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?

(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 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!

(a)  

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!

(a)  

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

(a)  

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 ?

(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)  

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