STS-AKM GENAP OLIMPIADE FISIKA X

Tiga batang logam A, B, C dengan ukuran sama, tetapi jenis logam berbeda. Ujung logam C bersuhu 90°C, sedangkan ujung logam A dan B masing-masing bersuhu 0°C dan 10°C. Jika koefisien konduksi termal A dan B masing-masing 2 kali dan 3 kali koefisien konduksi termasl C, Tentukan suhu pada persambungan ketiganya?

Berapa banyak air yang tumpah ketika sebuah bejana pyrex yang berisi penuh 1 L (1000 cm³) air pada suhu 20°C dipanaskan sampai mencapai 90°C? (Koefisien muai panjang pyrex adalah 3 ×10^-6/°C dan koefisien muai volume air adalah 2 ×10^-4/°C)?

Sebuah balok es 30 gram pada 0°C dicelupkan ke dalam bejana berisi 200 gram air pada 30°C. Jika bejana dianggap tidak menyerap kalor, berapakah suhu akhir campuran jika kalor lebur es =336×10³ J/kg dan kalor jenis air = 4200 J/kgK?

(a)  

Gas ideal monoatomik sebanyak 1 mol menjalani proses siklus seperti tampak pada diagram P-V. Jika konstanta gas umum R = 8,31 J/mol K, maka pernyataan berikut yang benar dalam satu siklus gas adalah...

• Usaha dari A ke B adalah 11,1 kJ

• Usaha dari B ke C adalah 2,0 kJ

• Usaha dari C ke D adalah -4 kJ

• Usaha dari D ke A adalah 0

• Perubahan kalor gas dalam satu siklus adalah 8,0 kJ

Sebuah tabung yang volumenya 1 liter mempunyai lubang yang memungkinkan udara keluar dari tabung. Mula-mula suhu udara dalam tabung 27°C. Tabung dipanaskan hingga suhunya 227°C. Tentukan perbandingan antara massa gas yang keluar dari tabung dan massa awalnya!

(a)  

Empat kilogram air pada suhu 100°C terletak dalam ruang tertutup bervolume 2m³, kemudian berubah menjadi uap pada suhu yang sama bertekanan 10⁵  Pa. Jika kalor penguapan air 2,3 MJ/kg, berapa kenaikan energi dalamnya karena perubahan wujud ini?

Siklus pada gambar tersebut menunjukkan proses mesin pembakaran internal bensin. Volume V₃ = 4V₁. Asumsikan campuran asupan bensin dan udara adalah sebuah gas ideal dengan γ = 1,3. Berapakah rasio T₂ / T₁ ?

(a)  

Mesin automobil, refrigerator, dan mesin pemanas bekerjanya didasarkan pada hukum termodinamika dengan menggunakan gas ideal sebagai media untuk mengoperasikan mesinnya. Pernyataan di bawah ini yang benar adalah …

• Pada proses isobarik, besarnya kerja yang diberikan kepada gas sama dengan perubahan energi dalam gas

• Untuk gas monoatomik, besarnya kapasitas molar panas pada volume tetap :  𝐶𝑣 = 3/2 R

• Untuk gas diatomik, besarnya kapasitas molar panas pada tekanan tetap: 𝐶𝑣 = 5/2 R dan 𝛾 =  𝐶p/𝐶𝑣 = 5/3

• Pada proses adiabatik persamaan keadaan gas dinyatakan sebagai 𝑃.𝑉^𝛾−1=𝐶, dan terjadi pertukaran panas antara sistem dengan lingkungannya yang besarnya setara dengan kerja yang dilakukan

• Pada proses isotermal persamaan keadaan gas dinyatakan sebagai 𝑃.𝑉=𝐶, dan tidak terjadi pertukaran panas antara sistem dengan lingkungannya karena suhunya tetap

Empat mol gas ideal monoatomik menjalani proses seperti pada gambar. Suhu di titik A (awal proses) adalah 1000 K. Bila P₂ = 2P₁, V­₂ = 2V₁ dan R = 8,3 J/mol K, maka tentukan usaha yang dilakukan gas dari A ke B!

(a)  

Gas ideal monoatomik dalam ruang tertutup memiliki volume 2 liter, tekanan 0,82 atm dan suhu 127°C. Tetapan gas universal 0,082 liter atm/mol K. Berapa kalor yang dibutuhkan untuk memanasi gas tersebut sehingga suhunya menjadi 527°C pada proses isobarik?

(a)