuBungsuBungsu dari 5 bersaudara. dari 5 bersaudara. dari 5 bersaudara. dari 5 bersaudara.

Menempuh pendidikan pertama Menempuh pendidikan pertama Menempuh pendidikan pertama Menempuh pendidikan pertama di TK di TK di TK di TK sampai sampai sampai sampai sekolah sekolah sekolah sekolah menengmenengmenengmenengah ah ah ah

pertama di Kepulauan Sapeken, yang kemudianpertama di Kepulauan Sapeken, yang kemudianpertama di Kepulauan Sapeken, yang kemudianpertama di Kepulauan Sapeken, yang kemudian melanjutkanmelanjutkanmelanjutkanmelanjutkan

pendidikan Menengapendidikan Menengapendidikan Menengapendidikan Menengahhhh Atas di Atas di Atas di Atas di SMU ArjasaSMU ArjasaSMU ArjasaSMU Arjasa----Kangean lulus tahun 2005, Kangean lulus tahun 2005, Kangean lulus tahun 2005, Kangean lulus tahun 2005,

lulus dari SMU dia lulus dari SMU dia lulus dari SMU dia lulus dari SMU dia melanjutkan pendidikan Sarjananya di melanjutkan pendidikan Sarjananya di melanjutkan pendidikan Sarjananya di melanjutkan pendidikan Sarjananya di Universitas Universitas Universitas Universitas

Negeri Malang (UM)Negeri Malang (UM)Negeri Malang (UM)Negeri Malang (UM) dengan mengambil jurusan Fisika program studidengan mengambil jurusan Fisika program studidengan mengambil jurusan Fisika program studidengan mengambil jurusan Fisika program studi

pendidikan fisika danpendidikan fisika danpendidikan fisika danpendidikan fisika dan lulus tahun 2009lulus tahun 2009lulus tahun 2009lulus tahun 2009 disinilah dia mulai disinilah dia mulai disinilah dia mulai disinilah dia mulai

berpetualangan dengan dunia fisika dan pendidikan denganberpetualangan dengan dunia fisika dan pendidikan denganberpetualangan dengan dunia fisika dan pendidikan denganberpetualangan dengan dunia fisika dan pendidikan dengan menjadi menjadi menjadi menjadi

asisten dosen baikasisten dosen baikasisten dosen baikasisten dosen baik untuk matakuliah untuk matakuliah untuk matakuliah untuk matakuliah teori maupun laboratoriumteori maupun laboratoriumteori maupun laboratoriumteori maupun laboratorium (alias (alias (alias (alias

praktek)praktek)praktek)praktek) selama 3 tahunselama 3 tahunselama 3 tahunselama 3 tahun. Setelah lulus, . Setelah lulus, . Setelah lulus, . Setelah lulus, diadiadiadia bekerja di SMKN 8 bekerja di SMKN 8 bekerja di SMKN 8 bekerja di SMKN 8 MalangMalangMalangMalang

dan menjadi tentor bagi siswa dan menjadi tentor bagi siswa dan menjadi tentor bagi siswa dan menjadi tentor bagi siswa –––– siswa SMP maupun SMA di siswa SMP maupun SMA di siswa SMP maupun SMA di siswa SMP maupun SMA di

Kota/Kabupaten MalangKota/Kabupaten MalangKota/Kabupaten MalangKota/Kabupaten Malang sampai sekarangsampai sekarangsampai sekarangsampai sekarang. . . .

DR. Ibnu Mas’ud (drim)

vi

DAFTAR ISIDAFTAR ISIDAFTAR ISIDAFTAR ISI

Halaman awal i Kata Pengantar iii Tips Belajar Fisika iv Tentang penyusun v Daftar Isi vi BAB 1 TEORI KINETIK GAS 1

Peta konsep Bab 1 2 A. Konsep Gas Ideal 3 B. Persamaan Umum Gas Ideal 3 C. Hukum Gas Ideal 7 D. Tekanan dan Volume Gas Ideal dalam Ruang Tertutup 15 E. Suhu Gas Ideal dan Energi Kinetik Gas Ideal 15 F. Kecepatan Efektif Gas Ideal 17 G. Teorema Ekipartisi dan Energi Dalam Gas Ideal 20 Latihan Soal Ulangan 23 Evaluasi Bab 1 27

BAB 2 TERMODINAMIKA 33 Peta konsep Bab 2 34 A. Konsep Sistem dan Lingkungan 35 B. Usaha Luar 35 C. Usaha Luar pada Berbagai Macam Proses 40 D. Hukum Termodinamika 1 44 E. Hukum Termodinamika 1 pada Berbagai Macam Proses 46 F. Mesin Carnot 50 G. Mesin Pendingin (Refrigator) 53 Latihan Soal Ulangan 55 Evaluasi Bab 2 60

Daftar Pustaka 65 Lampiran 66

Teori _Kinetik_Gas

2 KonsultasiKonsultasiKonsultasiKonsultasi____FisikaFisikaFisikaFisika____SMKSMKSMKSMK____KelasKelasKelasKelas____11111111

P = Tekanan (Pa = 10-5 atm) V = Volume (m3 = 10-3liter ) T = Suhu (Kelvin) EK = Energi Kinetik (Joule) n = Jumlah mol N = Jumlah partikel R = Tetapan gas umum (8,314 J/kmol K = 0,082 L atm/mol K) k = Tetapan Boltzman (1,38 x 10-23 J/K) vrms = Kecepatan efektif (m/s)

Suhu (T) = Tetap

sehingga

1Tekanan (P)

Volume (V)∼

1 1 2 2P V P V⋅ = ⋅

Tekanan (P) = Tetap

sehingga

Volume (V) Suhu (T)∼

1 2

1 2

V V

T T=

Volume (V) = Tetap

sehingga

Tekanan (P) Suhu (T)∼

1 2

1 2

P P

T T=

tidak ada yang Tetap

sehingga, berlaku:

1 1 2 2

1 2

P V P V

T T

⋅ ⋅=

2 N EKP

3 V

⋅= rmso r

3 k T 3 R T 3 Pv

m M ρ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅= = =

3EK k T

2= ⋅

P V n R T⋅ = ⋅ ⋅

P V N k T⋅ = ⋅ ⋅

r A

m Nn

M N= =

Teori _Kinetik_Gas

Konsultasi_Fisika_SMKKonsultasi_Fisika_SMKKonsultasi_Fisika_SMKKonsultasi_Fisika_SMK_Kelas_1_Kelas_1_Kelas_1_Kelas_11111 3

A.A.A.A. KONSEP GAS IDEALKONSEP GAS IDEALKONSEP GAS IDEALKONSEP GAS IDEAL

Para ilmuan sepakat, bahwa Gas ideal diasumsikan sebagai berikut:

• Berupa partikel – partikel kecil yang disebut

dengan molekul.

• Bergerak secara acak.

• Jarak antar partikel gas jauh lebih besar

daripada ukuran partikel.

• Tumbukan antara partikel – partikel gas dan

antara partikel dengan tempatnya adalah

tumbukan lenting sempurna.

• Berlaku hukum Newton tentang gerak.

B.B.B.B. PERSAMAAN PERSAMAAN PERSAMAAN PERSAMAAN UMUM UMUM UMUM UMUM GAS IDEALGAS IDEALGAS IDEALGAS IDEAL

Sebelum kita mempelajari persamaan umum gas ideal, ada beberapa besaran yang

perlu kita ketahui lebih dulu, karena akan ditemukan dalam persamaan gas ideal. adapun besaran – besaran tersebut yaitu:

1) Jumlah Mol (n) dengan Massa gas (m)

Jumlah mol dengan massa gas dihubungkan dengan massa relatif gas (Mr), yang dirumuskan:

r

mn

M=

Gas O2 memiliki massa 8 kg, jika massa relatif gas O2 = 32 kg/mol dan gas O2

dianggap gas ideal, maka jumlah mol gas O2 adalah … mol Penyelesaian:

Diketahui : m = 8 kg; Mr O2 = 32 kg/mol

Ditanya : n = … ? Jawab :

r

m 8 1n 0,25 mol

M 32 4= = = =

Jadi, jumlah mol gas O2 adalah 0,25 mol

Gambar 1. 1

Gas ideal di dalam bejana tertutup

Teori _Kinetik_Gas


1. Suatu gas ideal memiliki massa 16 gram, jika gas ini berupa gas Oksigen dengan massa

relatif 32 kg/mol, maka jumlah mol gas tersebut adalah … Penyelesaian: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : 0,05 molJawaban : 0,05 molJawaban : 0,05 molJawaban : 0,05 mol

2. 2 mol gas ideal memiliki massa relatif 4 kg/mol, maka masa gas tersebut adalah …

Penyelesaian: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : 8 kgJawaban : 8 kgJawaban : 8 kgJawaban : 8 kg

2) Jumlah Mol (n) dengan Jumlah partikel gas (N)

Jumlah mol dengan jumlah partikel gas dihubungkan dengan bilangan Avogadro (NA= 6,022 x 10

23 molekul/mol), yang dirumuskan:

A

NnN

=

2 mol Gas O2 memiliki massa 8 kg, jika gas O2 dianggap gas ideal, maka jumlah

partikel gas O2 adalah … molekul Penyelesaian:

Diketahui : n = 2 mol; NA = 6,02 x 1023 moleku/mol

Ditanya : N = … ?

Jawab :

AA

23

23

Nn N n N

N

N 2 6,02 10

N 12,04 10 molekul

= → = ⋅

= ⋅ ×

= ×

Jadi, Jumlah partikel gas O2 adalah 12,04 x 1023 molekul

Teori _Kinetik_Gas


1. Suatu gas ideal memiliki 18,06 x 1023 molekul, jika gas ini berupa gas Oksigen dengan massa relatif 32 kg/mol, maka jumlah mol gas tersebut adalah … (NA = 6,02 x 1023 molekul/mol) Penyelesaian: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : 3 molJawaban : 3 molJawaban : 3 molJawaban : 3 mol

2. 4 mol gas ideal memiliki massa relatif 4 kg/mol, maka Jumlah partikel gas tersebut adalah … (NA = 6,02 x 1023 molekul/mol) Penyelesaian: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : 24,08 molekulJawaban : 24,08 molekulJawaban : 24,08 molekulJawaban : 24,08 molekul

Bagaimana..???, Kalian telah paham cara Bagaimana..???, Kalian telah paham cara Bagaimana..???, Kalian telah paham cara Bagaimana..???, Kalian telah paham cara mencari dan menghitung besaran mencari dan menghitung besaran mencari dan menghitung besaran mencari dan menghitung besaran –––– besaran besaran besaran besaran yang terdapat pada persamaan umum gas yang terdapat pada persamaan umum gas yang terdapat pada persamaan umum gas yang terdapat pada persamaan umum gas ideal. Jika sudah ideal. Jika sudah ideal. Jika sudah ideal. Jika sudah paham, paham, paham, paham, tunggu apalagi, martunggu apalagi, martunggu apalagi, martunggu apalagi, mari i i i

kita lanjutkan petulangankita lanjutkan petulangankita lanjutkan petulangankita lanjutkan petulangannyanyanyanya…………

3) Persamaan Umum Gas Ideal Persamaan Umum gas ideal, dipengaruhi oleh tekanan, volume, suhu dan jumlah

mol dari gas ideal. yang dirumuskan:

P V n R T⋅ = ⋅ ⋅

Jika r

mn

M= , maka persamaan umum gas ideal di atas menjadi:

r

mP V R T

M⋅ = ⋅ ⋅

Jika A

Nn

N= , maka persamaan umum gas ideal di atas menjadi:

A

NP V R T

N⋅ = ⋅ ⋅

Teori _Kinetik_Gas


Jika A

Rk

N= , dengan k = tetapan Boltzman maka persamaan umum gas ideal di atas

menjadi:

P V N k T⋅ = ⋅ ⋅

Dengan: P = Tekanan (N/m2 = 10-5 atm) V = Volume (m3 = 10-3 liter) T = Suhu (Kelvin) R = tetapan gas ideal. R = 8,314 J/mol K jika P dalam N/m2 dan V dalam m3 R = 0,082 L. atm/mol K jika P dalam atm dan V dalam liter k = tetapan Boltzman = 1,38 x 10-23 J/K

2 mol Gas O2 berada dalam tangki 20 liter, jika gas O2 dianggap gas ideal, maka tekanan gas tersebut pada suhu 300 K adalah …

Penyelesaian:

Diketahui : n = 2 mol; V = 20 liter; T = 300 K; R = 0,082 L.atm/mol K Ditanya : P = … ?

Jawab : ⋅ = ⋅ ⋅⋅ = ⋅ ⋅

=

P V n R T

P 20 2 R 400

800P

⋅40

R

20= ⋅ = ⋅ =

140 R 40 0,082 3,28 atm

1. Satu mol gas menempati 100 dm3, suhunya pada saat itu 127oC. tentukanlah tekanan gas tersebut! (R = 8,314 J/mol.K; 1 Pa = 10-5 atm) Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban : 0,3 atm0,3 atm0,3 atm0,3 atm

2. Bejana tertutup berisi 20 L gas oksigen. Apabila gas tersebut berada pada suhu 27oC dan tekanan 1 atm (1 atm = 105 Pa), tentukan jumlah mol gas oksigen dalam bejana tersebut! Penyelesaian: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Teori _Kinetik_Gas


______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 0000,8,8,8,802020202 molmolmolmol

3. Wadah berisi hydrogen dengan volume 0,1 m3 dan suhu 25oC berisi 3,20 x 1023

molekul. Berapakah tekanan dalam wadah tersebut! (k = 1,38 x 10-23 J/K) Penyelesaian: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 13159,68 Pa13159,68 Pa13159,68 Pa13159,68 Pa

4. Pada keadaan norma (STP = 0oC; 1 atm), berapakah volume 12 gram Oksigen (Mr

Oksigen = 32 gr/mol). Penyelesaian: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : 8,4 LiterJawaban : 8,4 LiterJawaban : 8,4 LiterJawaban : 8,4 Liter

5. Gas pada volume 600 liter, suhu 27oC, serta tekanan 5 atm massanya 1,952 kg. berapa

massa molekul relatif gas tersebut adalah? Penyelesaian: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : 16Jawaban : 16Jawaban : 16Jawaban : 16

C.C.C.C. HUKUM PADA GAS IDEALHUKUM PADA GAS IDEALHUKUM PADA GAS IDEALHUKUM PADA GAS IDEAL

Dari persamaan umum gas ideal di atas, dapat disimpulkan bahwa besaran gas ideal berupa Tekanan (P), Volume (V), dan Suhu (T). Nilai besara – besaran tersebut dapat berubah sesuai keadaan. Misalkan salah satu dari besaran gas ideal ada yang dibuat tetap sedangkan yang lainnya berubah, bagaimana hubungan besaran yang lain.

Dalam hal ini, para ilmuan telah membaginya dalam 4 (empat) hukum, yaitu: 1) Hukum Boyle (1627 - 1691) Hukum Boyle menyatakan:

“jika SUHUSUHUSUHUSUHU (T)(T)(T)(T) gas ideal yang berada dalam bejana tertutup di jaga TETAPTETAPTETAPTETAP, maka TEKANANTEKANANTEKANANTEKANAN (P)(P)(P)(P) gas akan berbanding berbanding berbanding berbanding TERBALIKTERBALIKTERBALIKTERBALIK dengan

VOLUMEVOLUMEVOLUMEVOLUME (V)(V)(V)(V) gas tersebut”

Teori _Kinetik_Gas


Secara matematis dirumuskan:

P V konstan⋅ =

Atau

1 1 2 2P V = P V⋅ ⋅

Dengan: P1 = tekanan gas ke-1 (atm = 105 Pa) P2 = tekanan gas ke-2 (atm = 105 Pa) V1 = volume gas ke-1 (Liter = 10-3 m3) V2 = volume gas ke-2 (Liter = 10-3 m3)

Adapun grafik hubungan tekanan (P) dengan volume (V) pada Hukum Boyle

dalam keadaan suhu (T) konstan , sebagai berikut ini.

Silinder mengandung 20 liter gas pada tekanan 25 atm. Keran yang ada pada silinder dibuka sampai tekanan turun menjadi 20 atm dan kemudian tertutup.

Anggap suhu dijaga tetap, berapa volume gas yang dibebaskan pada atmosfer

bertekanan 1 atm? Penyelesaian:

Diketahui : Keadaan 1 V1 = 20 liter; P1 = 25 atm

Keadaan 2 V2 = …? ; P2 = 20 atm

Ditanya : V pada P = 1 atm. Jawab :

⋅ = ⋅

⋅1 1 2 2P V P V

25 20 = 20 ⋅=

2

2

V

V 25 liter

Gas keluar dari silinder adalah 25 L – 20 L = 5 pada tekanan P2, karena yang

ditanyakan pada tekanan 1 atm, maka volme yang keluar pada tekanan 1 atm adalah:

⋅ = ⋅⋅ = ⋅=

2 2 3 3

3

3

P V P V

20 5 1 V

V 100 liter

jadi, gas 5 Liter pada tabung = 100 Liter pada udara luar.

Gambar 1.2

Grafik antara P – V pada H. Boyle

Tekanan (atm)

Volume (liter)

Isotermal P2

P1

V1 V2

T2

T1 T1 = T2

Teori _Kinetik_Gas


1. Gas Oksigen pada suhu 27oC memiliki volume 24 Liter dan tekanan 105 N/m2,

berapakah volume gas oksigen tersebut pada tekanan 1,5 x 105 N/m2 menurut hukum Boyle? Penyelesaian: ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 16 Liter16 Liter16 Liter16 Liter

2. Bejana tertutup berisi 20 Liter gas oksigen dan memiliki tekanan 6 atm. Apabila gas tersebut berada pada suhu 27oC dan volumenya menjadi 60 Liter, menurut hukum Boyle maka tekanannya menjadi! Penyelesaian: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 2 2 2 2 atmatmatmatm

3. Wadah berisi hidrogen dengan volume 0,1 m3, suhu 25oC dan tekanan dalam wadah 4 atm, jika tekanan gas di jadikan 3 kali semula, maka menurut Hukum Boyle volume hidrogen sekarang! Penyelesaian: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban : 1/301/301/301/30 m3m3m3m3

2) Hukum Charless dan Gay - Lussac Jackues Charles (1746 - 1823) dan Joseph Gay-Lussac (1778 - 1805) menyelidiki hubungan antara suhu (T) dengan volume (V) pada tekanan (P) tetap, dan menyatakan:

“jika “jika “jika “jika TEKANANTEKANANTEKANANTEKANAN ((((PPPP) gas ideal yang berada dalam be) gas ideal yang berada dalam be) gas ideal yang berada dalam be) gas ideal yang berada dalam bejana tertutujana tertutujana tertutujana tertutupppp di di di di

jaga jaga jaga jaga TETAPTETAPTETAPTETAP, maka , maka , maka , maka VOLUMEVOLUMEVOLUMEVOLUME ((((VVVV) gas akan berbanding ) gas akan berbanding ) gas akan berbanding ) gas akan berbanding LURUSLURUSLURUSLURUS dengan dengan dengan dengan SUHUSUHUSUHUSUHU ((((TTTT) gas tersebut”) gas tersebut”) gas tersebut”) gas tersebut”

Secara matematis dirumuskan:

V konstan

T=

Atau

Teori _Kinetik_Gas


21

1 2

VV

T T=

Dengan: T1 = Suhu gas ke-1 (Kelvin) T2 = Suhu gas ke-2 (Kelvin) V1 = Volume gas ke-1 (Liter = 10-3 m3) V2 = volume gas ke-2 (Liter = 10-3 m3)

Adapun grafik hubungan Tekanan (T) dengan Volume (V) pada Hukum Charles

dan Gay-Lussac dalam keadaan Tekanan (P) konstan , sebagai berikut ini.

Selain menyelidiki pada kondisi tekanan tetap, Charles dan Gay-Lussac juga menyelidiki hubungan Tekanan (P) dan Suhu (T) pada keadaan Volume (V) konstan (tetap). Dalam Hal ini Charles dan Gay-Lussac menyatakan:

“jika “jika “jika “jika VOLUMEVOLUMEVOLUMEVOLUME (V) gas ideal yang berada dalam bej(V) gas ideal yang berada dalam bej(V) gas ideal yang berada dalam bej(V) gas ideal yang berada dalam bejana tertutup di ana tertutup di ana tertutup di ana tertutup di jaga jaga jaga jaga TETAPTETAPTETAPTETAP, maka , maka , maka , maka TEKANANTEKANANTEKANANTEKANAN (P) gas akan berbanding (P) gas akan berbanding (P) gas akan berbanding (P) gas akan berbanding LURUSLURUSLURUSLURUS

dengan dengan dengan dengan SUHUSUHUSUHUSUHU (T) gas tersebut”(T) gas tersebut”(T) gas tersebut”(T) gas tersebut” Secara matematis dirumuskan:

P konstan

T=

Atau

21

1 2

PP

T T=

Dengan: T1 = Suhu gas ke-1 (Kelvin) T2 = Suhu gas ke-2 (Kelvin) P1 = Tekanan gas ke-1 (atm = 105 N/m2) P2 = Tekanan gas ke-2 (atm = 105 N/m2)

2 m3 gas helium bersuhu 27oC dipanaskan secara Isobaris (tekanan tetap) sampai

suhunya 177oC, maka volume akhirnya adalah… m3

Penyelesaian:

Diketahui : Keadaan 1 V1 = 2 m3; T1 = 27

oC + 273 = 300 K

Keadaan 2 T2 = 177 oC + 273 = 450 K

Gambar 1.3

Grafik antara P – V pada Charles dan Gay-Lussac

Tekanan (P)

Volume (V)

Isobaris P1 = P2

V1 V2

Teori _Kinetik_Gas


Ditanya : V2 = …? Jawab :

=

=

=

1 2

1 2

2

2

V V

T T

V2

300 350

2V

⋅ 45030 0

= =453

15

Jadi, volume akhir gas helium adalah 3 m3

Suatu gas ideal memiliki tekanan 4 atm pada suhu 300 K, jika gas mengalami

proses isovlume (Volume gas dijaga tetap), maka tekanan gas ideala pada suhu 1200 K adalah … atm

Penyelesaian: Diketahui : Keadaan 1 P1 = 4 atm; T1 = 300 K

Keadaan 2 T2 = 1200 K

Ditanya : P2 = …?

Jawab :

=

=

⋅=

1 2

1 2

2

2

P P

T T

P4

300 1200

4 1200P

4

300= ⋅ =4 4 16

Jadi, tekanan akhir gas adalah 16 atm

Bagaimana..???, setelah mencermati dua soal mengenai Bagaimana..???, setelah mencermati dua soal mengenai Bagaimana..???, setelah mencermati dua soal mengenai Bagaimana..???, setelah mencermati dua soal mengenai hukum Charles dan Gay Lussac di atas, sekarang kita hukum Charles dan Gay Lussac di atas, sekarang kita hukum Charles dan Gay Lussac di atas, sekarang kita hukum Charles dan Gay Lussac di atas, sekarang kita lanjutkan dengan berlatih soal, bagaimana…??? Are lanjutkan dengan berlatih soal, bagaimana…??? Are lanjutkan dengan berlatih soal, bagaimana…??? Are lanjutkan dengan berlatih soal, bagaimana…??? Are

you ready…???you ready…???you ready…???you ready…??? Ok…Ok…Ok…Ok…

1. Gas Oksigen pada suhu 27oC memiliki volume 24 Liter dan tekanan 105 N/m2, jika

tekanan gas oksigen dijaga tetap berapakah volume gas oksigen tersebut pada suhu 327oC? Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 58585858 LiterLiterLiterLiter

Teori _Kinetik_Gas


2. Gas Oksigen pada suhu 27oC memiliki volume 24 Liter, jika tekanan gas oksigen dijaga tetap berapakah volume gas oksigen tersebut pada suhu 54oC? Penyelesaian: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 26,2 Liter26,2 Liter26,2 Liter26,2 Liter

3. Gas Hidrogen memiliki tekanan 2 atm pada suhu 300 Kelvin, jika suhunya dijadikan 3 kali semula, maka tekanan Gas tersebut adalah! Penyelesaian: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 6 atm6 atm6 atm6 atm

4. Gas Hidrogen memiliki tekanan 2 atm pada suhu 300 Kelvin, jika tekanan gas dijadikan

3 kali semula, maka Suhu Gas tersebut adalah! Penyelesaian: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : 900 KelvinJawaban : 900 KelvinJawaban : 900 KelvinJawaban : 900 Kelvin

5. Gas Hidrogen memiliki Volume 14 liter pada suhu 200 Kelvin, jika Suhu gas dijadikan

300 Kelvin, maka Volume Gas tersebut adalah! Penyelesaian: Penyelesaian: _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : 21 LiterJawaban : 21 LiterJawaban : 21 LiterJawaban : 21 Liter

3) Hukum Boyle-Gay Lussac Bagaimana jika Tekanan, Volume dan Suhu pada gas ideal tidak ada yang dijaga

tetap? Untuk menjawab pertanyaan di atas, maka Ilmuan menggabungkan kedua hukum di atas, yang dikenal dengan hukum Boyle-Gay Lussac. Pada Hukum Boyle – Gay Lussac berlaku:

2 21 1

1 2

P VP V=

T T

⋅⋅

Teori _Kinetik_Gas


Dengan: T1 = Suhu gas ke-1 (Kelvin) T2 = Suhu gas ke-2 (Kelvin) P1 = Tekanan gas ke-1 (atm = 105 N/m2) P2 = Tekanan gas ke-2 (atm = 105 N/m2) V1 = Volume gas ke-1 (liter = 10-3 m3) V2 = Volume gas ke-2 (liter = 10-3 m3)

2 m3 gas helium bersuhu 27oC dan dalam tekanan 3 atm, jika dipanaskan sampai

suhunya 177oC, dan volume 4 m3 maka tekanan gas helium tersebut adalah… atm

Penyelesaian:

Diketahui : Keadaan 1 V1 = 2 m3; T1 = 27

oC + 273 = 300 K; P1 = 3 atm

Keadaan 2 T2 = 177 oC + 273 = 450 K ; V2 = 4 m

3

Ditanya : P2 = …? Jawab :

⋅ ⋅=1 1 2 2

1 2

P V P V

T T

2 ⋅3

300

⋅= 2

1

P 42

450

⋅= = =

1,5

23 1,5 4,5

P 2,252 2

Jadi, Tekanan akhir gas helium adalah 2,25 atm

Bagaimana..???, setelah mencermati soal di atas. Ternyata Belajar fisika itu asyik dan mudah dimengerti… Siap untuk Petualangan berikutnya???, mari kita lakukan…!

1. Gas Oksigen pada suhu 27oC memiliki volume 24 Liter dan tekanan 105 N/m2, jika tekanan gas oksigen menjadi 2 x 105 N/m2 berapakah volume gas oksigen tersebut pada suhu 227oC? Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 20 20 20 20 LiterLiterLiterLiter

2. Gas Oksigen pada suhu 27oC memiliki volume 24 Liter pada tekanan 4 atm, jika volume gas oksigen dijadikan 3 liter, maka tekanan gas Oksigen pada tersebut pada suhu 54oC? Penyelesaian: _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Teori _Kinetik_Gas


_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 35 atm35 atm35 atm35 atm

3. Gas Hidrogen memiliki tekanan 2 atm pada suhu 300 Kelvin, jika suhunya dijadikan 3 kali semula dan Volume dijadikan 2 kali semula, maka tekanan Gas tersebut adalah! Penyelesaian: _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban : 3333 atmatmatmatm

4. Gas Hidrogen memiliki tekanan 2 atm pada suhu 300 Kelvin, jika tekanan gas dijadikan 3 kali semula dan volume dijadikan setengah kali semula, maka Suhu Gas tersebut adalah! Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : 45Jawaban : 45Jawaban : 45Jawaban : 450 Kelvin0 Kelvin0 Kelvin0 Kelvin

5. Gas Hidrogen memiliki Volume 14 liter pada suhu 200 Kelvin, jika Suhu gas dijadikan

300 Kelvin dan tekanan dijadikan 4 kali semula, maka Volume Gas tersebut adalah! Penyelesaian: _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 5,5,5,5,22225555 LiterLiterLiterLiter

*** Jangan menganggap diri kita tidak mampu, sebelum kita *** Jangan menganggap diri kita tidak mampu, sebelum kita *** Jangan menganggap diri kita tidak mampu, sebelum kita *** Jangan menganggap diri kita tidak mampu, sebelum kita

MENCOBA, BELAJAR, dan BERLATIH ***MENCOBA, BELAJAR, dan BERLATIH ***MENCOBA, BELAJAR, dan BERLATIH ***MENCOBA, BELAJAR, dan BERLATIH ***

Teori _Kinetik_Gas


D.D.D.D. TEKANAN DAN VOLUME GAS IDEAL DALAM RUANG TERTUTUPTEKANAN DAN VOLUME GAS IDEAL DALAM RUANG TERTUTUPTEKANAN DAN VOLUME GAS IDEAL DALAM RUANG TERTUTUPTEKANAN DAN VOLUME GAS IDEAL DALAM RUANG TERTUTUP

(Materi Pengayaan)(Materi Pengayaan)(Materi Pengayaan)(Materi Pengayaan)

Perhatikan gambar berikut ini!

Gambar 1.2 gas ideal bergerak dalam ruang tertutup.

Tekanan gas ideal dalam ruang tertutup pada gambar 1.2 di atas diturunkan dari Hukum Kedua Newton, yang secara matematis dirumuskan:

2o

1 NP = m v

3 V⋅ ⋅ ⋅ atau

2 NP = EK

3 V⋅ ⋅

Dengan: P = tekanan (N/m2) mo = massa partikel gas (Kg)

2v = rata – rata kuadrat kecepatan (m2/s2) N = banyak partikel gas (butir) V = Volume (m3)

EK = Energi kinetik rata – rata partikel (Joule)

E.E.E.E. SSSSUHU GAS IDEAL DAN ENERGI KINETIK GAS IDEAL (Materi UHU GAS IDEAL DAN ENERGI KINETIK GAS IDEAL (Materi UHU GAS IDEAL DAN ENERGI KINETIK GAS IDEAL (Materi UHU GAS IDEAL DAN ENERGI KINETIK GAS IDEAL (Materi

Pengayaan)Pengayaan)Pengayaan)Pengayaan) Suhu gas ideal diturunkan dari Persamaan Umum gas ideal dan Tekanan gas dalam ruang tertutup, yang diperoleh:

2 3T = EK atau EK k T

3 k 2⋅ = ⋅ ⋅

⋅

Dengan:

EK = Energi kinetik rata – rata partikel (Joule) T = suhu gas ideal (K) k = tetapan Boltzman = 1,38 x 10-23 J/K

Note:Note:Note:Note:

Persamaan di atas hanya berlaku untuk gas monoatomik saja, seperti: Persamaan di atas hanya berlaku untuk gas monoatomik saja, seperti: Persamaan di atas hanya berlaku untuk gas monoatomik saja, seperti: Persamaan di atas hanya berlaku untuk gas monoatomik saja, seperti:

gas mulia (Helium, Neon, dan Argon).gas mulia (Helium, Neon, dan Argon).gas mulia (Helium, Neon, dan Argon).gas mulia (Helium, Neon, dan Argon).

Teori _Kinetik_Gas


Tentukan energi kinetik rata-rata suatu gas ideal yang memiliki suhu 27oC!(k =

1,38 x 10-23 J/K). anggap gas ideal merupakan gas monoatomik.

Penyelesaian:

Diketahui : T = 27oC + 273 K = 300 K; k = 1,38 x 10-23 J/K

Ditanya : EK= …? Jawab :

−

−

= ⋅

= ⋅ × ⋅

= ×

23

21

3EK k T

23

EK 1,38 10 3002

EK 6,21 10 Joule

Jadi, Energi kinetik rata-rata gas ideal tersebut adalah 6,21 x 10-21 Joule.

Bagaimana..???, setelah mencermati soal di atas. Ternyata Belajar fisika itu Bagaimana..???, setelah mencermati soal di atas. Ternyata Belajar fisika itu Bagaimana..???, setelah mencermati soal di atas. Ternyata Belajar fisika itu Bagaimana..???, setelah mencermati soal di atas. Ternyata Belajar fisika itu asyik dan mudah dimengerti… Siap untuk Petualangan berikutnya???, mari asyik dan mudah dimengerti… Siap untuk Petualangan berikutnya???, mari asyik dan mudah dimengerti… Siap untuk Petualangan berikutnya???, mari asyik dan mudah dimengerti… Siap untuk Petualangan berikutnya???, mari

kita lakukan…!kita lakukan…!kita lakukan…!kita lakukan…!

1. Tentukan energi kinetik rata-rata suatu gas ideal yang memiliki suhu 127oC!(k = 1,38 x 10-23 J/K) Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 8,28 x 108,28 x 108,28 x 108,28 x 10----21212121 JouleJouleJouleJoule

2. Suhu gas ideal dalam ruang tertutup suhunya 37oC. Energi kinetik partikelnya EKo.

Apabila energi kinetiknya dijadikan 3 EKo, tentukan suhu gas ideal sekarang! (Nyatakan dalam oC) Penyelesaian: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

JawabJawabJawabJawaban : an : an : an : 657657657657ooooCCCC

*** kejujuran adalah perhiasan jiwa yang lebih bercahaya dari pada berlian ****** kejujuran adalah perhiasan jiwa yang lebih bercahaya dari pada berlian ****** kejujuran adalah perhiasan jiwa yang lebih bercahaya dari pada berlian ****** kejujuran adalah perhiasan jiwa yang lebih bercahaya dari pada berlian ***

Teori _Kinetik_Gas


F.F.F.F. KECEPATAN EFEKTIF GAS IDEAL (MATERI PENGAYAAN)KECEPATAN EFEKTIF GAS IDEAL (MATERI PENGAYAAN)KECEPATAN EFEKTIF GAS IDEAL (MATERI PENGAYAAN)KECEPATAN EFEKTIF GAS IDEAL (MATERI PENGAYAAN) Kecepatan rata-rata kuadrat kecepatan partikel gas dinyatakan:

( )22 2i i2 1 1 2 2

1 2

N vN v N v ...v

N +N ... N

⋅⋅ + ⋅ += =

+∑

∑

Kecepatan efektif (vrms) didefinisikan sebagai akar dari rata – rata kuadrat kecepatan,

2 2 2rms rmsv = v atau v v=

Hubungan kecepatan efektif dengan suhu gas ideal:

rmso

3 k Tv =

m⋅ ⋅

Hubungan kecepatan efektif dengan suhu gas ideal dan Massa relatif molekul :

rmsr

3 R Tv =

M⋅ ⋅

Hubungan kecepatan efektif dengan tekanan gas ideal dan Massa jenis :

rms

3 Pv =

ρ⋅

Dengan:

rmsv = kecepatan efektif gas ideal (m/s)

T = suhu gas ideal (K) mo = massa partikel gas ideal (kg) Mr = massa relatif partikel gas ideal P = tekanan gas ideal (N/m2) ρ = massa jenis gas ideal (kg/m3) k = tetapan Boltzman = 1,38 x 10-23 J/K R = tetapan gas ideal = 0,082 L atm/mol K = 8,314 J/mol K Note: Kecepatan efektif gas ideal bergaKecepatan efektif gas ideal bergaKecepatan efektif gas ideal bergaKecepatan efektif gas ideal bergantung pada suhu gas ideal, tetapi tidak bergantung pada ntung pada suhu gas ideal, tetapi tidak bergantung pada ntung pada suhu gas ideal, tetapi tidak bergantung pada ntung pada suhu gas ideal, tetapi tidak bergantung pada

tekanan dan volume gas ideal.tekanan dan volume gas ideal.tekanan dan volume gas ideal.tekanan dan volume gas ideal.

Teori _Kinetik_Gas


1. Lima molekul gas dipilih secara acak dengan kecepatan masing-masing adalah 500 m/s, 600 m/s, 700 m/s, 800 m/s, 900 m/s. (a) tentukan kecepatan efektif molekul gas; (b) berapakah besar kecepatan rata-ratanya?

Penyelesaian:

a. Kecepatan efektif molekul gas adalah:

⋅ + ⋅ + ⋅ + ⋅ + ⋅=

+ + + +

2 2 2 2 21 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 2 3 4 5rms

N v N v N v N v N vv

N N N N N

( ) ( ) ( ) ( ) ( )+ + + +=

+ + + +

2 2 2 2 21 500 1 600 1 700 1 800 1 900

1 1 1 1 1rmsv

= 714,4 m/s

rmsv

b. Kecepatan efektif molekul gas adalah:

( ) ( ) ( ) ( ) ( )

⋅ + ⋅ + + ⋅=

+ + +

+ + + +=

+ + + +

= =

1 1 2 2 5 5

1 2 5

...

...

1 500 1 600 1 700 1 800 1 900

1 1 1 1 13500

700 m/s5

N v N v N vv

N N N

v

v

2. Udara pada suhu ruang mempunyai massa jenis 1,29 kg/m3. Jika tekanan

udara 100 kPa, berapakah kecepatan efektif molekul-molekulnya. Penyelesaian:

Diketahui : ρ = 1,29 kg/m3; P = 100 kPa Ditanya : vrms = …? Jawab :

⋅=

⋅=

= =

rms

rms

rms

3 Pv

ρ

3 100000v

1,29

v 2325581,4 482,2 m/s


1. Pada suhu tertentu, kecepatan 10 molekul gas adalah sebagai berikut. Kecepatan (m/s) 20 30 40 50 80 Banyak mol (mol) 3 2 1 3 1

Tentukanlah (a) kecepatan rata-rata; (b) kecepatan efektif gas! Penyelesaian:

Teori _Kinetik_Gas


________________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : a. 39 m/s; b. 43,01 m/sa. 39 m/s; b. 43,01 m/sa. 39 m/s; b. 43,01 m/sa. 39 m/s; b. 43,01 m/s

2. Di angkasa luar kira-kira 1 atom Hidrogen setiap cm3 suhu sekitar 3,5 K. Apabila massa

atom relatif Hidrogen adalah 1 gr/mol, berapakah kecepatan efektif gas tersebut! Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : 295,4 m/sJawaban : 295,4 m/sJawaban : 295,4 m/sJawaban : 295,4 m/s

3. Molekul Oksigen (Mr = 32) berada pada suhu 300 K, tentukanlah kecepatan efektif gas

oksigen tersebut! (R = 8,31 J/mol K) Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 15,315,315,315,3 m/sm/sm/sm/s

4. Molekul helium bermasaa 4,14 kg berada dalam suhu 400 K. hitunglah kecepatan

efektif gas Helium tersebut! (k = 1,38 x 10-23 J/K) Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 20202020 m/sm/sm/sm/s

5. Sebuah ruang tertutup berisi gas ideal dengan suhu T dan kecepatan partikel gas di

dalamnya v. iika suhu gas itu dinaikkan menjadi 2T, kecepatan partikel gas tersebut menjadi … Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________

JawabJawabJawabJawaban : an : an : an : √2√2√2√2 vvvv

6. Kecepatan efektif molekul hydrogen pada suhu 300 K adalah v, berapakah kecepatan efektif molekul hydrogen pada suhu 450 K! Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________

Teori _Kinetik_Gas


______________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 5555√0,1 v√0,1 v√0,1 v√0,1 v m/sm/sm/sm/s

7. Molekul Oksigen (Mr = 32) di atmosfer bumi memiliki kecepatan 500 m/s. berapakah

kira-kira kecepatan efektif molekul helium (Mr = 4) di atmosfer bumi! Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 31250 m/s31250 m/s31250 m/s31250 m/s

8. Massa sebuah molekul nitrogen adalah empat belas kali massa sebuah molekul hidrogen. Dengan demikian molekul-molekul nitrogen pada suhu 194 K mempunyai laju rata-rata yang sama dengan molekul hidrogen pada suhu … K (soal menantang) Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 14 K14 K14 K14 K

G.G.G.G. TEOREMA EKIPARTISITEOREMA EKIPARTISITEOREMA EKIPARTISITEOREMA EKIPARTISI dan ENERGI DALAM GAS IDEALdan ENERGI DALAM GAS IDEALdan ENERGI DALAM GAS IDEALdan ENERGI DALAM GAS IDEAL (materi (materi (materi (materi

pengayaan)pengayaan)pengayaan)pengayaan) 1) Derajat Kebebasan Molekul Gas Derajat kebebasan didefinisikan sebagai gerakan yang dilakukan oleh partikel gas

ideal pada saat bergerak. Pergerakan partikel gas ideal berupa gerak translasi, gerak rotasi, dan gerak vibrasi.

Saat partikel gas ideal yang melakukan gerak translasi

(gambar 1.3a) dengan komponen pada sumbu x, y, dan z maka partikel gas dikatakan memiliki 3 derajat kebebasan. Saat partikel gas ideal yang melakukan gerak rotasi (gambar 1.3b) hanya memiliki dua komponen energi kinetik rotasi, sehingga memiliki 2 derajat kebebasan. Saat partikel gas ideal yang melakukan gerak vibrasi (gambar 1.3c) memiliki dua jenis kontribusi energi, yaitu energi kinetik dan energi potensial sehingga partikel gas memiliki 2 derajat

kebebasan.

Derajat kebebasan pada gas ideal tergantung pada suhu

yang yang dimiliki oleh gas ideal tersebut. • Untuk gas monoatomik, gas melakukan gerak

translasi sehingga memiliki 3 derajat kebebasan. • Untuk gas diatomik,

a. Pada suhu rendah (±250 K), gas ideal hanya melakukan gerak translasi, sehingga memiliki 3 derajat kebebasan.

Gambar 1.3 a

Gambar 1.3 b

Teori _Kinetik_Gas


b. Pada suhu sedang (±500 K), gas ideal melakukan gerak translasi dan gerak rotasi, sehingga memiliki 5 derajat kebebasan.

c. Pada suhu tinggi (±1000 K), gas ideal melakukan

gerak translasi, gerak rotasi, dan gerak

vibrasi sehingga memiliki 7 derajat kebebasan. 2) Energi Dalam Gas Ideal Energi dalam suatu gas ideal didefinisikan sebagai jumlah energi kinetik translasi,

rotasi, dan vibrasi seluruh molekul gas yang terdapat di dalam suatu wadah tertentu. Besarnya Energi dalam gas ideal merupakan hasil kali N dan derajat kebebasan

dengan energi kinetik rata-rata tiap partikel gas ideal, sehingga dirumuskan:

1U = f N k T

2⋅ ⋅ ⋅ ⋅

Energi dalam pada beberapa gas berdasarkan derajat kebebasannya, yaitu: 1. Gas monoatomik (f = 3), contohnya: He, Ne, Ar

3U = N k T

2⋅ ⋅ ⋅

2. Gas diatomik, contohnya: Hidrogen (H2), Nitrogen (N2), Oksigen (O2)

a. Pada suhu rendah (±250 K), f = 3

3U = N k T

2⋅ ⋅ ⋅

b. Pada suhu sedang (±500 K), f = 5

5U = N k T

2⋅ ⋅ ⋅

c. Pada suhu tinggi (±1000 K), f = 7

7U = N k T

2⋅ ⋅ ⋅

Neon (Ne) merupakan gas monoatomik. Berapakah energi dalam 2 gram gas neon pada suhu 50oC. jika massa molekul relatifnya (Mr) = 10 gr/mol dan tetapan

umum gas (R) = 8,314 J/mol.K! Penyelesaian:

Gambar 1.4 b

Teori _Kinetik_Gas


Diketahui : m = 2 gram; T = 50oC + 273 K = 323 K; R = 8,314 J/mol. K; Mr Ne = 10 gr/mol

Ditanya : U= …?

Jawab :

Berdasarkan persamaan keadaan gas ideal; N.k = n.R, seingga persamaan energi dalam gas (U) dapat dituliskan:

= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

= ⋅ ⋅ ⋅

=

3 3 mU n R T= R T

2 2 Mr3 2

U 8,314 3232 10

U 805,24 Joule


1. Setiap molekul dari suatu gas poliatomik pada suhu 1200 K memiliki derajat kebebasan masing-masing tiga untuk gerak translasi, tiga untuk gerak rotasi, dan empat untuk gerak vibrasi. Tentukanlah (a) energi mekanik rata-rata tiap molekul dan (b) energi dalam 5 mol gas ideal ini Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : a. 8,3 x 10a. 8,3 x 10a. 8,3 x 10a. 8,3 x 10----20202020 J; b. 249830 JJ; b. 249830 JJ; b. 249830 JJ; b. 249830 J

2. Neon (Ne) adalah suatu gas monoatomik. Berapakah energi dalam 2 gram gas neon

pada suhu 50ºC jika massa molekul relatifnya Mr = 10 g/mol dan tetapan umum gas R = 8,31 J/mol K? Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 805,24805,24805,24805,24 JouleJouleJouleJoule

““““kenalilah dirimu dan lakukan perubahan besar pada hidupmu untuk menjadi kenalilah dirimu dan lakukan perubahan besar pada hidupmu untuk menjadi kenalilah dirimu dan lakukan perubahan besar pada hidupmu untuk menjadi kenalilah dirimu dan lakukan perubahan besar pada hidupmu untuk menjadi

orang yang lebih borang yang lebih borang yang lebih borang yang lebih baikaikaikaik””””

Teori _Kinetik_Gas


No.No.No.No. SoalSoalSoalSoal JawabanJawabanJawabanJawaban

1. Pada keadaan STP (P = 1 atm; T =

0oC), berapakah volume 4 gram

oksigen (O2) jika Mr O2 = 32, dan 1

atm = 105 N/m2. (Nyatakan volume

dalam bentuk m3).

2. Dua liter gas pada suhu 300 K dan

tekanan 1 atm dimampatkan

sehingga volumenya menjadi 1 liter

dan dipanaskan sampai suhunya

menjadi 127oC. tekanan akhir gas

tersebut adalah.

3. Hitunglah banyaknya molekul gas

yang terkandung di dalam suatu

volume sebesar 1 cm3 pada tekanan

1000 atm dan suhu 200 K.

4. Pada suhu 10oC, tekanan gas

hydrogen dalam silinder baja adalah

200 atm. Jika pada suhu silinder

baja dinaikkan menjadi 20oC, maka

tekanan gas menjadi … atm

5. Sejumlah gas ideal mengalami proses

isobaris sehingga suhunya menjadi

dua kali semula, maka volumenya

menjadi … kali semula.

6. Suatu jenis gas mempunyai volume

100 cm3 pada suhu 0oC dan

tekanan 1 atm. Jika suhunya

menadi 50oC dan tekanan menjadi

2 atm, maka volume gas menjadi …

7. Diketahui 16 gram oksigen memiliki

volume 5 liter pada tekanan 2 atm,

jika gas oksigen dianggap gas ideal,

maka suhu gas oksigen tersebut

adalah … K

Teori _Kinetik_Gas


8. Sebuah pompa berbentuk silinder

berisi gas oksigen, pada temperatur

27oC dan tekanan 5 atm serta

volume 80 liter. Kemudian pengisap

diturunkan sehingga volume gas

menjadi 20 liter, suhu gas 127oC.

tekanan gas tersebut pada saat itu

adalah … atm

9. Volume 10 gram gas He (Mr He = 4)

pada suhu 27oC dan tekanan 1 atm

adalah … Liter (R = 8,31 J/mol K).

10. Gas oksigen mempunyai volume 2

liter pada temperatur 0oC dan

tekanan 1 atm, berekspansi sampai

3 liter dan teanan menjadi 4 atm.

Berapakah temperatur akhir gas

oksigen tersebut.

11. Sejumlah gas ideal menjalani proses

isobaris, sehingga volumenya

menjadi 3 kali semula, maka suhu

Kelvinnya menjadi nnnn kali semula,

dengan nnnn adalah …

12. Sejumlah gas ideal menjalani proses

isobaris, sehingga suhu Kelvin-nya

menjadi 2 kali semula, maka

volumenya menjadi nnnn kali semula,

dengan nnnn adalah …

13. Jika suatu gas ideal dimampatkan

secara isotermik sampai volumenya

menjadi setengah, maka tekanannya

menjadi … dan suhunya menjadi …

14. Kerapatan massa suatu gas ideal

pada suhu T dan tekanan p adalah ρ

. Jika tekanan gas tersebut dijadikan

Teori _Kinetik_Gas


2p dan suhunya diturunkan menjadi

0,5T, tentukanlah kerapatan massa

akhir gas.

15. Neon (Ne) adalah suatu gas

monoatomik. Berapakah energi

dalam 2 gram gas neon pada suhu

50°C jika massa molekul relatifnya

Mr = 10 g/mol?

16. Sebuah tangki bervolume 2,4 m3

diisi dengan 2 kg gas. Tekanan

dalam tangki 1,3 atm. Berapakah

kecepatan efektif molekul-molekul

gas ini?

17. Gas Helium memiliki massa molar

sekitar 4 g/mol dan gas hidrogen

(H2) memiliki massa molar sekitar 2

g/mol. Jika suhu gas saat itu adalah

300 K, hitunglah: a. kelajuan rms

molekul oksigen, dan b. kelajuan

molekul gas hidrogen.

18. Berapakah energi kinetik translasi

rata-rata 1 L gas oksigen yang

ditahan pada temperatur 0°C dan

tekanan 1 atm?

19. Pada temperatur berapakah

kelajuan rms molekul H2 sama

dengan 75 m/s?

20. Berapakah perbandingan energi

dalam gas helium dan neon yang

massanya sama pada suhu 400 K?

21. Suatu gas ideal berada dalam ruang

Teori _Kinetik_Gas


tertutup sehingga kecepatannya

menjadi dua kali kecepatan mula-

mula. Jika suhu mula-mula 27°C,

tentukanlah suhu akhir gas tersebut.

22. Sejumlah contoh gas oksigen (Mr =

32) memiliki suhu mutlak empat

kali dari sejumlah contoh gas

hydrogen (Mr = 2). Tentukanlah

perbandingan kelajuan efektif

molekul oksigen dan molekul

hidrogen.

23. Massa sebuah molekul nitrogen

adalah empat belas kali massa

sebuah molekul hidrogen. Pada suhu

berapakah molekul-molekul nitrogen

pada suhu 294 K memiliki laju rata

rata yang sama dengan molekul-

molekul hidrogen.

24. Gas helium dengan Mr 4 g/mol,

mengisi wadah bervolume 10 liter

pada tekanan 6,2 × 105 Pa. Berapa

lamakah sebuah mesin dengan daya

250 W harus bekerja untuk

menghasilkan energi yang sama

dengan energi dalam gas? (R =

8,314 J/molK)

25. Massa sebuah molekul oksigen adalah

empat belas kali massa sebuah

molekul hidrogen. Pada suhu

berapakah molekul-molekul gas

oksigen pada suhu 1.600 K memiliki

laju rata-rata yang sama dengan

molekul hidrogen?

Teori _Kinetik_Gas


1. Yang bukan merupakakan sifat-sifat gas ideal adalah …

A. Terdiri dari partikel yang memiliki energi kinetik

B. Energinya berubah oleh tumbukan

C. Mengikuti hukum-hukum Newton

D. Gaya tarik-menarik antar partikel diabaikan

E. Ukuran partikel diabaikan

2. Pada persamaan gas ideal, tetapan R disebut …

A. Tetapan Boltzman

B. Tetapan gas umum

C. Tetapan suhu D. Tetapan Boyle-Gay Lussac E. Tetapan Rydberg

3. Bila sejumlah gas ideal yang massanya tetap ditekan pada suhu tetap, maka

molekul-molekulnya akan ...

A. mempunyai energi kinetik lebih besar

B. mempunyai momentum lebih besar

C. lebih sering menumbuk dinding tempat gas

D. bergerak lebih cepat E. bergerak lebih lambat

4. Partikel-partikel gas ideal memiliki sifat-sifat antara lain ....

1) selalu bergerak 2) tidak tarik menarik 3) bertumbukan lenting sempurna 4) tidak mengikuti Hukum Newton tentang gerak Pernyataan yang benar adalah ... A. 1, 2, dan 3 B. 1 dan 3 C. 2, 3, dan 4 D. 2 dan 4 E. 1, 3, dan 4

5. Jika NA = bilangan Avogadro, maka hubungan antara NA, k, R pada gas ideal

adalah …

A. AR N k= ⋅

B. ANRk

=

C. A

kR

N=

D. AR N k= +

E. AR N k= −

Teori _Kinetik_Gas


6. Jika tekanan gas naik, temperaturnya …

A. Pasti naik B. Naik atau turun bergantung jenis gas C. Pasti turun D. Naik atau turun bergantung volumenya

E. Tetap

7. Sebuah tangki berisi 5,5 kg gas karbondioksida dengan tekanan 4 atm. Jika gas

karbondioksida itu dipompa keluar kemudian diganti dengan 5 kg gas oksigen

pada suhu yang sama, maka tekanannya menjadi ... atm

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5

8. Jika suatu gas ideal dimampatkan secara isothermal sampai volumenya menjadi

setengah dari volume semula maka ....

A. tekanan dan suhu tetap B. tekanan menjadi dua kali dan suhu tetap

C. tekanan tetap dan suhu menjadi dua kalinya

D. tekanan menjadi dua kalinya dan suhu menjadi setengahnya

E. tekanan dan suhu menjadi setengahnya.

9. Sebuah tangki yang volumenya 150 liter berisi 6,25 kg udara pada tekanan 2,5

atm. Supaya tekannya menjadi 2 atm, udara harus dikeluarkan dari tangki

sebesar ... kg.

A. 0,5 B. 0,75 C. 1,0 D. 1,25 E. 1,5

10. Sebuah ruang tertutup berisi gas ideal dengan suhu T dan kecepatan partikel gas di dalamnya v. Jika suhu gas itu dinaikkan menjadi 2T, maka kecepatan

partikel gas tersebut menjadi ...

A. v B. √2v C. 2v D. 4v E. v2

11. Gas Helium pada suhu 27 oC mempunyai massa 8 gram. Apabila massa atom

relatif He = 4 dan R = 8,31 Joule/mol.K, maka energi dalam gas tersebut

sebesar ...

A. 7479 Joule B. 7489 Joule C. 7679 Joule

Teori _Kinetik_Gas


D. 8747 Joule E. 8774 Joule

12. Pada keadaan normal (T = 0°C dan p = 1 atm), 4 gram gas oksigen (O2)

dengan berat molekul Mr = 32 memiliki volume sebesar …. (R = 8.314 J/kmol K;

1 atm = 105 N/m2)

A. 1,4×10–6 m3

B. 2,8×10–3 m3

C. 22,4×10–3 m3

D. 2,8 m3

E. 22,4 m3

13. Sejumlah gas ideal dalam suatu ruang mengalami proses isobarik sehingga

volumenya menjadi dua kali volume semula. Suhu gas tersebut akan berubah

dari 27°C menjadi ….

A. 54°C

B. 108°C

C. 327°C

D. 427°C

E. 600°C

14. Sebuah ban sepeda memiliki volume = 100 cm3. Tekanan awal di dalam ban

sepeda = 0,5 atmosfer. Ban tersebut dipompa dengan suatu pompa yang

volumenya = 50 cm3. Tekanan udara luar = 76 cmHg dan temperatur tidak

berubah. Tekanan ban sepeda setelah dipompa sebanyak 4 kali adalah ….

A. 1,0 atm

B. 2,5 atm

C. 4,0 atm

D. 4,5 atm

E. 5,0 atm

15. Sejumlah gas ideal bertekanan p dipanaskan dari suhu 27°C menjadi 54°C. Jika

volumenya naik menjadi dua kali volume semula tekanannya akan menjadi ….

A. 0,25 p

B. 0,55 p

C. 0,75 p

D. p

E. 2 p

16. Sebuah tabung berisi gas ideal. Menurut teori kinetik gas dan prinsip ekuipartisi energi diketahui:

1) molekul gas mengalami perubahan momentum ketika bertumbukan dengan

dinding tabung,

2) energi yang tersimpan dalam gas berbanding lurus dengan suhu

mutlaknya,

3) energi yang tersimpan dalam gas berbanding lurus dengan jumlah

(banyaknya) derajat kebebasannya, dan

Teori _Kinetik_Gas


4) pada saat molekul bertumbukan dengan dinding tabung, molekul gas

kehilangan energi.

Pernyataan yang benar adalah ….

A. 1 dan 3

B. 2 dan 4

C. 1, 2, dan 3

D. 3 dan 4

E. 1, 2, 3, dan 4

17. Suatu gas ideal memiliki energi dalam U pada saat suhunya 27°C. Besar

kenaikan energi dalamnya jika suhu gas dinaikkan menjadi 87°C adalah ….

A. 0,2 U

B. 0,4 U

C. 0,6 U

D. 0,8 U

E. 1,2 U

18. Jika konstanta Boltzmann k = 1,38 × 10–23 J/K maka energi kinetik sebuah atom

gas helium pada suhu 27°C adalah ….

A. 1,14 × 10–21 J

B. 2,07 × 10–21 J

C. 2,42 × 10–21 J

D. 5,59 × 10–21 J

E. 6,21 × 10–21 J

19. Jika gas di dalam suatu ruang tertutup dipanaskan sampai suhu T K maka ….

A. energi potensial molekul gas semakin kecil

B. energi kinetik molekul gas =2/3 NkT

C. energi kinetik molekul gas =3/2 NkT

D. volume gas akan selalu bertambah karena gas akan memuai

E. tekanan gas besarnya tetap

20. Pada sejumlah gas ideal dengan volume konstan berlaku:

1) semua molekul memiliki kecepatan yang sama pada suhu tertentu,

2) kecepatan rata rata molekul akan lebih besar pada suhu yang tinggi

daripada suhu rendah,

3) semua molekul memiliki energi kinetik sama pada suhu tertentu, dan

4) Jika gas dinaikan suhunya 1°C, jumlah kalor yang diperlukan sama

dengan perubahan total energi kinetik molekul-molekulnya.

Pernyataan yang benar adalah ….

A. 1, 2, dan 3

B. 1 dan 3

C. 2 dan 4

D. 4

E. 1, 2, 3, dan 4

Teori _Kinetik_Gas


Catatan :

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

Teori _Kinetik_Gas


_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

TERMODINAMIKA


Suhu (T) = Tetap

sehingga

1Tekanan (P)

Volume (V)∼

Tekanan (P) = Tetap

sehingga

Volume (V) Suhu (T)∼

( )2 1

W P V

W P V V

= ⋅ ∆= ⋅ −

Volume (V) = Tetap

sehingga

Tekanan (P) Suhu (T)∼

( )W P V

W P 0 0

= ⋅ ∆= ⋅ =

Kalor (Q) sistem = tetap.1 1 2 2P V P Vγ γ⋅ = ⋅

objek yang diamati.

Q W U= + ∆

( )1 1 2 2

1W P V P V

1γ= ⋅ − ⋅

−

sesuatu di luar sistem.

2

1

VW n R T ln

V= ⋅ ⋅ ⋅

1 11 1 2 2T V T Vγ γ− −⋅ = ⋅

( )1 2

3W n R T T

2= ⋅ −

( )2 1

W P V

W P V V

= ⋅ ∆= ⋅ −

W Luas Arsiran=

Termodinamika


A.A.A.A. KONSEP KONSEP KONSEP KONSEP SISTEM DAN LINGKUNGANSISTEM DAN LINGKUNGANSISTEM DAN LINGKUNGANSISTEM DAN LINGKUNGAN

Sistem merupakan gas ideal yang akan dijadikan objek pembahasan

(pengamatan), sedangkan lingkungan adalah segala sesuatu yang berada di luar

sistem.

B.B.B.B. USAHA LUAR USAHA LUAR USAHA LUAR USAHA LUAR

1) Usaha Luar secara Umum Perhatikan gambar berikut ini

Bagaimana cara menghitung usaha luar gas seperti pada gambar di atas? Pada saat

piston belum ditekan gas ideal mempunyai volume awal V1 kemudian piston di tekan

dengan tekanan (P), maka volume gas menjadi V2, sehingga terjadi perubahan volume

(∆V) pada saat ini gas ideal dalam tabung mendapatkan usaha dari luar.

Usaha Luar gas ideal merupakan besarnya tekanan yang diberikan pada sistem

yang menyebabkan perubahan volume dari sistem tersebut. Secara matematis

dirumuskan:

2 1

W P ∆VW P (V V )

= ⋅= ⋅ −

Dengan:

W = usaha luar (Joule)

P = tekanan (N/m2)

V1 = volume gas ke-1 (m3)


Gambar 2.1

Usaha pada gas ideal

V∆

1V

2V

P

P

TERMODINAMIKA


Gas ideal memiliki volume 2 liter, jika tekanan diberikan pada gas 4 atm sehingga volumenya menjadi 5 liter, maka Usaha luar yang bekerja pada gas ideal adalah ...

Joule.

Penyelesaian: Diketahui : V1 = 2 liter = 2 x 10

-3 m3 ; V2 = 5 liter = 5 x 10-3 m3 ; P = 4 atm = 105

N/m2

Ditanya : W = … ?

Jawab :

( )( )( )

− −

−

= ⋅ −

= ⋅ ⋅ − ⋅

= ⋅ ⋅

=

2 1

5 3 3

5 3

W P V V

W 4 10 5 10 2 10

W 4 10 3 10

W 1200 Joule

1. Suatu gas ideal ditekan dengan tekanan 3 atm, sehingga volumenya berubah dari 1 liter

menjadi 3 liter. Hitunglah usaha luar pada gas ideal tersebut! Penyelesaian: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : 600 JouleJawaban : 600 JouleJawaban : 600 JouleJawaban : 600 Joule

2. Gas ideal memiliki volume 4 liter jika pada gas dilakukan usaha sebesar 200 Joule, sehingga volumenya menjadi 6 liter. Hitunglah tekanan yang diberikan pada gas ideal tersebut… Pascal Penyelesaian: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 101010105555

3. Gas Oksigen berada pada suhu 27oC memiliki volume 2 m3 dimampatkan secara isobaris (tekanan tetap) dengan tekanan 4 atm, sehingga suhunya menjadi 227oC. Jika gas Oksigen dianggap gas ideal tentukan Usaha luar yang terjadi pada gas tersebut. (petunjuk: tentukan volume akhir gas terlebih dulu; 1 atm = 105 Pa) ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : 8Jawaban : 8Jawaban : 8Jawaban : 800 00 00 00 kJkJkJkJ

Termodinamika


4. Gas Oksigen berada pada suhu 27oC memiliki volume 2 m3 dimampatkan secara isobaris (tekanan tetap), sehingga suhunya menjadi 227oC. Jika Usaha luar yang dilakukan pada gas Oksigen 400 Joule, tentukan tekanan yang terjadi pada gas tersebut. ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 200 Pa200 Pa200 Pa200 Pa

2) Menentukan Usaha Luar pada Grafik P dan V Bagaimana jika tekanan dan volume suatu gas ideal ditampilkan dalam bentuk

grafik P – V seperti gambar 2.2 !

Untuk menghitung Usaha Luar (W) pada

grafik P – V sama dengan menghitung Luas grafik

yang dibentuk oleh grafik. Yang secara matematis

dirumuskan:

W Luas daerah yang diarsir.=

Pada grafik pada gambar 2.2 di atas, Usaha luarnya sama dengan Luas persergi

panjang, karena daerah yang diarsir berbentuk persegi panjang. Akan lebih jelas lagi,

perhatikan Soal penyelesaian berikut ini!

Suatu gas dipanaskan pada tekanan tetap sehingga memuai, seperti terlihat pada

gambar.

Tentukanlah usaha yang dilakukan gas. (1 atm = 105 N/m2)

Penyelesaian:

Diketahui : Dari gambar diperoleh data: panjang = 2 atm = 2 x 105 Pa; lebar = 0,5 – 0,3 = 0,2 liter = 0,2 x 10-3 m3

Gambar 2.2

Grafik P – V pada gas ideal

Usaha = Luas Bidang

yang dibentuk

TERMODINAMIKA


Ditanya : W = … ?

Jawab :

−

== ⋅

= × ⋅ ×

= ⋅ =

5 3

2

W Luas Persegi Panjang

W P L

W 2 10 0,2 10

W 0,2 10 200 Joule

Jadi, usaha yang dilakukan oleh gas adalah 200 Joule.

BagaimanaBagaimanaBagaimanaBagaimana???????????? Anda telah paham untuk mencari usaha Anda telah paham untuk mencari usaha Anda telah paham untuk mencari usaha Anda telah paham untuk mencari usaha luar luar luar luar pada grafik P pada grafik P pada grafik P pada grafik P –––– V, jika sudah paham, mari kita V, jika sudah paham, mari kita V, jika sudah paham, mari kita V, jika sudah paham, mari kita

lanjutkan petualangan berikutnya…!lanjutkan petualangan berikutnya…!lanjutkan petualangan berikutnya…!lanjutkan petualangan berikutnya…!

1. Gambar berikut menunjukkan suatu siklus termodinamika dari suatu gas ideal.

Tentukanlah usaha yang dilakukan gas: a. Dari A ke B b. Dari B ke C c. Dari C ke D d. Dari D ke A e. Dari A kembali lagi ke A, melalui B,C, danD. Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

((((Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : a. 200 J; b. 0 J; c. a. 200 J; b. 0 J; c. a. 200 J; b. 0 J; c. a. 200 J; b. 0 J; c. ----100 J; d. 0 J; e. 100 J100 J; d. 0 J; e. 100 J100 J; d. 0 J; e. 100 J100 J; d. 0 J; e. 100 J))))

Termodinamika


2. Perhatikan grafik hubungan tekanan (p) terhadap volume (V) gas berikut ini.

Jika V1 = 100 cm3 dan V2 = 300 cm3, p dalam satuan atm, 1 atm = 105 N/m3.usaha yang dilakukan gas dari keadaan (A) ke keadaan (B) adalah …. Penyelesaian: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

((((Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban : 40404040 JouleJouleJouleJoule))))

3. Perhartikan gambar berikut!

Tentukan usaha luar pada grafik ABC di atas! Penyelesaian: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 3 Joule3 Joule3 Joule3 Joule

4. Sejumlah gas ideal mengalami proses siklus seperti grafik berikut.

Tentukanlah usaha yang dibutuhkan untuk 2 kali siklus. Penyelesaian: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

((((Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 15 kJ15 kJ15 kJ15 kJ))))

TERMODINAMIKA


5. Perhatikan gambar berikut ini!

Tentukan usaha pada gamba di atas! (semua satuan besaran dalam SI ) Penyelesaian: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

((((Jawaban: 65 JouleJawaban: 65 JouleJawaban: 65 JouleJawaban: 65 Joule))))

C.C.C.C. USAHA LUAR PADA BERBAGAI MACAM PROSESUSAHA LUAR PADA BERBAGAI MACAM PROSESUSAHA LUAR PADA BERBAGAI MACAM PROSESUSAHA LUAR PADA BERBAGAI MACAM PROSES

PROSES DAN GRAFIK RUMUS

Proses Isobaris

Proses pada saat Tekanan (P) sistem di jaga

tetap.

Sehingga berlaku persamaan keadaan:

21

1 2

VV

T T=

Grafik P – V pada proses Isobaris, yaitu:

2 1W P (V V )= ⋅ −

Dengan:


P = tekanan (N/m2)



T1 = suhu gas ke – 1 (K)


Proses Isovolume/Isokhoris

Proses pada saat Volume (V) sistem di jaga

tetap. Sehingga persamaan keadaan:

21

1 2

PP

T T=

W P ∆V

W P 0W 0

= ⋅= ⋅=

Dengan:

V1 V2

V

P

P

W

4

Termodinamika


Grafik P – V pada proses Isokhoris, yaitu:


V = Volume (m3)

P1 = tekanan gas ke-1 (N/m2)




Proses Isotermis

Proses pada saat Suhu (T) sistem di jaga tetap.

Sehingga persamaan keadaan:

1 1 2 2P V P V⋅ = ⋅

Grafik P – V pada proses Isokhoris, yaitu:

2

1

VW n R T ln

V= ⋅ ⋅ ⋅

Dengan:



V2 = Volume gas ke-2 (m3)





n = jumlah mol

R = tetapan gas Umum

Proses Adiabatis

Proses pada saat kalor (Q) sistem di jaga tetap.

Dengan persamaan keadaan:

1 1 2 2

1 11 1 2 2

P V = P V

atau

T V = T V

γ γ

γ γ− −

⋅ ⋅

⋅ ⋅

γ = tetapan Laplace = 1,4

P

V

Cγ

C=

Adapun grafik P – V nya adalah:

( )1 23

W = n R T T2

⋅ ⋅ −

atau

( )1 1 2 21

W = P V P Vγ 1

−−

Dengan:



V2 = Volume gas ke-2 (m3)





n = jumlah mol

R = tetapan gas Umum

P1

P2

V

P

V

W

TERMODINAMIKA


Suatu gas dipanaskan pada tekanan tetap sehingga memuai, seperti terlihat pada gambar.

Tentukanlah usaha yang dilakukan gas. (1 atm = 105 N/m2)

Penyelesaian: Diketahui : Dari gambar diperoleh data: panjang = 2 atm = 2 x 105 Pa; lebar =

0,5 – 0,3 = 0,2 liter = 0,2 x 10-3 m3

Ditanya : W = … ? Jawab :

−

== ⋅

= × ⋅ ×

= ⋅ =

5 3

2

W Luas Persegi Panjang

W P L

W 2 10 0,2 10

W 0,2 10 200 Joule

Jadi, Usaha yang dilakukan gas pada grafik di atas adalah 200 J

Nah, Mudahkan…??? Nah, Mudahkan…??? Nah, Mudahkan…??? Nah, Mudahkan…??? untuk mencari usaha luar pada untuk mencari usaha luar pada untuk mencari usaha luar pada untuk mencari usaha luar pada

grafik P grafik P grafik P grafik P –––– V, jika sudah paham, mari kita lanjutkan V, jika sudah paham, mari kita lanjutkan V, jika sudah paham, mari kita lanjutkan V, jika sudah paham, mari kita lanjutkan

petualangan berikutnya…!petualangan berikutnya…!petualangan berikutnya…!petualangan berikutnya…!

1. Gambar berikut menunjukkan suatu siklus termodinamika dari suatu gas ideal.

Termodinamika


Tentukanlah usaha yang dilakukan gas: a. Dari A ke B b. Dari B ke C c. Dari C ke D d. Dari D ke A e. Dari A kembali lagi ke A, melalui B,C, danD. Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban : a. 200 J; b. 0 J; c. a. 200 J; b. 0 J; c. a. 200 J; b. 0 J; c. a. 200 J; b. 0 J; c. –––– 100 J; d. 0 J; e. 100 J100 J; d. 0 J; e. 100 J100 J; d. 0 J; e. 100 J100 J; d. 0 J; e. 100 J

2. Suatu gas memuai secara isobaris pada tekanan 4 atm sehingga volumenya bertambah

dari 0,03 m3 menjadi 0,07 m3. Berapa usaha pada gas! Penyelesaian: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 16 kJ16 kJ16 kJ16 kJ

3. Gas ideal di ekspansi dari volume awal 0,34 m3 menjadi volume akhir 0,42 m3 pada

tekanan tetap 10 kPa (a) tentukan usaha yan dilakukan oleh gas dari keadaan awal ke keadaan akhir; (b) Andaikan proses dapat dibalikkan dari keadaan akhir ke keadaan awal, berapakah usaha yang dilakukan oleh gas. Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

JawabanJawabanJawabanJawaban :::: 800 J800 J800 J800 J

TERMODINAMIKA


QQQQ (+)(+)(+)(+) sistem sistem sistem sistem MENERIMAMENERIMAMENERIMAMENERIMA kalor.kalor.kalor.kalor.

Q Q Q Q ((((––––)))) sistem sistem sistem sistem MELEPASMELEPASMELEPASMELEPAS kalor.kalor.kalor.kalor.

WWWW ((((+)+)+)+) sistem sistem sistem sistem MELAKUKANMELAKUKANMELAKUKANMELAKUKAN kerja (usaha).kerja (usaha).kerja (usaha).kerja (usaha).

W W W W ((((––––)))) sistem sistem sistem sistem DILAKUKANDILAKUKANDILAKUKANDILAKUKAN kerja (usaha).kerja (usaha).kerja (usaha).kerja (usaha).

∆∆∆∆UUUU (+)(+)(+)(+) sistem mengalami sistem mengalami sistem mengalami sistem mengalami PENAMBAHAN PENAMBAHAN PENAMBAHAN PENAMBAHAN energi.energi.energi.energi.

∆∆∆∆UUUU ((((––––)))) sistem mengalami sistem mengalami sistem mengalami sistem mengalami PENGURANGANPENGURANGANPENGURANGANPENGURANGAN energi.energi.energi.energi.

4. Pada tekanan 1 atm 20 milimol gas memuai secara isotermis pada suhu 37oC, sehingga

volumenya berubah dari 3 liter menjadi 6 liter. Berapakah usaha yang dilakukan gas! (ln 2 = 0,64) Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 35,1 Joule35,1 Joule35,1 Joule35,1 Joule

5. Untuk memperkecil volume sebuah gas menjadi setengahnya secara isotermal

diperlukan usaha 640 Joule. Berapakah berapakah usaha yang diperlukan untuk memperkecil volume gas itu menjadi sepersepuluh dari volume awal! Penyelesaian: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : 2,3 kJ2,3 kJ2,3 kJ2,3 kJ

D.D.D.D. HUKUM TERMODINAMIKA 1HUKUM TERMODINAMIKA 1HUKUM TERMODINAMIKA 1HUKUM TERMODINAMIKA 1

KONSEP RUMUS

Hukum Termodinamika 1

Menjelaskan tentang kekekalan energi.

“Kalor (Q) yang dimiliki oleh sistem akan

digunakan untuk melakukan Usaha (W) dan

merubah energi dalam (∆U) pada sistem ”

Q W ∆U= +


Q = Kalor (Joule)

∆U = Energi Dalam (Joule)

NoteNoteNoteNote

Termodinamika


Suatu sistem menyerap kalor (Q) dari lingkungan sebesar 1500 J. tentukan

perubahan energi dalam (∆U) jika: a. sistem melakukan usaha 2200 J terhadap lingkungan dan b. lingkungan melakukan usaha 2200 J terhadap sistem!

Penyelesaian:

a. Sesuai perjanjian tanda, maka: Q = + 1500 J (sistem menerima kalor); dan W = + 2200 J (Sistem melakukan usaha). Hukum I Termodinamika mengatakan:

= + ∆∆∆ −∆

Q W U

U = Q - W

U = 1500 2200 J

U = - 700 J

Tanda negatif untuk ∆U berarti energi dalam sistem mengalami penurunan/berkurang sebesar 700 J.

b. Disini dikatakan lingkungan melakukan usaha terhadap sistem, dengan kata lain

sistem dilakukan usaha, sehingga W = - 2200 J. Hukum 1 Termodinamika

mengatakan:

( )

= + ∆∆∆ − −

Q W U

U = Q - W

U = 1500 2200 = 1500 + 2200 = 3700 J

1. Sejumlah kalor yang sama dengan 3000 Joule ditambahkan ke dalam sistem dan

dilakukan kerja 2000 Joule pada sistem. Berapa perubahan energi dalamnya. Penyelesaian: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban : 5000 J5000 J5000 J5000 J

2. Gas menerima kalo 10 kKal, dan menghasilkan usaha sebesar 15 kJ, berapakah

perubahan energi dalam gas! (1 kalori = 4,2 Joule). Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban : 27 kJ27 kJ27 kJ27 kJ

TERMODINAMIKA


3. Gas melakukan usaha sebesar 500 Joule pada proses adiabatis, berapa besarnya perubahan energi dalam gas! Penyelesaian: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : ---- 500 J500 J500 J500 J

4. Tentukan perubahan energi dalam sistem dalam ketiga proses berikut. a. Sistem menyerap kalor sebanyak 500 kal, dan pada saat yang sama melakukan

usaha 400 J; b. Sistem menyerap kalir sebanyak 300 kal, dan pada saat yang sama menerima usaha

420 J; dan c. Sistem melepaskan kalor sebanyak 1200 kal pada volume konstan! Penyelesaian: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban :a. 1,7 kJ; b. 1,68 kJ; c. 1,2 kKala. 1,7 kJ; b. 1,68 kJ; c. 1,2 kKala. 1,7 kJ; b. 1,68 kJ; c. 1,2 kKala. 1,7 kJ; b. 1,68 kJ; c. 1,2 kKal

E.E.E.E. HUKUM TERMODINAMIKA 1 PADA BERBAGAI MACAM PROSESHUKUM TERMODINAMIKA 1 PADA BERBAGAI MACAM PROSESHUKUM TERMODINAMIKA 1 PADA BERBAGAI MACAM PROSESHUKUM TERMODINAMIKA 1 PADA BERBAGAI MACAM PROSES

Ada 4 (empat) jenis proses termodinamika yang sering ditemukan dalam praktik

yaitu proses isobaris, isokhoris, isotermis, dan adibatis. Sekarang, kita akan membahas

hukum 1 Termodinamika pada masing – masing proses tersebut.

1) Proses Isobaris Pada proses isobaris, tekanan yang dimiki oleh sistem tidak mengalami perubahan.

Sehingga hukum 1 Termodinamika pada keadaan ini menghasilkan:

= + ∆

= ⋅ ∆ + ∆

Q W U

Q p V U

2) Proses Isokhoris Pada proses isokhoris, volume yang dimiliki oleh sistem tetap (∆V = 0) yang

menyebabkan usaha pada sistem W = p. ∆V = p.0 = 0. Sedangkan perubahan energi

Termodinamika


dalam sistem (∆U) yaitu ∆ ⋅ ⋅ ∆3U = n R T

2, sehingga hokum 1 Termodinamika pada

keaadan ini menghasilkan:

= + →

= ∆

⋅ ⋅ ∆

Q W ∆U W = 0

U

3 = n R T

2

Q

Q

3) Proses Isotermis Pada proses isotermis, suhu yang dimiliki oleh sistem tetap (∆T = 0) yang

menyebabkan perubahan energi dalam pada sistem ∆U =3/2 n . R . ∆T =3/2 n.R.0 = 0.

Sedangkan Usaha sistem (W) yaitu ⋅ ⋅ ⋅ 2

1

VW = n R T ln

V, sehingga hukum 1

Termodinamika pada keaadan ini menghasilkan:

= + → ∆

=

⋅ ⋅ ⋅ 2

1

Q W ∆U U = 0

W

V = n R T ln

V

Q

Q

4) Proses Adiabatis Pada proses adiabatis, tidak terjadi aliran kalor antara sistem dengan lingkungan

(Q = 0), sedangkan perubahan energi dalam pada sistem (∆U) yaitu

( )∆ ⋅ ⋅ − ⋅2 1

3U = n R T T

2, sehingga hukum 1 Termodinamika pada keaadan ini

menghasilkan:

( )

( )

2 1

1 2

Q W ∆U Q = 0

3W ∆U = - n R T T

2

3W = n R T T

2

= + →

= − ⋅ ⋅ −

⋅ ⋅ −

TERMODINAMIKA


Sejumlah 2 mol gas ideal monoatomik dengan suhu awal 27oC dinaikkan suhunya

menjadi 127oC pada tekanan tetap. Berapakah kalor yang diperlukan! R = 8,31 J/mol.K

Penyelesaian:

Diketahui : n = 2 mol; T1 = 27oC + 273 = 300 K; T2 = 127

o + 273 = 400 K; R = 8,31 J/mol.K; pada kondisi tekanan tetap (isobaris)

Ditanya : Q = … ? Jawab :

Q W U= + ∆ ; dengan 3

U n.R. T2

∆ = ∆ danW p. V= ∆ ; karena tekanan dan volume

tidak diketahui, sesuai persamaan umum gas ideal menyatakan bahwa p. V n.R. T∆ = ∆ ; sehingga:

3 3 2 3Q n.R. T n.R. T n.R. T 1 n.R. T

2 2 2 25

Q n.R. T2

= ∆ + ∆ = ∆ + = ∆ +

= ∆

Jadi, kalor pada proses isobari dapat dituliskan:

5Q n.R. T

2= ∆

( )( )

5 5Q n.R. T 2 8,31 400 300

2 2Q 41,55 100

Q 4155 Joule

= ∆ = ⋅ ⋅ −

==

Jadi kalor yang dibutuhkan pada keadaan ini adalah 4155 Joule.

1. Suatu gas pada tekanan konstan sebesar 0,8 atm dimampatkan dari volume 9 liter

menjadi 2 liter. Dalam proses tersebut gas melepas kalor 400 Joule. Tentukan : (a) usaha yang dilakukan gas; (b) perubahan energi dalam yang terjadi. Penyelesaian: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban : Jawaban : Jawaban : Jawaban : a. 560 J; b. 960 Ja. 560 J; b. 960 Ja. 560 J; b. 960 Ja. 560 J; b. 960 J

Termodinamika


2. Suatu sistem mengalami proses adiabatis, dan saat itu usaha dilakukan pada sistem 100 Joule. Jika perubahan energi dalam sistem adalah ∆U dan kalor yang diserap sistem adalah Q, maka perubahan energi dalam yang terjadi adalah … Penyelesaian: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


3. Gas melakukan usaha 400 Joule pada proses adiabatis. Berapa besar perubahan energi

dalam sistem! Penyelesaian: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban : ---- 400 J400 J400 J400 J

4. 2 mol Gas diatomik dalam ruang tertutup mula-mula suhunya 27oC, tekanannya 105 N/m2, dan volumenya 6 liter. Gas itu mengalami proses isobaris sehingga volumenya 9 liter, kemudian gas mengalami proses isohoris sehingga tekanannya menjadi 1,4 x 105 N/m2. Tentukan : a. berapa perubahan energi dalam gas; b. berapa usaha total gas. Penyelesaian: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban :a.a.a.a.12,46512,46512,46512,465 kJ; b. kJ; b. kJ; b. kJ; b. 0,3 kJ0,3 kJ0,3 kJ0,3 kJ

5. 5 mol gas memuai secara isotermis pada suhu 27oC, sehingga volumenya berubah dari 20 cm3 menjadi 50 cm3. Berapa usaha yang dilakukan gas dan kalor pada gas. Penyelesaian: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban : W = 11,4 kJ ; Q 11, 4 kJW = 11,4 kJ ; Q 11, 4 kJW = 11,4 kJ ; Q 11, 4 kJW = 11,4 kJ ; Q 11, 4 kJ

Dalam Belajar hendaklah Dalam Belajar hendaklah Dalam Belajar hendaklah Dalam Belajar hendaklah

mencicil materi yang akan mencicil materi yang akan mencicil materi yang akan mencicil materi yang akan

dipelajaridipelajaridipelajaridipelajari

TERMODINAMIKA


F.F.F.F. MESIN CARNOTMESIN CARNOTMESIN CARNOTMESIN CARNOT

KONSEP RUMUS

Mesin Carnot

Merupakan mesin yang bekerja secara bolak – balik

(reversibel) tanpa kehilangan energi.

Proses pada mesin Carnot terdiri dari:

1. Isotermis (a – b), pemuaian

2. Adiabatis (b – c), pemuaian

3. Isotermis (c – d), penyusutan

4. Adiabatis (d – a), penyusutan

Skema Pada Mesin Carnot

pada mesin Carnot Berlaku:

1 1

2 2

Q T

Q T=

Usaha (W) pada mesin

Carnot

1 2W Q Q= −

Efisiensi (η) Mesin Carnot.

Perbandingan antara usaha yang dilakukan oleh mesin dengan

kalor yang di serap.

Keterangan:

η = efisiensi

W = usaha (Joule)

Q1 = kalor yang diserap (Joule)

Q2 = kalor yang dilepas (Joule)

T1 = suhu pada reservoir tinggi (K)

T2 = suhu pda reservoir rendah (K)

Note Important:

QQQQ1111 > Q> Q> Q> Q2222 dan Tdan Tdan Tdan T1111 > T> T> T> T2222

• 1

Wη × 100%

Q=

• 2

1

Qη 1 × 100%

Q

= −

• 2

1

Tη 1 100%

T

= − ×

reservoir suhu

tinggi

reservoir suhu

rendah

T1

T2

W

Q1

Q2

mesin

P

V

a b

c d

Termodinamika


Sebuah mesin mengambil kalor 10 kJ dari suatu reservoir bersuhu tinggi dan melakukan usaha sebesar 2,5 kJ. Tentukanlah efisiensi mesin tersebut!

Penyelesaian: Diketahui : Q1 = 10 kJ; W = 2,5 kJ

Ditanya : η = … ?

Jawab :

1

W100%η

Q2,5

η 100% 25%10

×=

= × =;

Jadi efisiensi mesin tersebut adalah 25%. Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir tinggi 800 K mempunyai efisiensi maksimum 40%. Agar efisiensi maksimumnya naik menjadi 50%, berapakah seharusnya suhu reservoir tingginya? Penyelesaian: Diketahui : kondisi pertama : T1 = K ; η = %; Kondisi kedua : T1’ = …?; η’ = %

Tentukan terlebih dulu suhu dingin (T2) pada kondisi pertama, dengan persamaan.

2

1

T1 100%η

T

− ×=

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

Pada kondisi kedua, agar η’ = 50% untuk T2 = 480 K, maka nilai T1 dapat

dihitung menggunakan persamaan.

2

1

T' 1 100%η

T'

− ×=

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

Jadi, suhu tinggi pada mesin Carnot bernilai Kelvin

TERMODINAMIKA


1. Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi 727oC mempunyai efisiensi 30%. Berapakah suhu reservoir suhu rendahnya! Penyelesaian: _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban :427427427427ooooCCCC

2. Suatu mesin Carnot yang bekerja antara dua reservoir yang suhunya 127oC dan 27oC menyerap kalor sebanyak 2000 kalori. Jika 1 kalori 4,2 Joule. Tentukanlah a. kalor yang dibuang mesin; b. usaha yang dilakukan oleh mesin. Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban :a. 6,3 kJ; b. 2,1 kJa. 6,3 kJ; b. 2,1 kJa. 6,3 kJ; b. 2,1 kJa. 6,3 kJ; b. 2,1 kJ

3. Mesin Carnot mengambil 1000 kKal dari reservoir 627oC dan mengeluarkannya pada

suhu 27oC, besarnya kalor dikeluarkan tersebut adalah … Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban :333,3 kKal333,3 kKal333,3 kKal333,3 kKal

4. Suatu mesin Carnot bekerja di antara suhu 600 K dan 300 K dan menerima masukan

kalor 1000 J. usaha yang dilakukan mesisn adalah … Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban :500 J500 J500 J500 J

5. Sebuah mesin Carnot yang reservoir suhu rendahnya 27oC memiliki efisiensi 40%. Jika

efisiensinya akan diperbesar menjadi 50%. Reservoir tingginya harus dinaikkan sebesar … K (soal menantang) Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban : 87878787ooooCCCC

Termodinamika


G.G.G.G. MESIN PENDINGIN MESIN PENDINGIN MESIN PENDINGIN MESIN PENDINGIN (REFRIGATOR)(REFRIGATOR)(REFRIGATOR)(REFRIGATOR)

KONSEP RUMUS

Skema Pada Mesin Refrigator

Mesin yang menggunakan kalor dari suhu renda ke

suhu tinggi, dengan melakukan usaha pada sistem.

pada mesin Pendingin

Berlaku:

2

1

2

1

T

T

Q

Q =

Usaha (W) mesin

Pendingin

21 QQW −=

Koefisien Performansi (KP) pada Mesin Pendingin.

Perbandingan antara kalor yang di serap mesin dg usaha

yang dilakukan pada mesin.

K = Koefisien performansi

W = usaha (Joule)

Q1 = kalor yang dilepas (Joule)

Q2 = kalor yang diserap (Joule)

T1 = suhu pada reservoir tinggi (K)

T2 = suhu pda reservoir rendah (K)

Note:

QQQQ1111 > Q> Q> Q> Q2222 dan Tdan Tdan Tdan T1111 > T> T> T> T2222

• = 2P

QK

W

• =−2

P1 2

QK

Q Q

• =−2

P1 2

TK

T T

Kulkas memiliki koefisien performansi 6,0. Jika suhu ruang di luar kulkas adalah

28oC, berapakah suhu paling rendah did alam kulkas yang dapat diperoleh Penyelesaian:

Diketahui : KP = 6,0; T1 = 28oC + 273 = 301

Ditanya : T2 = … ?

Jawab :

2p

1 2

2

2

TK

T TT

6301 T

=−

=−

reservoir

suhu tinggi

reservoir

suhu rendah

T1

T2

W

Q1

Q2

mesin

TERMODINAMIKA


2 2

02 2

1806 6T T

18061806 7 T T 258 K = -15 C

7

− =

= ⇒ = =

1. Suhu di dalam sebuah lemari es adalah – 3oC. Fluida kerja yang dimampatkan di

dalamnya mengembun pada suhu 27oC. tentukanlah koefisien daya guna lemari es tersebut! Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban : 4,54,54,54,5

2. Pesawat pendingin memiliki koefisien daya guna 6,5. Jika temperature ruang yang bersuhu tinggi adalah 27oC, suhu ruang bertemperatur rendah adalah … oC Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban :Jawaban :Jawaban :Jawaban : ---- 13131313ooooCCCC

3. Sejumlah makanan dalam lemari es menghasilkan kalor sebesar 4200 J. jika koefisiensi

lemari es tersebut 3,5. Tentukanlah energi listrik yang diperlukan lemari es untuk memindahkan kalor yang dihasilkan maksimal! Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


4. Mesin pendingin ruangan menyerap kalor sebesar 5800 J dalam waktu satu sekon. Jika

suhu ruangan mesin pendingin akan dipertahankan 17oC, sedangkan suhu lingkungan tempat pembuangan kalor adalah 29oC, tentukanlah daya listrik yang dibutuhkan! (soal menantang)

Termodinamika


Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Suatu mesin pendingin berdaya 300 watt. Jika suhu ruang pendingin –5oC dan suhu udara luar 30oC serta efisiensi mesin ideal, berapa kalor maksimum yang dapat diserap mesin pendingin dari ruan pendinginnya selama 15 menit! (soal menantang) Penyelesaian: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

No.No.No.No. SoalSoalSoalSoal JawabanJawabanJawabanJawaban

1. Sejumlah massa gas didinginkan sehingga volumenya berkurang dari

4 liter menjadi 2,5 liter pada tekan 105 Pa. Hitunglah usaha luar yang

dilakukan oleh gas!

2. Udara dengan volume 2 liter pada

suhu 27 oC dan tekanan 105 Pa,

dipanaskan pada tekanan tetap sampai 87 oC. Hitunglah volume

akhir dan usaha luar yang dilakukan udara.

Changes Of Succes:Changes Of Succes:Changes Of Succes:Changes Of Succes: 1. I won’t = 0 % 8. I think I can = 70 % 2. I can’t = 10 % 9. I can = 80 % 3. I don’t know how = 20 % 10. I am = 90 % 4. I wish I could = 30 % 11. I did = 100 % 5. I want to = 40 % 6. I think I might = 50 % 7. I might = 60 %

TERMODINAMIKA


3. Suatu gas volumenya 0,5 m3 perlahan – lahan dipanskan pada

tekanan tetap sehingga volumenya 2 m3. Jika usaha luar gas tersebut

adalah 3 x 105 joule, maka hitunglah tekanan gas tersebut.

4. 200 J usaha yang dilakukan pada sebuah sistem dan 70 Joule kalor

yang dikeluarkan dari sistem. Berdasarkan Hukum 1

termodinamika berapa perubahan energi dalam sistem tersebut.

5. Dalam suatu mesin Carnot, suhu

reservoir (yang mensuplai kalor) adalah 127 oC dan suhu kondensor

(yang menampung kalor yang

dibuang) adalah 27 oC. kalor yang diambil mesin persiklus adalah 6

Joule. Tentukanlah a. Kalor yang dibuang; b. Usaha yang dilakukan

mesin; c. Efisiensi mesin.

6. Hitunglah usaha yang dilakukan gas agar volumenya bertambah dari 4

liter menjadi 7 liter pada tekanan 1 atm!

7. Gas ideal monoatomik mula – mula

volumenya 3,5 m3, tekanannya 105 N/m2 dan suhunya 27oC. Gas ini

mengalami tekanan tetap sampai volumenya 10 m3. Tekanan: a. Suhu

akhir gas tersebut; b. Usaha yang dilakukan gas.

8. Suatu mol gas helium memuai secara isokhorik dari temperatur 60oC ke

temperatur 27oC. Bila tekanan awal gas 9,31 . 107 Pa. Tentukan: a.

Tekanan akhir gas; b. Adakah usaha yang dilakukan gas.

Termodinamika


9. 2,5 m3 gas neon bersuhu 52 oC dipanasikan secara isobarik sampai

91 oC. Jika tekanan gas neon adalah 4,0 x 105 N/m2. Tentukan usaha

yang dilakukan gas neon tersebut.

10. Sebuah pompa berbentuk silinder

berisi gas oksigen, pada temperatur 27 oC dan tekanan 5 atm serta

volume 80 liter. Kemudian pengisap diturunkan sehingga volume gas

menjadi 20 liter, suhu gas 127oC. tekanan gas tersebut pada saat itu

adalah … atm

11. Gas ideal memiliki tekanan 3 atm,

berapakah usaha yang dilakukan untuk mengembang-kan gas ideal

tersebut dari 4 liter menjadi 16 liter.

12. Suatu gas volume 0,5 m3 perlahan - lahan dipanaskan pada tekanan

tetap hingga volumenya menjadi 4 m3, jika usaha luar gas tersebut 2 x

105 joule, maka tekanan gas adalah …

13. Sebuah mesin Carnot bekerja di antara dua reservoir panas 127 oC

dan reservoir dingin 427 oC. jika mesin tersebut menyerap kalor 800

J dari reservoir panas, maka jumlah kalor yang dibuang dari mesin

adalah…

14. Suatu mesin Carnot, jika reservoir

panasnya bersuhu 400K akan mempunyai efisiensi 40%. Jika

reservoir panasnya bersuhu 800K, maka efisiensi-nya menjadi …

(nyatakan dalam %). Soal Soal Soal Soal menantanmenantanmenantanmenantangggg

15. Mesin Carnot beroperasi pada suhu

27 oC dan 327 oC menghasilkan

TERMODINAMIKA


kerja 20000 Joule. Panas yang dibuang ke reservoir bersuhu rendah

adalah…

16. Sejumlah gas ideal mengalami proses seperti gambar berikut ini. Tentukan

besar usaha yang dialami oleh gas

ideal tersebut!

17. Mesin Carnot reservoirnya ber-suhu 727oC dan 27oC. Efisiensi

mesin carnot tersebut adalah …

18. Suatu mesin Carnot mem-punyai efisiensi 90%, jika mesin tersebut

menyerap kalor sebesar 8100 Joule maka usaha yang dihasilkan

mesin tersebut adalah…

19. Suatu sistem memiliki energi

dalam sebesar 100 joule. Jika sistem tersebut menghasilkan usaha

sebesar 400 joule, besar energi kalor yang di terima sistem adalah

...

Termodinamika


20. Perhatikan gambar berikut ini!

Bila gas ideal melakukan proses ABC,

maka usaha total yang dilakukan gas adalah .......

21. Sebuah refrigerator membutuh-kan

usaha 68,2 kJ untuk membuat es batu dari 1 liter air pada suhu 10°C.

Tentukanlah: a. energi panas yang harus dikeluarkan, dan b. koefisien

performansi refrigerator.

22. Satu mol gas ideal yang menempati

suatu silinder berpengisap tanpa gesekan, mula-mula suhu gas adalah

T. Kemudian, gas tersebut dipanaskan pada tekanan konstan

sehingga volumenya menjadi 4 kali lebih besar. Jika R adalah tetapan

gas universal, besarnya usaha yang telah dilakukan oleh gas untuk

menaikkan volumenya tersebut adalah ….

23. Sebuah lemari es memiliki suhu paling rendah di dalamnya –15°C.

Jika suhu ruang di luar lemari es = 28°C, koefisien performansi lemari

es tersebut adalah ....

24. Efisiensi sebuah mesin Carnot adalah

¼. Dengan menurunkan suhu reservoir rendah sebesar 50°C,

efisiensi naik menjadi 3/5. Tentukanlah suhu reservoir rendah

dan reservoir tinggi mesin tersebut.

P (10P (10P (10P (105555) N/m) N/m) N/m) N/m2222

1111

VVVV (m(m(m(m3333))))

AAAA

BBBB CCCC 2222

2,52,52,52,5 5555 0000

TERMODINAMIKA


1. Segala sesuatu yang menjadi objek penelitian, disebut …

A. Lingkungan

B. Sistem

C. Gas

D. Tabung

E. Wadah

2. Segala sesuatu yang berada di luar sistem, disebut …

A. Sistem

B. Gas

C. Tabung

D. Lingkungan

E. Wadah

3. Satuan dari usaha luar adalah …

A. Atm

B. Newton

C. Joule

D. Kalor

E. Watt

4. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut!

1) Pada proses isokhorik, gas tidak melakukan usaha

2) Pada proses isobarik, gas selalu mengembang

3) Pada proses adiabatik, gas selalu mengembang

4) Pada proses isotermik, energi dalam gas tetap

Pernyataan yang sesuai dengan konsep termodinamika adalah ....

A. 1 dan 2 D. 2, 3 dan 4

B. 1, 2 dan 3 E. 3 dan 4

C. 1 dan 4

5. Sejumlah gas ideal yang mengalami proses adiabatic akan mengalami:

1) perubahan volume pada sistem itu

2) perubahan suhu pada sistem itu

3) perubahan tekanan pada sistem itu

4) pertukaran kalor antara sistem itu dengan luar sistem

Pernyataan yang benar adalah …

A. 1, 2, dan 3 D. 4 saja

B. 1 dan 3 E. 1, 2, 3, dan 4

C. 2 dan 4

6. Hukum Pertama Termodinamika menyatakan bahwa ....

A. kalor tidak dapat masuk ke dalam dan ke luar dari suatu sistem

B. energi bersifat kekal

C. energi dalam bersifat kekal

D. suhu adalah tetap

Termodinamika


E. sistem tidak mendapat usaha dari luar

7. Suatu sistem melepaskan panas 200 kalori tanpa melakukan usaha luar,

maka perubahan energi dalam sistem tersebut sebesar ....

A. –840 J D. 47,6 J

B. –480 J E. 470 J

C. –48 J.

8. Gas ideal dalam suatu ruangan mengalami proses pemuaian secara

adiabatik. Pada proses ini ….

A. dibutuhkan kalor untuk usaha kuat

B. dibutuhkan kalor untuk tambahan energi dalam

C. tekanan gas ideal bertambah

D. suhu gas ideal naik

E. suhu gas ideal turun

9. Perhatikan grafik hubungan tekanan (p) terhadap volume (V) gas berikut

ini.

Jika V1 = 10 cm3; V2 = 30 cm3; dan p dalam atm, maka usaha yang

dilakukan gas dari keadaan (A) ke keadaan (B) adalah ….

A. 20 joule D. 200joule

B. 40 joule E. 400 joule

C. 80 joule

10. Suatu gas ideal mengalami proses siklus seperti diagram p–V berikut.

Usaha yang dihasilkan pada siklus ini adalah ….

A. 200 kJ D. 800 kJ

B. 400 kJ E. 1.000 kJ

C. 600 kJ

11. Suatu sistem mengalami proses adiabatik. Pada sistem dilakukan usaha

sebesar 400 J. Jika perubahan energi dalam sistem adalah U dan kalor

yang diserap sistem adalah Q maka ....

TERMODINAMIKA


A. ∆U = –400 J D. Q = 400 J

B. ∆U = 400 J E. ∆U + Q = -400 J

C. ∆U = 0

12. Suatu mesin menerima kalor sebesar 200 kalori dari sebuah reservoir

bersuhu 400 K dan melepaskan 175 kalori ke sebuah reservoir lain yang

suhunya 320 K. Efisiensi mesin tersebut adalah ....

A. 12,5% D. 25,0%

B. 14,3% E. 87,5%

C. 20,0%

13. Sebuah mesin turbin memakai uap dengan suhu awal 550°C dan

membuangnya pada suhu 35°C. Efisiensi maksimum mesin turbin

tersebut adalah ….

A. 25% D. 66%

B. 33% E. 75%

C. 50%

14. Grafik berikut memberi hubungan antara tekanan (P) dan volume (V)

dari jumlah massa gas ideal.

Dari grafik tersebut, kalor yang dibutuhkan gas selama proses adalah ….

A. 1,5 joule

B. 2,1 joule

C. 3,5 joule

D. 4,0 joule

E. 6,0 joule

15. Sebuah mesin Carnot bekerja pada suhu antara 800 K dan 450 K, serta

membuang energi panas sebesar 1 kJ setiap siklusnya. Usaha mesin

setiap siklusnya adalah .…

A. 0,79 kJ. D. 1,72 kJ.

B. 1,00 kJ. E. 2,05 kJ.

C. 1,43 kJ.

16. Suatu gas volume 0,5 m3 perlahan-lahan dipanaskan pada tekanan tetap

hingga volumenya menjadi 2 m3, jika usaha luar gas tersebut 4 x

105 joule, maka tekanan gas adalah … N/m2

A. 2,7 x 105 D. 1,6 x 105

B. 2,0 x 105 E. 1,5 x 105

C. 2,5 x 105

17. Sebuah mesin Carnot bekerja di antara dua reservoir panas 487oC dan

reservoir dingin 107oC. jika mesin tersebut menyerap kalor 800 J dari

reservoir panas, maka jumlah kalor yang dibuang dari mesin adalah…

Termodinamika


A. 200 D. 800

B. 400 E. 1600

C. 600

18. Setiap siklusnya, mesin Carnot memperoleh kalor 80 kJ pada suhu 727oC

dan digunakan untuk melakukan usaha (kerja) sebanyak 48 kJ, mesin

melepaskan kalor sisa pada suhu … oC (soal menantang)

A. 400

B. 127

C. 500

D. 227

E. 177

19. Suatu mesin Carnot, jika reservoir panasnya bersuhu 400K akan

mempunyai efisiensi 40%. Jika reservoir panasnya bersuhu 640K, maka

efisiensinya menjadi … (nyatakan dalam %). (soal menantang)

A. 25

B. 50

C. 62,5

D. 6,25

E. 25,5

20. Mesin Carnot beroperasi pada suhu 27OC dan 177oC menghasilkan kerja

10000 Joule. Panas yang dibuang ke reservoir bersuhu rendah adalah …

A. 10000 Joule

B. 20000 Joule

C. 30000 Joule

D. 40000 Joule

E. 50000 Joule

*** *** *** *** Penghalang terbesar kesuksekan kitPenghalang terbesar kesuksekan kitPenghalang terbesar kesuksekan kitPenghalang terbesar kesuksekan kita adalah pikiran a adalah pikiran a adalah pikiran a adalah pikiran

kita sendiri, kita sendiri, kita sendiri, kita sendiri, bukan kecacatan dan kekurangan. ***bukan kecacatan dan kekurangan. ***bukan kecacatan dan kekurangan. ***bukan kecacatan dan kekurangan. ***

TERMODINAMIKA


Catatan :

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

_________________________________________________________

DAFTAR PUSTAKADAFTAR PUSTAKADAFTAR PUSTAKADAFTAR PUSTAKA

Foster, Bob. 2003. Terpadu Fisika SMU Kelas 3Terpadu Fisika SMU Kelas 3Terpadu Fisika SMU Kelas 3Terpadu Fisika SMU Kelas 3. Bandung: Erlangga.

Haliday, Resnick .1985.Fisika Jilid 1Fisika Jilid 1Fisika Jilid 1Fisika Jilid 1 dan 2dan 2dan 2dan 2 Edisi Ketiga.Edisi Ketiga.Edisi Ketiga.Edisi Ketiga. Bandung: Erlangga.

Hecht, Eugene dan Bueche Frederick J.2006. Schaum’s outlines Fisika Schaum’s outlines Fisika Schaum’s outlines Fisika Schaum’s outlines Fisika

Universitas Edisi Kesepuluh.Universitas Edisi Kesepuluh.Universitas Edisi Kesepuluh.Universitas Edisi Kesepuluh. Bandung: Erlangga

Kanginan, Marthen. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XFisika untuk SMA Kelas XFisika untuk SMA Kelas XFisika untuk SMA Kelas X. Bandung : Erlangga.

Kanginan, Marthen. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XIFisika untuk SMA Kelas XIFisika untuk SMA Kelas XIFisika untuk SMA Kelas XI. Bandung : Erlangga.

Kanginan, Marthen. 2008. Seribu Pena Fisika untuk SMA/MA Kelas XSeribu Pena Fisika untuk SMA/MA Kelas XSeribu Pena Fisika untuk SMA/MA Kelas XSeribu Pena Fisika untuk SMA/MA Kelas X.

Bandung : Erlangga.

Nugroho, Djoko. 2009. Mandiri Fisika untuk Kelas X dan XI.Mandiri Fisika untuk Kelas X dan XI.Mandiri Fisika untuk Kelas X dan XI.Mandiri Fisika untuk Kelas X dan XI. Jakarta:

Erlangga.

Rahman, Diaur. 2010. Kumpulan Soal Fisika.Kumpulan Soal Fisika.Kumpulan Soal Fisika.Kumpulan Soal Fisika. Malang: Proses terbit.

Sunardi, dkk. 2006. Fisika Bilingual SMA XI semester 1 dan 2. Fisika Bilingual SMA XI semester 1 dan 2. Fisika Bilingual SMA XI semester 1 dan 2. Fisika Bilingual SMA XI semester 1 dan 2. Bandung:

Yrama Widya.

Zailani, Ahmad, dkk. 2006.1700 Bank Soal Bimbin1700 Bank Soal Bimbin1700 Bank Soal Bimbin1700 Bank Soal Bimbingan Pemantapan Fisika gan Pemantapan Fisika gan Pemantapan Fisika gan Pemantapan Fisika

untuk SMA/Ma.untuk SMA/Ma.untuk SMA/Ma.untuk SMA/Ma. Bandung: Yrama Widya.

LAMPIRAN/APENDIXLAMPIRAN/APENDIXLAMPIRAN/APENDIXLAMPIRAN/APENDIX

Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran AAAA : Sistem Satuan Internasional: Sistem Satuan Internasional: Sistem Satuan Internasional: Sistem Satuan Internasional (SI)(SI)(SI)(SI)

KuantitasKuantitasKuantitasKuantitas NamaNamaNamaNama SimbolSimbolSimbolSimbol DimensiDimensiDimensiDimensi Panjang Meter M L Massa Kilogram Kg M Waktu Sekon s T Arus listrik Ampere A I Temperature Kelvin K θ Banyaknya zat Mol Mol N Intensitas cahaya Candela Cd J

Lampiran BLampiran BLampiran BLampiran B : : : : SI yang diturunkan dari namaSI yang diturunkan dari namaSI yang diturunkan dari namaSI yang diturunkan dari nama----nama khususnama khususnama khususnama khusus

KuantitasKuantitasKuantitasKuantitas NamaNamaNamaNama SimbolSimbolSimbolSimbol Satuan lainSatuan lainSatuan lainSatuan lain Satuan dasarSatuan dasarSatuan dasarSatuan dasar Frekuensi Hertz Hz - s-1 Gaya Newton N - Kg.m.s-2

Kalor, usaha, kerja Joule J N/m Kg.m2.s-2 Tekanan Pascal Pa N/m2 Kg.m-1.s-2 Daya Watt W J/s Kg.m2.s-3

Lampiran C : Beberapa konstanta fisika yang fundamentalLampiran C : Beberapa konstanta fisika yang fundamentalLampiran C : Beberapa konstanta fisika yang fundamentalLampiran C : Beberapa konstanta fisika yang fundamental

KonstantaKonstantaKonstantaKonstanta SimbolSimbolSimbolSimbol Nilai KomputasiNilai KomputasiNilai KomputasiNilai Komputasi Satuan Satuan Satuan Satuan Laju cahaya dalam vakum (ruang hampa) c 3,0 x 108 m/s Muatan dasar (elektron) e 1,6 x 10-19 C Panjang gelombang Compton electron R 8,31 J/mol.K Konstanta gas molar NA 6,02 x 1023 mol-1

k 1,38 x 10-23 J/K

Lampiran D : Lampiran D : Lampiran D : Lampiran D : Faktor Konversi Faktor Konversi Faktor Konversi Faktor Konversi

Satuan Satuan Satuan Satuan

PanjangPanjangPanjangPanjang CmCmCmCm MeterMeterMeterMeter KmKmKmKm InciInciInciInci Ft (kaki)Ft (kaki)Ft (kaki)Ft (kaki) milmilmilmil

1 cm1 cm1 cm1 cm 1 10-2 10-5 0,3937 3,28 x 10-2 6,2 x 10-6

1 Meter1 Meter1 Meter1 Meter 100 1 10-3 39,3 3,28 6,2 x 10-4

1 Km1 Km1 Km1 Km 105 103 1 3,93 x 104 3281 0,6214

1 Inci1 Inci1 Inci1 Inci 2,540 2,54 x 10-2 2,54 x 10-5 1 8,3 x 10-2 1,57 x 10-5

1 kaki1 kaki1 kaki1 kaki 30,48 0,3048 3,04 x 10-4 12 1 1,89 x 10-4

1 mil1 mil1 mil1 mil 1,609 x 105 1609 1,609 6,336 x 104 5280 1

Satuan Satuan Satuan Satuan volumevolumevolumevolume MeterMeterMeterMeter3333 cmcmcmcm3333 LiterLiterLiterLiter FtFtFtFt3333 InciInciInciInci3333

MeterMeterMeterMeter3333 1 106 103 35,31 6,102 x 104

cmcmcmcm3333 10-6 1 10-3 3,5 x 10-5 6,102 x 10-2

LiterLiterLiterLiter 10-3 103 1 3,5 x 10-2 61,02

FtFtFtFt3333 2,832 x 10-2 2,832 x 104 28,32 1 1728

InciInciInciInci3333 1,839 x 10-5 16,39 1,639 x 10-2 5,787 x 10-4 1

Satuan Satuan Satuan Satuan

TekananTekananTekananTekanan atmatmatmatm dyne/cmdyne/cmdyne/cmdyne/cm2222 inci airinci airinci airinci air cmcmcmcm----HgHgHgHg pascalpascalpascalpascal

atmatmatmatm 1 1,013 x 106 406,8 76 1,013 x 105

dyne/cmdyne/cmdyne/cmdyne/cm2222 9,86 x 10-7 1 4,01 x 10-4 7,5 x 10-5 0,1

inci airinci airinci airinci air 2,45 x 10-3 2491 1 0,1868 249,1

cmcmcmcm----HgHgHgHg 1,32 x 10-2 1,33 x 104 5,353 1 1333

pascalpascalpascalpascal 9,87 x 10-5 10 4,01 x 10-3 7,5 x 10-4 1

Lampiran E : Lampiran E : Lampiran E : Lampiran E : Simbol Matematika dan Alfabet Yunani Simbol Matematika dan Alfabet Yunani Simbol Matematika dan Alfabet Yunani Simbol Matematika dan Alfabet Yunani

a. Tanda dan simbol matematika

( )( )

sama dengan

kira-kira sama dengan

tidak sama dengan

identik dengan, didefinisikan sebagai

> lebih besar dari pada jauh lebih besar dari pada

> lebih kecil dari pada jauh lebih keci dari pada

l

=≅≠≡

>>

<<± ebih atau kurang

sebanding dengan

jumlah dari

x nilai x rata-rata

∝Σ

b. Alfabet yunani

Alpha Α α→ Nu Ν ν→ Beta βΒ → Xi Ξ ξ→

Gamma γΓ → Omicron Ο ο→

Delta ∆ δ→ Pi Π π→ Epsilon Ε ε→ Rho Ρ ρ→

Zeta Ζ ζ→ Sigma Σ σ→

Eta Η η→ Tau Τ τ→

Theta Θ θ→ Upsilon υϒ → Iota Ι ι→ Phi φΦ →

Kappa Κ κ→ Chi Χ χ→

Lambda Λ λ→ Psi Ψ ψ→

Mu µΜ → Omega Ω ω→

Documents

DDDDRRRR Ibnu Mas’Ibnu Mas’Ibnu Mas’uduuddud Owner drim ... · pendidikan, maka penulis menyusun buku Fisika untuk siswa SMK Jurusan Teknologi ini. Dengan buku fisika ini diharapkan