SOAL LATIHAN TEORI K. G DAN TERMO KLAS XI IA FISIKA

1.      Gas dalam tabung yang suhunya 127°C dipanaskan pada volume tetap sehingga kecepatan rata-rata dari partikel gas menjadi dua kali semula. Hitung Perubahan suhu gas tersebut ?

        

2.      Suatu gas ideal pada tekanan P dan suhu 57°C dimampatkan sampai volumenya menjadi ½ kali semula. Hitung tekanan saat suhunya dilipatduakan menjadi 114°C?

        

3.      Kecepatan efektif molekul hidrogen pada suhu 108 K adalah V. Hitung Kecepatan efektif molekul hidrogen pada suhu 675 K ?

4.      Hitung Energi dalam suatu gas ideal (monoatomik) 5,0 mol pada suhu 57°C dalam kJ

         (R = 8,314 JK^-1 mol^-1).?

        

5.      Hitung Massa jenis udara (Mr = 28 kg/kmol) pada suhu 27°C dan tekanan atmosfer normal 1 atm dalam kg/m³?

6.      Sebuah tangki 800 liter berisi gas oksigen (Mr = 32 kg/kmol) pada suhu 27°C dan tekanan 6 atm. Hitung Massa gas oksigen dalam tangki itu (kg)?.

        

7.      Sejenis gas ideal bervolume 6 liter pada suhu 27°C. Gas ini dipanaskan dengan tekanan tetap 2 atm sampai suhunya 227°C, hitung usaha yang dilakukan gas (1 atm = 1,013 . 10⁵ Pa)?

        

8.      Dalam diagram di samping ditunjukkan hubungan antara tekanan (P) dan volumen (V) dari sejumlah massa gas ideal. Besar Usaha yang dilakukan gas selama proses A ke B ( Joule)?

9.      Sebuah bejana tertutup digunakan untuk memanaskan suatu gas. Setiap mol gas bermassa 60 gram. Gas itu mempunyai kapasitas kalor pada suhu rendah 650 J kg^-1K^-1 pada volume gas tetap. hitung Kapasitas kalor gas pada tekanan tetap (J/kg K)?

10.     Suatu sistem mempunyai volume tetap, meskipun suhunya dinaikkan. Bila suhu sistem dinaikkan dari 30°C menjadi 86°C, ternyata mengalami perubahan energi

         dalam 1.792 Joule. Hitung Kapasitas kalor sistem (J/K)?

11.     Sebuah mesin Carnot bekerja pada suhu reservoir antara 300 K dan 800 K.hitung Efisiensi mesin tersebut ?

12.     Menurut teori kinetik gas, tekanan gas dalam ruang tertutup:

         1. berbanding lurus dengan energi kinetik rata-rata partikel.

         2. berbanding terbalik dengan volume gas dalam ruang.

         3. berbanding lurus dengan jumlah partikel gas.

         4. berbanding terbalik dengan kuadrat kecepatan partikel gas.

         Pernyataan-pernyataan yang benar adalah …

13.     Di dalam ruang tertutup yang volumenya 1 m³ terdapat gas bertekanan p. Bila kecepatan gerak partikel-partikel gas menjadi dua kali semula, hitung besar tekanannya ?

14.     Massa jenis gas nitrogen pada keadaan normal (r = 1 atm dan t = 0°C) adalah 1,25 kg/m³.  

        Hitung Massa jenis gas nitrogen pada suhu 50°C dan tekanan 72 cm Hg (kg cm³)?

15.     5 mol gas dalam sebuah ruang mempunyai tekanan 1,2.10⁵ Pa, sedangkan volume gas

        adalah 60 liter.hitung Energi kinetik rata-rata tiap partikel gas dalam Joule?

16.     Sebuah partikel pada tekanan P atm mempunyai kelajuan rata-rata V. Apabila besar tekanan diubah menjadi  4 kalinya, hitung kelajuan rata-ratanya dibandingkan dengan kelajuan semula?

17.     Sebuah bejana tertutup digunakan untuk memanaskan suatu gas. Setiap mol gas bermassa 50 gram. Gas itu mempunyai kapasitas kalor pada suhu rendah 650 Jkg^-1K^-1 pada volume tetap. Hitung Kapasitas kalor gas pada tekanan tetap (Jkg^-1K^-1)?

18.     10 mol gas ideal monoatomik mempunyai suhu 67°C. hitung Kapasitas kalor gas itu pada volume tetap  dalam JK^-1 (R = 8,31 JK^-1 mol^-1)?

19.     Sebuah tabung penghisap berisi 0,8 m³ gas ideal dengan tekanan 10 atm. Tabung gas kemudian dipanaskan sehingga volume gas menjadi 0,4 m³. Jika pada pemanasan tersebut gas menyerap kalor sebesar 8.10⁴ Joule, hitung perubahan energi dalam gas dalam kJ?

20.     hitung kalor yang diserap oleh sejumlah gas yang dinaikkan suhunya dari 32°C menjadi 60°C dengan kapasitas kalor pada tekanan tetap 641 JK^-1 dalam Joule?

21.     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 … 

22.     Perhatikan grafik berikut! Jika 1 atmosfer = 1,01x10⁵ Nm^-2, hitung usaha yang dilakukan gas sehingga volumenya mengembang dari 4 liter menjadi 6 liter dalam Joule?

23.     Sejenis gas ideal bervolume 3 L pada suhu 127°C. Gas ini dipanaskan dengan tekanan tetap 4 atm sampai suhunya 327°C, hitung usaha yang dilakukan gas ?

24.     Sebuah mesin Carrot bekerja pada suhu reservoir antara 300 K dan 800 K. hitung Efisiensi mesin tersebut ?

        

25.     Reservoir mesin Carrot bersuhu 800 K dan 400 K. Jika mesin tersebut melakukan usaha sebesar 1.600 J, hitung panas yang diserap mesin dalam Joule?

26.     Reservoir bersuhu tinggi pada mesin Carnot adalah 800 K dan reservoir suhu rendahnya 300 K. Kalor yang diserap mesin dari reservoir suhu tinggi sebesar 20.000 Joule. hitung Usaha yang dihasilkan mesin dalam Joule?

27.     Sebuah mesin Carnot setiap siklusnya menerima energi dari reservoir suhu tinggi sebesar 12.000 Joule dan membuang energi 4.000 Joule ke reservoir suhu rendah. hitung efisiensi mesin ?

28.     Sebuah mesin melakukan usaha luar sebesar 2.500 Joule dan kalor yang dibuang ke tandon bersuhu rendah adalah 700 kalori. hitung Kalor yang diserap dari tandon bersuhu tinggi dalam J?

tugas FISIKA KAMIS 12 MEI 2011 KLAS XI IA

1. Batang AB massa 4 kg diputar melalui titik A, ternyata batang ini memiliki momen inersia 8 kg m².

Hitung momen inersia batang  bila diputar : a)  melalui titik pusat O (di mana AO = OB) ?
                                                                      b) melalui titik pusat A  ?  

2.  Seutas tali dililitkan pada sebuah katrol berjari-jari 10 cm dan pada ujungnya di berikan beban 0,4 kg
    (g = 10 m/s² ) sehingga katrol berputar. Apabila momen inersia katrol 4 x 10^-3 kg m², titung  besar tegangan    
    tali  ?

3. Gambar di bawah menunjukkan selembar karton homogen yang terdiri dari 2 bangun yaitu bujur sangkar dan segitiga sama kaki. 

Hitung koordinat titik berat benda terhadap titik A ?

 4. Sebuah pompa hidrolik mempunyai dimeter 20 cm dan 2 cm, pada piston berdiameter 20 cm 
    digunakan untuk  mengangkat sebuah mobil yang massanya 800 kg, dengan g = 10 m/s² , hitung gaya
    tekan yang diberikan pada  piston yang berdiameter 2 cm untuk mengangkat mobil tersebut?

5. Sebongkah es massa 1.000 gram mempunyai massa jenis 800 kg/m³ , terapung diair yang massa
    jenisnya 1   gram/cm³, hitung volume air yang muncul diatas permukaan air  (g = 10 ms²)?

6. Sebuah kelereng berdiameter 2 cm jatuh bebas dari permukaan fluida yang mempunyai koefisien 
    kekentalan 3. 10^-2 Pa.s, dengan massa jenis zat cair 900 kg/m³, dan massa jenis kelereng 3600 kg/m³,
   dan g = 10 m/s², hitung kecepatan terminal kelereng tersebut?

 7.Air mengalir dalam suatu pipa berdiameter 3 cm dengan kecepatan 1,6 m/s, menuju pipa 
   berdiameter 2 cm.  Hitung kecepatan saat air keluar dari pipa berdiameter 2 cm tersebut?  

                               

                                                           

LISTRIK DINAMIS

LISTRIK DINAMIS

1.      Pengertian Arus Listrik

Arus listrik adalah aliran muatan listrik yang melewati kawat penghantar tiap satuan waktu. Arah arus listrik searah dengan arah gerak muatan positip dan banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui penghantar setiap satu satuan waktu, biasa disebut kuat arus dapat ditulis dengan persamaan :

Q = Jumlah muatan (Coulomb)

t = Lamanya muatan mengalir (detik)

I = Kuat arus listrik (ampere)

V = Tegangan arus listrik (volt)

R = Hambatan arus listrik (Ω atau ohm)

2.      Hukum Ohm

Perhatikan rangkaian berikut : 

Dalam rangkaian tertutup, arus yang mengalir ditimbulkan oleh sumber tegangan. Semakin besar sumber tegangan, semakin besar kuat arus listrik yang mengalir. Hubungan tegangan arus listrik dan kuat arus listrik tersebut pertama kali diselidiki oleh seorang ahli fisika dari jerman George Simon Ohm (1787 – 1854) dan dirumuskan sebagai hukum Ohm, yaitu; Besar kuat arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar berbanding lurus dengan beda potensial ujung-ujung penghantar tersebut.

            Secara matematis ditulis sebagai berikut :

           

Tetapan k kemudian dinyatakan sebagai hambatan pemnghantar (resistor =R), sehingga persamaannya menjadi :

3.      Susunan Hambatan Listrik

4.      Hambatan Suatu Penghantar

Besar kecilnya hambatan suatu penghantar bergantung antara lain pada panjang kawat penghantar, luas penampang penghantar, dan jenis kawat penghantar yang dipakai. Jika ditulis dalam persamaan yaitu :

keterangan :

R = hambatan (ohm = Ω)

ρ = hambatan jenis kawat penghantar (ohm.m)

l = panjang penghantar (m)

A = luas penampang penghantar (m²)

Perubahan suhu juga akan mempengaruhi besarnya suatu hambatan.

keterangan :

Rt = Hambatan pada suhu ke-t (ohm)

Ro = Hambatan pada suhu awal (ohm)

α = koefisien muai panjang kawat

Δt = pertambahan suhu

5.      Hukum Kirchoff

Seorang ahli fisika Gustav Kichoff (1824 – 1887) mengemukakan aturan yang

berkaitan dengan cara menghitung kuat arus, beda potensial dua titik dalam rangkaian listrik. Aturan yang dikemukakan kirchoff tersebut dikenal dengan hukum Kirchoff.

a.      Hukum I Kirchoff

Hukum I Kirchoff, yang menyatakan;

Dalam suatu rangkaian bercabang, jumlah kuat arus yang masuk titik cabang

sama dengan jumlah kuat arus yang meninggalkan titik cabang tersebut.

Secara matematis Hukum Kirchoff dapat ditulis :

b.      Hukum II Kirchoff

Gambar di atas adalah rangkaian tertutup yang disusun oleh beberapa sumber tegangan dan hambatan listrik. Pada rangkaian tersebut dapat kita buat satu loop. Untuk rangkaian tertutup dengan beberapa sumber tegangan dan hambatan, maka berlaku hukum II Kirchoff, yaitu :

Pada rangkaian tertutup, jumlah aljabar gaya gerak listrik (GGL) dengan jumlah aljabar dari penurunan tegangan (hasil kali kuat arus dan hambatan) adalah sama dengan nol. Bisa juga dinyatakan dalam persamaan yaitu :

• perjanjian Tanda :

- E dan I bernilai (+) jika searah loop yang dibuat,

- E dan I bernilai (–) jika berlawanan arah loop yang dibuat.

6.      Energi dan Daya Listrik

a.      Energi listrik (W) : usaha listrik untuk memindahkan muatan q melintasi beda potensial V.

b.      Daya listrik (P) : energi listrik yang terpakai dalam selang waktu tertentu.

Contoh Soal :

1.      Pada suatu kawat penghantar mengalir arus listrik sebesar 3 A, jika hambatan kawat penghantar tersebut 4 Ω, tentukan besar tegangan ujung-ujung kawat penghantar tersebut !

Jawab :

V = I.R

    = 3 A . 4 Ω

    = 12 Volt

2.       Dalam suatu kawat penghantar mengalir 45 C muatan selama 5 menit. Tentukan besar kuat arus yang mengalir dalam kawat penghantar tersebut!

Jawab :

I = Q/t

  = 45 C/300 s = 0,15 A

1.      Perhatikan rangkaian hambatan pada gambar berikut!

Hanbatan total dari ketiga resistor adalah ..

3Ω

                                         4 Ω

                        2 Ω

           

2.      Jika arus yang mengalir pada rangkaian dibawah ini adalah 3 A, maka besarnya gaya gerak listrik adalah.....

 

                                               E

                                           r= 17 Ω

 

                                        7 Ω

3.      Sepotong kawat yang memiliki panjang 2,5 m dan jari-jari 0, 65 mm mempunyai hambatan 2 ohm. Jika panjang dan jari-jarinya diubah menjadi dua kali semula, hambatannya menjadi ....ohm

4.      Empat buah elemen masing-masing dengal ggl 2,5 volt hambatan dalam 0, 3 ohm disusun secara seri , kemudian dipakai untuk menyalakan lampu. Kuat arus yang melalui lampu 0,5 Ampere. Hambatan lampu tersebut adalah....ohm

5.      Hambatan paling besar yang diperoleh dari kombinasi hambatan yang masing-masing besarnya 10 Ω, 20 Ω, 25Ω, dan 50 Ω adalah .... Ω