Soal UTS termodinamika dan Jawabannya

Berikut ini saya upload soal UTS termodinamika dan pembahasannya, mohon diperiksa lagi perhitungannya, takutnya karena kurang teliti ada yg salah hitung.

UTS termodinamika sekali ini benar-benar mengecewakan dan jauh dari harapan. Semoga tidak terulang di UAS dan perlu diingat, UAS tidak ada remidial dan saya tidak akan menolong dengan mengkatrol nilai saudara karena ini adalah salah satu mata kuliah inti. Bila anda tidak lulus ya tetap tidak lulus dan harus mengulang kembali tahun depan !

 

1.  Andi berniat membuat suatu termometer setelah mengikuti kuliah termodinamika. Ketika Andi mencelupkan termometernya pada air membeku dan air mendidih, termometernya menunjukkan angka -30oA dan 80oA.
a. Berapakah pembacaan termometer Andi pada suhu ruang, 25oC?
b. Termometer Andi menunjukkan Angka 100oA ketika disentuhkan ke suatu besi panas. Berapa suhu besi tersebut dalam derajat Fahrenheit?

Jawab:

Soal no 1 ini bukan soal termodinamika, tetapi lebih ke fisika panas sub pokok bahasan tentang termometer. Cara mudah untuk menjawabnya buat saja perbandingan kedua termometer. Berikut lengkapnya.

gbr1gbr 2gbr 3

gbr 4Jadi apabila termometer Andi menunjukan 100 oA maka termometer Fahrenheit akan menunjukan temperatur 244,72 oF

 

2.  Sebuah alat silinder dengan piston diisi dengan gas nitrogen sebanyak 0,8 kg dengan tekanan awal 100 kPa dan temperatur awal 27oC. Nitrogen dikompresi dengan perlahan-lahan dalam proses polytropis mengikuti persamaan p.V1,3 = C hingga volume akhir menjadi ½ dari volume awalnya, Hitunglah kerja yang dilakukan pada piston dan panas yang ditransfer selama proses ini. (R = 0,297 kPa.m3/kg.K & cp = 1,039 kJ/kg.K). Kemudian gambarkan dengan skala PV diagram untuk proses tersebut.

Jawab:

diketahui :

gas nitrogen dengan R = 0,297 kPa.m3/kg.K dan cp = 1,039kJ/kg.K

Massa gas = 0,8 kg

tekanan awal (p1) = 100 kPa

temperatur awal (T1) = 27oC

proses mengikuti proses politropis yaitu  p.V1,3 = C

volume awal = 2 kali volume akhir atau V1 = 2V2

Ditanya :

a. Kerja (W12)

b. Kalor (Q12)

Penyelasaian :

a. Asumsi nitrogen sebagai gas ideal, dan persamaan gas ideal adalah :gbr5

 

Proses politropis dengan persamaan :

gbr6

Kerja yang dilakukan oleh piston (Proses kompresi V1 > V2 maka kerja masuk ke sistem (negatif)):

gbr7

b. Perubahan kalor selama proses ini :

gbr8

Panas jenis pada volume konstan dapat dihitung :

gbr9

Temperatur akhir :

gbr10

Maka perubahan kalor:

gbr11 Gambar p-V diagram adalah :

gbr12

3.  Galuh menemukan suatu bahan panjang di laboratorium Fisika dan ingin mengetahui jenis bahan tersebut. Dia mengukur panjang bahan tersebut pada suhu ruang (25 oC) dan mencatat bahwa panjang bahannya adalah 60 cm. Kemudian Dia memanaskan bahan tersebut hingga 85oC dan mengukur kembali panjang bahannya, dia menemukan bahwa panjangnya menjadi 60,0012 cm. Tentukan koefisien muai dari bahan yang ditemukan oleh Galuh

Jawab :

Soal No 3 ini juga tidak termasuk soal termodinamika, tetapi lebih ke fisika panas sub pokok bahasan tentang pemuaian zat. Berikut ini cara menyelesaikannya.

diketahui :

Panjang awal logam (l0) = 60 cm

Panjang akhir logam (l1) = 60,0012 cm

Temperatur awal logam (T1) = 25 oC

Temperatur akhir logam (T2) = 85 oC

ditanyakan :

koefisien muai panjang ( α) ?

Penyelesaian :

gbr13

Jadi koefisien muai panjang logam tersebut adalah 3,33 x 10-7 1/oC

 

4.  Sebuah kampus memiliki 300 ruang kelas, 200 ruang kantor dan 5 laboratorium. Tiap-tiap ruang kelas dilengkapi dengan 12 lampu yang mengkonsumsi energi listrik 110 Watt per lampu, ruang kantor dilengkapi dengan 6 unit lampu yang memiliki daya 100 Watt per lampu. Sedangkan laboratorium dilengkapi dengan 12 set lampu dengan daya 200 Watt per unit. Semua lampu dinyalakan 18 jam per hari selama 320 hari dalam setahun. Bila harga energi listrik Rp 100 / kWh, hitunglah :

  1. Biaya yang harus dikeluarkan untuk membayar total penggunaan energi listrik selama 1 semester.
  2. Biaya yang harus dikeluarkan untuk membayar total penggunaan energi listrik selama satu tahun.
  3. Jika lampu ruang kelas hanya dinyalakan 10 jam per hari dan lampu kantor dinyalakan 12 jam per hari dan lampu laboratorium dinyalakan 8 jam per hari, hitunglah berapa rupiah uang yang dapat dihemat

Jawab :

Soal no 4 ini juga tidak termasuk soal termodinamika , tetapi lebih ke analisis biaya dan sangat mudah untuk dikerjakan. Caranya? buat tabel seperti berikut ini.

Jawaban a dan b :

gbr14

c. Besar penghematan :

gbr15

5. Dalam sebuah tabung yang tertutup rapat, terdapat gas yang tekanannya 101 kPa dan volumenya 10 liter. Suhu dalam tabung tersebut adalah 27oC. Dedy kemudian memanaskan tabung ini menjadi 100oC, hitung berapa tekanan dalam tabung tersebut jika dianggap perubahan volume tabung sangat kecil

 Jawab :

soal no 5 ini soal termodinamika yg sangat mudah dan merupakan bonus.

diketahui :

Tekanan awal gas  (p1) = 101 kPa

Temperatur awal gas (T1) = 27oC = 300 K

Temperatur akhir gas (T2)=100oC = 373 K

volume gas = 10 liter dan volume ini tidak berubah. Proses berlangsung pada volume konstan.

ditanya :

berapa tekanan akhir gas (p2) ?

Penyelesaikan :

gbr16

Maka tekanan akhir gas dalam tabung adalah : 125,576 kPa

 

Soal-soal UTS termodinamika ini sangat mudah. dari 5 soal hanya 1 soal yang benar-benar membahas tentang termodinamika, tetapi mengapa nilai ujian menjadi jeblok ? jawabnya

1. tidak belajar karena merasa bisa sehingga menganggap remeh pelajaran dengan kata lain SOMBONG !

2. tidak pernah mengikuti responsi, padahal 4 soal telah dibahas di responsi dan 1 soal dibahas dikuliah. kembali lagi karena merasa diri sendiri sudah jago, sehingga tidak butuh responsi sekali lagi SOMBONG !

perlu diingat : orang yg sombong dan merasa dirinya sudah pandai bisa dipastikan 100 % gagal di ujian. ” RENDAH DIRI ADALAH PERMULAAN DARI ILMU PENGETAHUAN” camkan itu !!!

 

 

Posted on Mei 17, 2014, in Fisika and tagged . Bookmark the permalink. 1 Komentar.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: