STS-AKM GENAP OLIMPIADE FISIKA XI

Tiga batang P, Q, dan R dari jenis berbeda memiliki panjang dan luas penampang sama disambung seperti gambar. Koefisien konduksi bahan k_P=2k_Q=4k_R. Tentukan suhu sambungan T₂  dan T₃ !

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 0,5 kg pada suhu -40°C dimasukkan ke dalam bejana berisi 1 kg air pada suhu 50°C. Jika bejana dianggap tidak menyerap kalor, Jika kalor jenis es 0,5 kal/gr℃, kalor lebur es 80 kal/gr dan kalor jenis air 1 kal/gr℃. Berapa suhu akhir campuran keadaan tersebut?

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 10 kJ

• Usaha dari B ke C adalah 0 kJ

• Usaha dari C ke D adalah 4 kJ

• Usaha dari D ke A adalah 1,5 kJ

• Perubahan kalor gas dalam satu siklus adalah 7,1 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 327°C. Tentukan perbandingan antara massa gas yang keluar dari tabung dan massa awalnya!

1. 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!

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

Siklus pada gambar di samping 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 ?

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?

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

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

• 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

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