Uji Kompetensi Termodinamika 2 Sem 2 2009 Smukie

SMAK 1 PENABUR Nama :__________________ Fisika Asyik kelas XI semester 2 Kls/No:__________/_______

Joshua Untung W.

Uji Kompetensi Akhir Semester, Selasa 9 Mei 2009

The

Guru of Φ

TERMODINAMIKA II Setiap cerita pasti memiliki akhir. Tapi dalam kehidupan, setiap akhir adalah awal yang baru… 1. Di titik A, pada sebuah siklus Carnot, sebanyak 2,34 mol gas mono atomik memiliki tekanan 1 400 kPa, volumenya 10,0 L, and temperature 720 K. Mula-mula gas berekspansi secara isothermal ke titik B, lalu ekspansi adiabatik ke titik C, dimana volumenya 24,0 L. Kompresi isothermal membawanya ke titik D, dimana volumenya menjadi 15,0 L. Proses Adiabatik membawanya ke titik asal. Untuk kasus ini, γ = 5/3 dan R = 8,314 J/mol.K (a) Buatlah sketsa/diagram P-V keadaan ini.

(b) Tentukan nilai-nilai yang belum diketahui, Tekanan, Volume dan Suhu, lalu lengkapi tabel berikut. Petunjuk: MULAILAH DARI KOTAK BERTANDA ∗. TULISKAN CARA SINGKAT MENGERJAKAN TIAP KOTAK DI LEMBAR KERTAS ULANGAN. Posisi

Tekanan (Pa)

Volume (L)

Suhu (K)

A

1400 k

10,0

720

B C D

24,0 ∗

15,0

(c) Tentukan energi yang ditambahkan oleh Panas(Q), Usaha (W) yang dilakukan dan perubahan energi dalam (W) pada tiap proses: A  B; B  C; C D dan D  A Proses

(∆U)

(W)

(Q)

AB BC CD DA (d) Tunjukkan bahwa W/Q = 1 – TC/TA, yang merupakan efisiensi Mesin Carnot.

SMAK 1 PENABUR Nama :__________________ Fisika Asyik kelas XI semester 2 Kls/No:__________/_______

Joshua Untung W.

2.

Model sebuah mesin, seperti pada gambar di bawah ini, memiliki rasio kompresi VA/VB = 8,00. Pada mulanya di A, proses kompresi 500 cm3 gas pada 100 kPa dan 20.0°C. Pada awal ekspansi adiabatic, suhunya 750°C. Model yang bekerja adalah fluida gas ideal dengan energi dalam U = n.CV.T = 2,50.n.R.T dan γ = 1,40.

Proses Adiabatik

(a) Isilah tabel dibawah ini untuk mengetahui keadaan gas : Posisi

T (K)

P (kPa)

V (cm3)

A

293

100

500

U (J)

B C

1.023

D

(b) Isilah tabel berikut untuk merekam prosesnya; Proses

Panas (Q)

Perubahan Energi (∆U)

Kerja (W)

AB BC CD DA ABCDA (c) Tentukan kalor yang masuk Qh, kalor yang keluar Qc dan Usaha yang dihasilkan W.

(d) Hitung efisiensi termal

(e) Untuk mendapatkan daya keluaran sebesar 1,00 kW, berapa siklus per menit yang harus dilakukan oleh silinder?

3. Tuliskan jawaban nomor 3 ini di kertas ulangan. a). Tuliskan Hukum ke-2 Termodinamika menurut Clausius. b). Tuliskan dengan kata-katamu sendiri, 4 proses dalam siklus Carnot. Juga lengkapi tabel ini dengan tanda + atau -. Gambarkan silus itu pada grafik P-V. Proses Q ∆U W

SMAK 1 PENABUR Nama :__________________ Fisika Asyik kelas XI semester 2 Kls/No:__________/_______

Joshua Untung W. c). Tuliskan Definisi efisiensi mesin kalor η, dan definisi koefisien performansi COP sebuah mesin pendingin.

The Guru of Φ