TUGAS TERSTRUKTUR FISIKASELURUH MAHASISWA AGROTEKNOLOGI
1) 1,5 m3gas helium yang bersuhu 27oC dipanaskan secara isobarik
sampai 87oC. Jika tekanan gas helium 2 x 105 N/m2, gas helium
melakukan usaha luar sebesar.?A. 60 kJ C. 280 kJ E. 660 kJB. 120 Kj
D. 480 kJ
PembahasanDiketahui:V1 = 1,5 m3T1 = 27oC = 300 KT2 = 87oC = 360
KP = 2 x 105 N/m2W = PVDitanyakan:V2.......?????Jawaban:V2/T2 =
V1/T1V2 = ( V1/T1 ) x T2 = ( 1,5/300 ) x 360 = 1,8 m3W = PV = 2 x
105(1,8 1,5) = 0,6 x 105 = 60 x 103 = 60 kJ2) Panas sebesar 12 kj
diberikan pada pada sepotong logam bermassa 2500 gram yang memiliki
suhu 30C. Jika kalor jenis logam adalah 0,2 kalori/grC, tentukan
suhu akhir logam!A. 33,3CC. 35,7C E. 40,3CB. 23,7CD. 31,6C
PembahasanDiketahui:Q = 12 kilojoule = 12000 joulem = 2500 gram
= 2,5 kgT1 = 30oCc = 0,2 kal/groC = 0,2 x 4200 joule/kg oC = 840
joule/kg oC T2 =...?Jawaban:Q = mcT12000 = (2,5)(840)TT =
12000/2100 = 5,71 oCT2 = T1 + T = 30 + 5,71 = 35,7C3) Dua plat
hitam tak berhingga yang suhunya masing masing 800 0C dan 300 0C
saling bertukar kalor melalui radiasi. Hitunglah perpindahan kalor
persatuan luas.a. 67,03 kW/m2 c. 69,03 kW/m2b. 68,03 kW/m2 d. 70,03
kW/m2
Pembahasan:q = A (T14 T24)q/A = (T14 T24)q/A = (5,669 x
10-8)(10734 5734)q/A = 69,03 kW/m2 4) Udara pada suhu 20 0C bertiup
diatas plat panas 50 x 75 cm. Suhu plat dijaga tetap 250 0C.
Koefisien perpindahan kalor konveksi adalah 25 W/m2 0C. Hitunglah
perpindahan kalor.a. 1,561 kWc. 2,156 kWb. 2,651 kWd. 2,543 kW
Pembahasan:q = h A (Tw - T) = (25)(0,50)(0,75)(250 20) = 2,156
kW5) Salah satu permukaan sebuah plat tembaga yang tebalnya 3 cm
mempunyai suhu tetap 4000C, sedangkan suhu permukaan yg sebelah
lagi dijaga tetap 100 0C. Berapa kalor yang berpindah melintasi
lempeng itu?a. 3,2 MW / m2c. 3,1 MW / m2b. 3,3 MW / m2d. 3,7 MW /
m2
Pembahasan:Dari lampiran tabel diketahui konduktivitas termal
tembaga adalah 370 W/m 0C. 6) Jika suhu pada thermometer Celcius
menunjukkan angka 27C, berapakah angka yang ditunjukkan oleh
temometer Fahrenhein pada keadaan yang sama?a. 80,3Cc. 80,5Cb.
80,4Cd. 80,6C
Pembahasan:
7) Apa hubungan antara temperatur dan energy kinetic?a. Semakin
tinggi temperature, energy kinetic semakin kecilb. Semakin tinggi
temperature, energy kinetic akan semakin menghilangc. Semakin
tinggi temperature, energy kinetic semakin besard. Semakin rendah
temperature, energy kinetic semakin besar8) Seratus gram air dengan
suhu 30OC dicampur dengan 50 gram air bersuhu 80OC, tentukan suhu
campurannya! (kalor jenis air-1 kal/gr.OC)a. 43,7 OCc. 45,7 OCb.
44,7 OCd. 46,7 OC
Pembahasan:Qdiserap=QdilepasQ1=Q2m1.c1.T1=m2.c2.T2100.1.(t-30) =
50.1.(80-t)2t-60 = 80-t3t = 140 t = 46,7 OC9) Sebuah benda sumber
panas mempunyai luas permukaan 10 cm2 dan emisivitasnya 0,4 bersuhu
727OC. Hitung kalor yang dipancarkan benda selama 1 menit.a. 136,08
jb.156,87 jc. 145,07 jd. 160,75 j
Pembahasan:A=10 cm2=0,001 m2= 0,4T=727+273=1000K= 5,67.10-8
W/m2.K4 t=60 sekonQ?Q= ..A.T4.t = 0,4. 5,67.10-8. 0,001. (1000)4.60
= 136,08 j10) Mesin pendingin ruangan mempunyai daya 500 W. Jika
suhu ruangan 3 dan suhu udara luar 27, berapa kalor yang diserap
mesin selama 1 menit ?a. 24x104 Jc. 26x104 Jb. 25x104 Jd. 27x104
J
Pembahasan:K = = = = = x 500 = 4500 J
Kalor yang diserap selama 1 menit sebesar = 4500 J x 60 s = 27 x
J11) Sebuah mesin carnot menyerap kalor 50 kkal dari reservoir yang
bersuhu 910 K dan melakukan usaha 3 x J. Hitunglah : a. Suhu
reservoir rendahb. Kalor yang dilepas c. Efisiensi mesin carnot
Pembahasan:Diketahui: = 50 kkal = 5 x kal = 5 x x 4.2 J = 21 x 3
x J = 910 KJawaban: Suhu = ( 1 - ) 3 x = (21 x ) (1- ) = 1- 780 K
Kalor yang dilepas (). = = (21 x - 3 x ) J = 18 x J c) = 100% =
100% = 14.3 %12) Untuk membuka tutup botol daro logam dilakukan
dengan menyiramkan air panas pada tutup botol tersebut. Hal ini
terjadi karena . . .a. Koefisien muai panjang tutup botol lebih
kecil daripada angka muai air panasb. Koefisien muai panjang tutup
botol lebih kecil daripada angka muai botol gelasc. Koefisien muai
panjang tutup botol lebih besar daripada angka muai air panasd.
Koefisien muai panjang tutup botol lebih besar daripada angka muai
tutup gelas13) Seorang anak ber masa 30 kg berada di dalam lift
yang bergerak k eats dengan percepatan 2 m/s2 berapakah gaya tekan
anak tersebut pada lantai lift. a. 360 Nc. 362 Nb. 361 Nd. 363
N
Pembahasan:F= m.a F- mg = m.a F= m.g + m.a = m(g+a) = 30. (10+2)
= 360 N (anggap g = 10 N/kg)14) Sebuah dinding ruangan seluas 100
m2 yang di cat hitamm permukaanya bersuhu 27 C. Berapakah kalor
yang terpancar dari permukaan dinding tersebut ?a. 49578 J/sc.
47895 J/sb. 45927 J/sd. 43897 J/s
Pembahasan:Karena dinding berwarna hitam, maka dianggap radiator
sempurna , suhu dinding 27 C= 273 + 27= 300 K. Aliran kalor yang
terpancar oleh dinding adalah:
= (1) (100) (5,6. 10 - 8)(300 4) = 45927 J/s atau 45927 W 15)
Berapa banyak kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 40 kg besi
yang semula 10 C menjadi 90 C?a. 353 kkalc. 352 kkalb. 354 kkald.
355 kkal
Pembahasan:C besi = 0.11 kkal / kg C dan perubahan suhunya (90
C- 10 C) = 80 CQ = m.c. = (40 Kg) (0.11 kkal / kg C) 80 C = 352
kkal16) 1 mol es (18 g) diletakkan di dalam calorimeter.
Thermometer didalam air memperlihatkan bahwa suhu air akan menurun
dengan melelehnya es. Secara spesifik, jika terdapat 4,5 kg air
didalam calorimeter suhunya akan berubah sebesar dengan melelehnya
seluruh es tersebut. Hitung kalor yang diserap oleh lingkungan ?a.
-2,61 kkalc. 2,16 kkalb. 2,61 kkald. -2,16 kkal
Pembahasan:Q= m.c. = (4,5 kg) ( 1.0 kkal/kg ) (- 0,58 = -2,61
kkal17) 500 gram es bersuhu 12C dipanaskan hingga suhu 2C. Jika
kalor jenis es adalah 0,5 kal/gC, tentukan banyak kalor yang
dibutuhkan, nyatakan dalam satuan joule!a. 10500 Jc. 10200 Jb.
10300 Jd. 10400 J
Pembahasan:Diketahui:m = 500 gram T1 = 12CT2 = 2CT = T2 T1 = 2o
(12 ) = 10Cc = 0,5 kalori/groC Ditanya: Q = ....?Jawaban:Q = mcTQ =
(500)(0,5)(10) = 2500 kalori1 kalori = 4,2 jouleQ = 2500 x 4,2 =
10500 joule18) 500 gram es bersuhu 0C hendak dicairkan hingga
keseluruhan es menjadi air yang bersuhu 0C. Jika kalor jenis es
adalah 0,5 kal/gC, dan kalor lebur es adalah 80 kal/gr, tentukan
banyak kalor yang dibutuhkan, nyatakan dalam kilokalori!a. 41
kkalc. 43 kkalb. 42 kkald. 40 kkal
Pembahasan:Diketahui:m = 500 gram L = 80 kalori/gr Ditanya: Q =
....?Jawaban:Q = mLQ = (500)(80) = 40000 kalori = 40 kkal19) Suatu
gas memiliki volume awal 2,0 m3 dipanaskan dengan kondisi isobaris
hingga volume akhirnya menjadi 4,5 m3. Jika tekanan gas adalah 2
atm, tentukan usaha luar gas tersebut!(1 atm = 1,01 x 105 Pa)a. 5,5
x 104 Jc. 5,005 x 104 Jb. 5,05 x 105 Jd. 5,50 x 105 J
Pembahasan:Diketahui:V2 = 4,5 m3 V1 = 2,0 m3 P = 2 atm = 2,02 x
105 PaIsobaris Tekanan TetapJawaban:W = P (V)W = P(V2 V1)W = 2,02 x
105 (4,5 2,0) = 5,05 x 105 joule20) Berapa banyak kalor yang
diperlukan untuk menaikkkan suhu 90 kg besi yang semula 10 C
menjadi 90 C?a. 792 kkalc. 678 kkalb. 879 kkald. 657 kkal
Pembahasan:c besi = 0,11 kkal/kg C Q = m.c. = (90 kg ) (0,11
kkal/kg C) (90 C- 10 C) = 792 kkal21) Saat t1 suhu berada pada 70F
berapakah suhu t1 pada saat C?a. 21,11Cc. 87,77Cb. 2,18C
Pembahasan:t1 (C) = 5/9 (t1 (F)-32)= 5/9 (70-32)= 21,11C22)
Udara pada suhu 20C bertiup diatas plat panas 50x75 cm. Suhu plat
dijaga tetap 250C. Koefisien perpindahan kalor konveksi adalah 25
W/m2 . hitung perpindahan kalor ?a. 3,750Cc. 2.156Cb. 3,775C
Pembahasan:q = h.A (Tw-T) = 25 . 0,50 . 0,75 (250-20) =
2.156,25C23) Ketel listrik membutuhkan waktu 15 menit untuk
memanaskan air dari 0C menjadi 100C dan 80 menit untuk mengubah air
100C menjadi uap seluruhnya berapakah besarnya panas yang di butuh
untuk menguap air tersebut?a. 6,5Cc. 9,5Cb. 5,33C
Pembahasan:0C >> 100C = 15 menit100C >> 0C = 80
menitQ1 = 0 Q2 = 100t1 = 15 t2 = 80t2/t1 x Q2 Q1 = 80/15 = 5,3324)
Konsep caloric adalaha. Jumlah kalor yang diperlukan untuk
menaikkan suhu 1 gram air murni sebesar satu derajat Celsius dari
18,5 C sampai 15,5 C b. Jumlah kalor yang diperlukan untuk
menaikkan suhu 1 gram air murni sebesar satu derajat Celsius dari
14,5 C sampai 15,5 C c. Jumlah kalor yang diperlukan untuk
menaikkan suhu 1 gram air murni sebesar satu derajat Celsius dari
19,5 C sampai 15,5 Cd. Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan
suhu 1 gram air murni sebesar satu derajat Celsius dari 15,5 C
sampai 15,5 C25) 1,5 m3 gas helium yang bersuhu 27oC dipanaskan
secara isobarik sampai 87oC. Jika tekanan gas helium 2 x 105 N/m2 ,
gas helium melakukan usaha luar sebesar....a. 60 kJc. 280 kJb. 120
kJd. 480 kJ
PembahasanDiketahui:V1 = 1,5 m3T1 = 27oC = 300 KT2 = 87oC = 360
KP = 2 x 105 N/m2
W = PVMencari V2 :V2/T2 = V1/T1V2 = ( V1/T1 ) x T2 = ( 1,5/300 )
x 360 = 1,8 m3W = PV = 2 x 105(1,8 1,5) = 0,6 x 105 = 60 x 103 = 60
kJ9
