Kuis Termodinamika

Yuni sedang melakukan eksperimen di laboratorium fisika dan menemukan bahwa dalam setiap percobaan, energi yang digunakan untuk menggerakkan mesin tidak pernah hilang, hanya berubah bentuk menjadi energi panas atau energi gerak. Apa yang dinyatakan oleh Hukum Termodinamika Pertama?

• Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, hanya dapat diubah bentuk.

• Entropi dari sistem tertutup selalu meningkat.

• Energi dalam sistem selalu konstan.

• Proses adiabatik tidak melibatkan pertukaran energi.

Answer explanation

Hukum Termodinamika Pertama menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, hanya dapat diubah bentuk. Ini sesuai dengan pengamatan Yuni bahwa energi dalam mesin berubah menjadi energi panas atau gerak.

Dewi sedang mengamati proses memasak air di atas kompor. Dia menyadari bahwa saat air mendidih, ada perubahan yang terjadi dalam sistem. Dalam konteks Hukum Termodinamika Kedua, apa yang dimaksud dengan entropi?

• Ukuran energi yang dapat digunakan untuk melakukan kerja.

• Ukuran ketidakteraturan dalam suatu sistem.

• Energi total dalam sistem.

• Energi yang hilang selama proses.

Answer explanation

Entropi adalah ukuran ketidakteraturan dalam suatu sistem. Saat air mendidih, molekul-molekulnya bergerak lebih bebas, meningkatkan ketidakteraturan, yang sejalan dengan Hukum Termodinamika Kedua.

Siklus Carnot adalah siklus termodinamika yang ideal. Apa yang menjadi tujuan utama dari siklus ini?

• Menghasilkan energi maksimum dari bahan bakar.

• Mengurangi entropi dalam sistem.

• Mencapai efisiensi maksimum dalam konversi energi.

• Menghasilkan panas dari energi listrik.

Answer explanation

Siklus Carnot dirancang untuk mencapai efisiensi maksimum dalam konversi energi antara dua reservoir panas. Ini menjadikannya acuan untuk sistem termodinamika ideal, bukan untuk menghasilkan energi atau mengurangi entropi.

Angga sedang melakukan eksperimen dengan gas di laboratorium. Jika gas tersebut mengalami proses isotermal, apa yang terjadi pada suhu gas tersebut?

• Suhu gas meningkat.

• Suhu gas tetap konstan.

• Suhu gas menurun.

• Suhu gas berfluktuasi.

Answer explanation

Dalam proses isotermal, suhu gas tetap konstan. Ini berarti bahwa meskipun gas dapat melakukan kerja atau mengalami perubahan volume, suhu tidak berubah selama proses tersebut.

Rizal sedang melakukan eksperimen dengan gas di laboratorium. Dalam proses adiabatik, apa yang terjadi pada energi internal gas jika gas tersebut mengembang?

• Energi internal meningkat.

• Energi internal menurun.

• Energi internal tetap konstan.

• Energi internal tidak dapat ditentukan.

Answer explanation

Dalam proses adiabatik, ketika gas mengembang, energi internal gas menurun karena gas melakukan kerja terhadap lingkungan tanpa pertukaran panas. Ini menyebabkan penurunan suhu dan energi internal.

Rizky sedang belajar tentang mesin pendingin di rumahnya. Apa prinsip dasar yang digunakan oleh mesin pendingin?

• Mengubah energi panas menjadi energi mekanik.

• Mengalirkan panas dari area dingin ke area panas.

• Mengalirkan panas dari area panas ke area dingin.

• Menghasilkan energi dari bahan bakar.

Answer explanation

Prinsip dasar mesin pendingin adalah mengalirkan panas dari area panas ke area dingin. Ini dilakukan dengan menggunakan refrigeran yang menyerap panas dari dalam ruangan dan melepaskannya ke luar, menjaga suhu ruangan tetap dingin.

Adi sedang melakukan eksperimen dengan gas ideal di laboratorium. Dalam proses isotermal, gas tersebut melakukan kerja sebesar 500 J. Berapa banyak energi yang harus disuplai ke sistem untuk menjaga suhu tetap konstan?

• 0 J

• 250 J

• 500 J

• 1000 J

Answer explanation

Dalam proses isotermal, kerja yang dilakukan oleh gas sama dengan energi yang disuplai ke sistem untuk menjaga suhu tetap konstan. Oleh karena itu, energi yang harus disuplai adalah 500 J.

Angga sedang mempelajari siklus Carnot dan menemukan bahwa jika suhu reservoir panas adalah 600 K dan reservoir dingin adalah 300 K, berapa efisiensi maksimum yang dapat dicapai?

• 0.5

• 0.33

• 0.25

• 0.75

Answer explanation

Efisiensi maksimum siklus Carnot dihitung dengan rumus: 1 - (T_cold / T_hot). Dengan T_hot = 600 K dan T_cold = 300 K, efisiensi = 1 - (300/600) = 0.5. Jadi, efisiensi maksimum yang dapat dicapai adalah 0.5.

Adi sedang mengamati sebuah sistem termodinamika yang mengalami perubahan entropi sebesar 10 J/K. Apa yang dapat disimpulkan tentang sistem tersebut?

• Sistem mengalami peningkatan ketertiban.

• Sistem mengalami penurunan ketertiban.

• Sistem berada dalam keadaan seimbang.

• Sistem tidak mengalami perubahan.

Answer explanation

Perubahan entropi sebesar 10 J/K menunjukkan bahwa sistem mengalami peningkatan ketidakpastian dan kekacauan, yang berarti sistem mengalami penurunan ketertiban.

Agus memiliki sebuah mesin Carnot yang beroperasi antara dua reservoir pada suhu 500 K dan 300 K. Jika mesin tersebut melakukan 2000 J kerja, berapa banyak energi yang dapat dihasilkan?

• 1000 J

• 1500 J

• 2000 J

• 2500 J

Answer explanation

Mesin Carnot memiliki efisiensi maksimum. Jika mesin menghasilkan 2000 J kerja, maka energi yang diambil dari reservoir panas adalah 2000 J, karena semua energi yang digunakan diubah menjadi kerja.