SOAL-SO AZAS BERNOULLI DALAM PENERAPANNYA , FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI ENERGI KINETIK GAS DAN BESARAN FISIS DALAM PROSES TERMODINAMIKA

SKL3 : MENDESKRIPSIKAN AZAS BERNOULLI DALAM PENERAPANNYA

1. Gambar berikut ini menunjukkan penampang sayap pesawat

1.   Ketika pesawat akan mendarat, pilot harus mengatur posisi sayap agar....

     a. F₁ = F₂               b. v₁> v₂              c. v₁< v₂           d. v₁= v₂             e. F₁ > F₂

2.   Pernyataan dibawah ini yang berkaitan dengan gaya angkat pesawat terbang yang benar adalah....

     a. tekanan udara diatas sayap lebih besar daripada tekanan udara dibawah sayap

     b. tekanan udara dibawah sayap tidak berpengaruh terhadap gaya angkat pesawat

     c. kecepatan aliran udara diatas sayap lebih besar daripada kecepatan aliran udara dibawah sayap

     d. kecepatan aliran udara diatas sayap lebih kecil daripada kecepatan aliran udara dibawah sayap

     e. kecepatan aliran udara tidak mempengaruhi gaya angkat pesawat

3.   Gambar berikut ini menunjukkan penampang sayap pesawat

      Ketika pesawat akan mendarat, pilot harus mengatur posisi sayap agar....

      a. F₁ = F₂               b. v₁> v₂              c. v₁< v₂           d. v₁= v₂             e. F₁ > F₂

4.   Tekanan udara dibagian atas sayap pesawat terbang lebih kecil daripada tekanan dibagian bawah. Oleh karena itu pesawat akan....

      a. stabil                  b. terangkat     c. mendarat     d. melayang     e. tidak stabil

5.   Gaya angkat sayap pesawat terbang yang sedang terbang terjadi karena....

      a. kecepatan udara disisi atas sayap lebih besar daripada disisi bawahnya

      b. tekanan disisi bawah sayap lebih kecil daripada tekanan disisi atas sayap

      c. pengaturan titik berat sayap pesawat yang tepat

      d. perubahan momentum dari sayap pesawat

      e. berat sayap pesawat lebih kecil daripada berat udara yang dipindahkan

6. Gambar menunjukkan penampang melintang sebuah sayap pesawat terbang yang sedang bergerak dilandasan pacu dengan laju v = m/s. Garis diatas dan dibawah sayap menggambarkan aliran udara. Pesawat dapat terangkat jika....

      a. v₂ > v₁ sehingga p₁< p₂                   c. v₁ > v₂ sehingga p₁< p₂

      b. v₂ > v₁ sehingga p₁ > p₂             d. v₁ > v₂ sehingga p₁ > p₂         e. v₁<v₂ shg p₁< p₂

7.  Tekanan bagian atas sayap pesawat lebih kecil daripada tekanan bagian bawah sayap pesawat. Keadaan yang seperti ini disebabkan....

     a. aliran udara diatas dan dibawah pesawat berbeda

     b. aliran udara diatas dan dibawah pesawat sama

     c. aliran udara diatas sayap lebih besar dibanding dibawah sayap

     d. aliran udara dibawah sayap lebih besar dibanding diatas sayap

     e. perbandingan aliran udara diatas dan dibawah sayap tidak stabil

8.Dari gambar aliran udara pada sayap pesawat terbang diatas dapat dituliskan persamaan:

1. F₁- F₂ = m g
2. F₁- F₂ =(ρ₁- ρ₂) A
3. F₁- F₂ > m g
4. F₁- F₂ > (ρ₂- ρ₁) A

    Persamaan yang menunjukkan gaya yang menyebabkan pesawat terangkat adalah....

    a. 1 saja                 b. 1 dan 3        c. 1 dan 4        d. 3 dan 4        e. 4 saja

9.   Agar pesawat terbang melayang dengan ketinggian tetap, maka....

     a. gaya angkat pesawat harus sama dengan gaya berat pesawat

     b. gaya angkat pesawat harus lebih besar daripada berat pesawat

     c. gaya angkat pesawat harus lebih kecil daripada besar pesawat

    d. kecepatan aliran udara sayap bagian atas lebih besar dibanding kecepatan aliraan udara sayap bagian bawah

     MENENTUKAN VARIABEL-VARIABEL PADA PERSAMAAN UMUM GAS IDEAL

1. Gas ideal yang berada dalam suatu bejana dimampatkan ( ditekan )maka gas akan mengalami....
1. penurunan laju partikel            d. kenaikan suhu
2. penurunan suhu                       e. penambahan partikel gas
3. penurunan partikel gas

2.      Gas ideal berada dalam ruang tertutup dengan volume V, tekanan P dan suhu T, apabila volumnya mengalami perubahan menjadi ½ kali semula dan suhunya dinaikkan menjadi 4 kali semula, maka tekanan gas yang berada dalam system tsb menjadi....

            a. 8 P₁              b. 2 P₁                  c. ½ P₁                 d. 1/4 P₁              e. 1/8  P₁

3.         Sebanyak 3 liter gas argon bersuhu 27⁰C pada tekanan 1 atm berada dlm tabung, jika konstanta gas umum R= 8,314 J/mK dan banyak partikel dalam 1 mol gas 6,02 x 10²³, maka banyak partikel gas Argon adalah....partikel

            a. 0,83x10²³     b. 0,72x10²³      c. 0,42x10²³       d. 0,22x10²³      e.0,12x10²³

4.      Banyak partikel gas argon dalam tabung pada suhu 27⁰C dan tekanan 1 atm adalah 7,2 x10²² partikel. jika konstanta gas umum R= 8,314 J/mK dan banyak partikel dalam 1 mol gas ( N_o = 6,02 x 10²³ ) volume gas argon dalam tabung sebesar....L

            a. 2983,1         b. 1964,2         c. 196,4           d. 94,2             e. 2,983

5.         Suatu gas ideal memiliki suhu ahir setengah suhu awal. Tekanan awal dan akhir gas ideal tsb memiliki perbandingan....

            a. 1:2               b. 1:4               c. 1:5               d. 2:1               e. 2:5  

6.         Suhu suatu gas ideal yang mengalami isobaric turun menjadi 1/5 kali suhu awal. Volume awal gas ideal tsb sebanyak.... kali volume akhir

            a. 5/2               b. 5                  c. 10                d. 15                e. 20

7.    10 liter gas ideal suhunya 127⁰C mempunyai tekanan 165,6 N/m² maka banyaknya     

          partikel gas tsb adalah....buah

a. 2 x 10¹⁹        b. 3 x 10¹⁹          c. 2 x 10²⁰        d. 3 x 10²⁰       e. 5 x 10²⁰

SKL3 : MENJELASKAN FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI ENERGI KINETIK GAS

1.                  Suhu gas ideal dalam tabung dirumuskan E_k= kT, T menyatakan suhu mutlak dan E_k = energi kinetic rata-rata molekul gas. Berdasarkan persamaan diatas....

a.       semakin tinggi suhu gas, energi kinetiknya semakin kecil

b.      semakin tinggi suhu gas, gerak partikel gas semakin lambat

c.       semakin tinggi suhu gas, gerak partikel gas semakin cepat

d.      suhu gas berbanding terbalik dengan energi kinetic gas

e.       suhu gas tidak mempengaruhi gerak partikel gas

2.                  Gas ideal dlm ruang tertutup bersuhu T Kelvin mengalami penurunan suhu menjadi ½ T Kelvin. Perbandingan energi kinetic sebelum dan sesudah penurunan suhu adalah....

a. 1: 4        b. 1: 2              c. √2 : 1                       d. 2 : 1             e. 4 : 1

 3.   Tekanan gas ideal dalam ruang tertutup terhadap dinding tabung dirumuskan p =E_k. berdasarkan persamaan tsb pernyataan yang benar adalah....

            a. tekanan gas terhadap dinding bergantung pada energi kinetic rata-rata molekul

b. energi kinetic gas bergantung pada tekanan yang ditimbulkan molekul terhadap dinding

            c. suhu gas dalam tabung akan berubah jika tekanan gas berubah

            d. jika jumlah molekul gas berkurang, volume energi kinetic akan berkurang

            e. jika volume gas bertambah, tekanan gas akan berkurang

4.         Sejumlah gas ideal dalam tabung tertutup dipanaskan secara isokhorik shg suhunya naik menjadi empat kali suhu semula. Energi kinetic rata-rata molekul gas ideal menjadi....

            a. ¼ kali semula                       b. ½ kali semula          c. sama dg semula      

d. 2 kali semula                       e. 4 kali semula

5.         Kecepatan rata-rata gas ideal berubah menjadi 2 kecepatan rata-rata awal gas. Energi kinetic rata-rata gas ideal tsb menjadi....

            a. ¼ EK₁             b. 1/2 EK₁       c. 2EK₁               d. 4 EK₁          e. 8 EK₁

6.         Kecepatan rata-rata awal molekul gas 5 kali kecepatan rata-rata akhir molekul gas tsb. Energi kinetic rata-rata ahir molekul gas berubah menjadi....kali semula

                a. 1/25             b. 1/5               c. 5                  d. 25                e. 50

7.         Kecepatan rata-rata gas ideal berubah menjadi ½ kecepatan rata-rata awal gas. Energi kinetic rata-rata gas ideal tsb menjadi....

            a. ¼ EK₁             b. 1/2 EK₁       c. 2EK₁               d. 4 EK₁          e. 8 EK₁

8.         Suhu molekul gas berubah menjadi 1/8 suhu molekul gas mula-mula, perbandingan energi kinetic mula-mula dan energi kinetic ahir gas tsb adalah....

            a. 1: 8              b. 4:8               c. 8:1               d. 10:8             e. 18 : 1

9.         Gas ideal yang berada dalam suatu bejana dimampatkan( ditekan) maka gas akan mengalami….

            a. penurunan laju partikel

            b. penurunan suhu

            c. kenaikan suhu

            d. penambahan partikel gas

            e. penurunan partikel gas

SKL3: MENENTUKAN BESARAN FISIS DALAM PROSES TERMODINAMIKA  MESIN KALOR

1. Grafik P-V sebuah mesin carnot terlihat sprt gmbar berikut, Jika mesin menyerap kalor 800 J, maka usaha yang dilakukannya adalah....J

a. 105,5                       d. 466,7          

b. 252,6                       e. 636,7

c. 336,6          

2.   Perhatikan grafik P-V mesin carnot! Jika kalor yang diserap (Q₁)= 10 000J maka besar usaha yang dilakukan mesin carnot adalah....

a. 1.500J

b. 4.000J

c. 5.000J

d. 6.000J

e. 8.000J

       3.  Sebuah mesin bekerja dalam suatu siklus mesin carnot sprt pada gambar.

Jika kalor yang terbuang 2.000J, besar usaha yang dihasilkan mesin adalah....J

a. 800              b. 8.000                       c. 12.000         d. 20.000         e. 80.000

4.   Mesin carnot bekerja pada suhu tinggi 600K untuk menghasilkan kerja mekanik.jika mesin menyerap kalor 600 J dengan suhu rendah 400K, usaha yang dihasilkan ... J

a. 120              b. 124              c. 135              d. 148              e. 200

5.   Jika efisiensi mesin carnot 80%. Besar usaha yang dihasilkan mesin adalah....J

      a. 150

      b. 160

      c. 640

      d. 650

      e. 850

6.   Sebuah mesin bekerja dalam suatu siklus mesin carnot seperti pada gambar, jika kalor yang terbuang 2.000 J, besar usaha yang dihasilkan mesin adalah....J

      a. 800

      b. 3.000

      c. 5.000

d. 12.000

e. 20.000

7.   Perhatikan grafik, besar kalor yang dilepas Q₂ adalah....J

            a. 5x10³                       b.7,5x10³         c. 5x10⁴                       d. 7,5x10⁴

            e. 5x10⁵

     8.  Kalor yang diambil oleh mesin carnot dari sumber yang suhunya 400K adalah 800 kalori, jika mesin tsb melepaskan panas kelingkungan yang bersuhu 100K. Usaha yang dihasilkannya sebesar....kalori

            a. 200              b. 340              c. 460              d. 500              e. 600

       9.  Perhatikan gambar berikut, pada gambar P-V mesin carnot diatas perbandingan T₁ dan T₂ adalah 5:2, usaha yang dilakukan mesin itu sebesar....

            a. 700J

            b. 800J

            c. 900J

            d. 1.000J         e. 1.100J

      10. Sejumlah gas ideal pada sebuah mesin carnotABCDA seperti gambar berikut

            Efisiensi mesin carnot sebesar....

            a. 10%             b. 15%             c. 20%             d. 25%             e. 30%

11. Suatu mesin carnot bekerja diantara suhu 600K dan 300K dan menerima masukan kalor 1.000J, grafiknya seperti dibawah ini. Usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus sebesar....J

a. 300              d. 600

            b. 400              e. 700

            c. 500

      12. Perhatikan siklus mesin carnot, efisiensi mesin carnot 60%, usaha yang dilakukan mesin carnot sebesar....J

            a. 900              d. 1400            c. 1200

            b. 1000            e. 1500

           

      13. Sebuah mesin ideal dalam siklus carnot mempunyai reservoir dengan suhu 500K dan 400K jika mesin tsb menyerap kalor sebesar 25 J, usaha yang dihasilkan adalah....

            a. 5 J                b. 10J               c. 15J               d. 20J              e. 25J

      14. Sebuah mesin carnot diantara reservoir bersuhu 527⁰C dan 127⁰C, jika reservoir bersuhu tingg diturunkan suhunya menjadi 227⁰C, efisiensi awal dan ahir mesin....

            a. 20% dan 30%          c. 20% dan 50%          e. 50% dan 20%

            b. 20% dan 40%          d. 30% dan 50%

Energi Kinetik Gas

Setiap partikel gas ideal selalu bergerak shg memiliki energi kinetik : Ek =    kT

Sedangkan Energi kinetik untuk N partikel gas ideal dirumuskan :

  Ek  =   NkT atau   Ek  =   n R T

  Dalam gas ideal hanya terdapat energi kinetik, tidak ada energi lain sehingga energi kinetik juga disebut dg energi dalam (U). Besarnya energi dalam untuk gas monoatomik

( He,Ne dan Ar) ditentukan oleh

  U =      N k T atau U =    n R T

Sedangkan untuk gas diatomik ( H2, O2, N2).
Eneri dalam gas

•Suhu rendah (  300K ),    U= 3/2 N kT

•Suhu sedang (  500 K),    U= 5/2 N k T

•Suhu Tinggi   (    1000K), U = 7/2 N k T

vTekanan  Gas Ideal

Persamaan tekanan gas ideal dirumuskan sbb :

  P=   1/3 Nmv/V            

P = tekanan gas ideal

V = volum gas m3

v=kecepatan partikel gas ( m/s )

Oleh karena Ek= ½ mv2 maka :

  P     =  2/3 NEk/V

Contoh

1.Berapakah besarnya energi kinetik sebuah atom Helium pada suhu 2270C

2.  Suatu gas ideal mempunyai energi dalam 1,01 x 1028 Joule. Tentukan jumlah mol gas ideal tsb bila besar energi kinetik 5kJ....mol

3. Didalam sebuah ruang tertutup terdapat     gas dengan suhu 270C, apabila gas dipanaskan sampai energi kinetiknya menjadi 5 kali energi kinetik semula. Maka gas itu harus dipanaskan sampai suhu…. 0C

4.Dalam suatu ruangan terdapat 800 miligram gas dg tekanan 1 atm, kelajuan rata-rata partikel 750 m/s, jika 1 atm= 105 Pa.berapakah volum ruangan tsb

5.Pada sebuah tabung tertutup yang bervolume 10 L terdapat 20 mol gas ideal dan tekanan 2 atm,jika banyaknya molekul gas dalam tabung 10 x 1021 ,tentukan energi kinetik gas dalam tabung

6.Hitung energi dalam gas Helium sebanyak 2 mol pada suhu 270 C...

SOAL LATIHAN FISIKA, MATERI LISTRIK DINAMIS                                                 Jumat 18  MAI 2012

NAMA     :

KELAS      :

1.     Diketahui kuat arus sebesar 0,5 ampere mengalir pada suatu penghantar  yang memiliki beda potensial 12 volt. Tentukan hambatan  listrik penghantar tersebut!

2.     Diketahui sebuah kawat penghantar memiliki panjang 100 m, luas penampang 1,5 cm², dan hambatan jenis sebesar  20 × 10^{- 5}  ohm meter. Tentukan besarnya hambatan kawat tersebut!

3.   Seorang siswa melakukan pengukuran GGL sebuah baterai seperti pada gambar berikut :

Jika sakelar (S) ditutup dan arus listrik mengalir sesuai arah A→B, maka urutan perubahan energi yang terjadi adalah ….

A.      energi kimia à energi gerak à energi listrik

B.       energi kimia à energi listrik à energi gerak

C.       energi gerak à energi kimia à energi listrik

D.      energi gerak à energi listrik à energi kimia

4.      Perhatikan gambar rangkaian listrik tertutup berikut

Bila hambatan dalam baterai diabaikan, makategangan terukur ditunjukkan voltmeter V sebesar ….

A.       4 volt       C.   12 volt               E.   18 volt

B.       8 volt       D.   16 volt

5.   Perhatikan gambar rangkaian listrik tertutup berikut !

Jika hambatan dalam baterai diabaikan, maka kuat arus listrik ( I ) yang mengalir dalam rangkaian tersebut adalah ....

A.    3,6 A        C.  1,7 A                   E.   0,4 A                 

B.    2,5 A        D.  0,6 A

6.   Perhatikan rangkaian tertutup berikut ini

               

Diketahui:

E₁  = 8 V

E₂  =1 8 V

R₁  = 4 ohm

R₂  = 2 ohm

R₃  = 6 ohm

Ditanya :  I₁,I₂ dan I₃ …?

Tentukan kuat arus yang mengalir pada masing-masing hambatan!

7.      Sepotong kawat panjangnya 2 m mempunyai luas penampang 6 x 10^-7 m². Jika hambatan kawat tersebut adalah 3 ohm, hitunglah hambatan jenis kawat itu!

8.      Tiga buah hambatan disusun secara paralel R₁ = 2 ohm, R₂ = 4 ohm, R₃= 12 ohm, dengan tengangan 10 volt, barapakah arus yang mengalir pada rangkaian tersebut?

9.      Perhatikan gambar berikut

         Besar kuat arus yang mengalir melalui rangkaian tersebut adalah…..A

         a. 1                    c. 2,75                     e. 3

         b. 1,5                 d. 2

10.    Hambatan  pengganti pada gambar di bawah adalah ...

a.    26 Ohm      c. 15 Ohm               e. 10 ohm

b.    16 Ohm      d. 11 Ohm

                                   Saya Pasti bisa!!!!,…smangat J J J

KONNDUKTIVITAS

Perpindahan Kalor Secara Konduksi
Partikel-partikel dalam zat padat sangat berdekatan dan diikat dengan kuat oleh gaya tarik antarpartikel. Karena itu, partikel-partikel dalam zat padat hanya dapat bergetar dan berputar di tempatnya, tetapi tidak berpindah.
Mula-mula partikel-partikel pada ujung A yang dipanasi bergetar lebih cepat, sementara partikel-partikel pada ujung B bergerak lebih lambat. Partikel-partikel pada ujung A yang bergetar cepat menumbuk partikel-partikel terdekatnya dan memindahkan kalornya. Partikel-partikel ini mulai bergetar lebih cepat dan pada gilirannya menumbuk partikel-partikel terdekatnya sambil memindahkan kalornya. Demikian seterusnya hal ini berlangsung sampai ujung dingin B yang dipegang, yang semula partikel-partikelnya bergetar lambat, menjadi bergetar lebih cepat. Sebagai hasilnya ujung B yang semula dingin menjadi panas.

Uraian di atas dengan jelas menyatakan bahwa kalor berpindah dari satu partikel ke partikel lainnya tanpa partikel-partikel tersebut berpindah. Jadi, dapat disimpulkan konduksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai perpindahan partikel-partikel tersebut. Ini karena jarak antarpartikel dalam zat padat sangat dekat dibandingkan dengan jarak antarpartikel dalam zat cair maupun zat gas.

a.  Konduktor dan Isolator
Zat padat adalah konduktor yang lebih baik daripada zat cair maupun gas. Hal ini dikarenakan di dalam zat padat, jarak antarpartikel lebih dekat daripada dalam cairan dan gas. Dengan demikian, energi kalor dapat dipindahkan secara konduksi dengan lebih cepat.
Akan tetapi, daya hantar kalor berbagai zat berbeda. Umumnya, logam adalah penghantar kalor yang baik secara konduksi. Logam memiliki banyak elektron bebas. Elektron-elekron bebas dalam logam inilah yang berperan, sehingga logam memiliki konduksi kalor yang sangat baik. Elektron-elektron bebas ini bebas untuk bergerak dalam ruang-ruang di antara partikel-partikel sebelum bertumbukan dengan elektron-elektron bebas lain dan memindahkan sebagian energi kalor-kalornya ke elektron-elektron lain. Proses ini berlangsung lebih cepat daripada konduksi oleh getaran molekul-molekul dalam benda. Oleh karena itu, logam mengonduksikan kalor jauh lebih cepat daripada zat-zat padat bukan logam yang tidak memiliki elektron-elektron bebas.
Zat-zat bukan logam, seperti kayu, kaca, kertas, wol, dan plastik adalah penghantar kalor yang buruk. Penghantar kalor yang baik disebut konduktor, sedangkan penghantar kalor yang buruk disebut isolator.

b.  Pemakian Konduktor dan Isolator dalam Keseharian
1. Kawat kasa (konduktor) sering diletakkan diatas sebuah pembakar bunsen untuk menghantarkan kalor yang keluar dari api secara merata. Sebuah bejana kaca dapat dengan aman dipanaskan diatas kasa sebab kasa melindungi bejana dari konsentrasi kalor api. Jika bejana kaca langsung dipanaskan pada pembakar bunsen, ada kemungkinan bejana kaca pecah. Penyebabnya adalah, kaca itu tidak tahan terhadap konsentrasi api yang menghasilkan energi kalor yang sangat tinggi (konsentrasi apai adalah api yang memusat pada satu titik).
2. Panci pada umumnya terbuat dari aluminium, tembaga, atau besi. Bahan-bahan ini tergolong konduktor, sehinga mudah menghantarkan kalor dari api ke bahan makanan atau air yang dimasak.
3. Jika gagang panci juga terbuat dari bahan logam (tergolong konduktor) maka gagang akan cepat panas dan tangan kita tak akan lama memegang gagang itu. Karena itu, gagang panci dibuat dari bahan kayu atau plastik (tergolong isolator). Walaupun panci penuh dengan sup panas, gagang panci tetap dingin, sehingga dapat dipegang tanpa merasa panas.
4. Dasar setrika listrik terbuat dari logam (konduktor) agar dapat menghantar kalor dari energi lisrik kepakaian yang disetrika. Agar dapat memegang setrika tanpa mersa panas, gagang setrika dibuat dari plastik (isolator). Ketika setrika tidak digunakan, dasar setrika diletakkan di atas tutup penghambat kalor yang terbuat dari bahan isolator. Dengan demikian, dasar setrika tidak memanasi meja setrika.

c. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Laju Kalor Konduksi
 Laju konduksi kalor bergantung pada empat besaran, yaitu:
1. Beda suhu (∆T = T1 – T2)
Makin besar beda suhu, maka makin cepat perpindahan kalor.
2. Ketebalan dinding (d)
Makin tebal dinding, maka lambat perpindahan kalor.
3. Luas permukaan (A)
Makin besar luas permukaan, maka makin cepat perpindahan kalor.
4. Konduktivitas termal zat (k), adalah ukuran kemampuan zat menghantarkan kalor
Makin besar nilai k, maka makin cepat perpindahan kalor.