BAB ISUHU DAN KALOR

Standar Kompetensi :Menerapkan konsep suhu dan kalorKompetensi dasar :7.1 Menguasai konsep suhu dan kalor7.2 Menguasai pengaruh kalor terhadap zat7.3 Mengukur suhu dan kalor7.4 Menganalisis cara perpindahan kalor7.5 Menganalisis Azas Black dalam pemecahan masalah

PengantarPada pembahasan untuk menjelaskan keadaan setimbang suatu sistem mekanis telah dibicarakan fenomena mekanika yang berpijak pada tiga besaran dasar yang tak terdefinisikan yaitu besaran panjang, massa, dan waktu. Pada pembahasan berikut akan ditelaah beberapa fenomena yang disebut efek termal atau fenomena panas. Fenomena ini menyangkut aspek-aspek yang pada dasarnya bukan bersifat mekanis.Untuk menjelaskan hal ini diperlukan suatu besaran tak terdefinisikan yang keempat yaitu suhu. Kita dapat merasakan panas atau dinginnya sesuatu dengan indera peraba.Jika kita dekat dengan api maka kita merasa panas, sedangkan bila kita menyentuh es maka kita merasa dingin. Tetapi indera peraba kita tidak dapat menyatakan secara tepat derajat panas dinginnya suatu benda. Saat kita menyentuh sebuah benda, sifat yang disebut suhu atau temperatur diterangkan berdasarkan indera suhu kita. Suhu tersebut akan menunjukkan apakah benda itu akan terasa panas atau dingin. Semakin panas berarti suhu semakin tinggi. Memperkirakan suhu tersebut berarti kita menyatakan hanya secara kualitatif. Oleh karena itu, untuk menyatakan suhu dengan tepat secara kuantitatif (dengan angkaangka) diperlukan beberapa kegiatan yang bukan bergantung pada cita rasa kita mengenai panas atau dingin tetapi pada besaran-besaran yang dapat diukur. Berikut akan dijelaskan cara menentukan suhu dengan tepat secara kuantitatif. Ada beberapa sistem sederhana tertentu yang keadaannya masing-masing dapat diperinci dengan cara mengukur harga satu besaran fisis saja. Sebagai contoh, akan ditinjau suatu sistem berupa cairan, misalnya alkohol atau raksa yang berada di dalam tabung berdinding tipis, seperti gambar di bawah ini

Keadaan sistem pada gambar 1.1a. dapat diperinci berdasarkan panjang kolom cairan yang dinyatakan dengan notasi L. Panjang kolom cairan ini dihitung mulai dari sebuah titik yang dipilih sesuai keperluan dan selanjutnya kolom cairan L ini disebut koordinat keadaan. Perhatikan sistem sederhana lain seperti diperlihatkan pada gambar di bawah ini.

Modul Fisika XI 1

1. PENGUKURAN TEMPERATURTemperatur biasanya dinyatakan sebagai fungsi salah satu koordinat termodinamika lainnya. Koordinat ini disebut sebagai sifat termodinamikannya. Pengukuran temperatur mengacu padasatu harga terperatur tertentu yang biasanya disebut titik tetap. Sebagai titik tetap dapat dipakai titik tripel air, yaitu temperature tertentu pada saat air, es, dan uap air berada dalam kesetimbangan fase. Besarnya titik tripel air, Tp = 273,16 Kelvin. Persamaan yang menyatakan hubungan antara temperature dan sifat termometriknya berbentuk:

Alat ntuk mengukur temperatur disebut termometer. Berapa bentuk fungsi termometrik untuk berbagai termometer seperti berikut ini:1. Termometer gas volume tetap.

Dengan, P = tekanan yang ditunjukkan termometer pada saat pengukuran. Ptp = tekanan yang ditunjukkan termometer pada temperatur titik tripel air.

2.Termometer hambatan listrik.

Dengan, R = harga hambatan yang ditunjukkan thermometer pada saat pengukuran Rtp = harga hambatan yang ditunjukkan termometer pada temperatur titik tripel air.

3.Termometer termokopel.

Dengan,

= tegangan yang ditunjukkan termometer pada saat pengukuran.

= tegangan yang ditunjukkan termometer pada temperature titik tripel air.

2. TEMPERATUR GAS IDEAL, TERMOMETER CELCIUS, DAN TERMOMETER FAHRENHEIT

Perbendaan macam (jenis) gas yang dugunakan pada termometer gas volume tetap memberikan perbendaan harga temperatur dari zat yang diukur. Akan tetapi, dari hasil eksperimen didapatkan bahwa jika Ptp dari setiap macam gas pada termometer gas volume tetap tersebut harganya dibuatmendekati Nol (Ptp 0), maka hasil pengukuran temperature suatu zat menunjukkan harga yang sama untuk setiap macam gas yang digunakan. Harga temperatur yang tidak bergantung pada jenis gas (yang digunakan pada termometer gas volume tetap) disebut temperatur gas ideal. Termometer Celcius mengambil patokan titik lebur es/titik beku air sebagai titik ke nol derajat (0 C) dan titik didih air sebagai titik ke seratus derajat (100:C). Semua patokan tersebut diukur pada tekanan 1 atmosfer standar. Hubungan antara temperatur Celcius dan temperatur Kelvin dinyatakan dengan:

Modul Fisika XI 2

Termometer Fahrenheit mengambila patokan titik lebur es/titik beku air sebagai skala yang ke -32oF dan titik didih air sebagai skala yang ke -212oF. Hubungan antara Celcius dan Fahrenheitdinyatakan dengan:

Jadi:Hubungan antara skala Celcius dengan Reamur adalah:tᴼC = 5/4 tᴼR atau tᴼR= 4/5 tᴼC

Hubungan antara skala Celcius dengan Fahrenheit adalah:tᴼF = 9/5 tᴼC + 32 atau tᴼC = 5/9 (tᴼF – 32 )

Hubungan antara skala Reamur dengan Fahrenheit adalah:tᴼF = 9/4 tᴼR + 32 atau tᴼR = 4/9 (tᴼF – 32 )

Hubungan antara skala Celcius dengan Kelvin adalah:tᴼC = T(K) - 273 atau T (K) = tᴼC + 273

Hubungan antara skala Rankine dengan Kelvin adalah:T(Rn) = 9 T(K)

3. ASAS BLACK DAN KALORIMETRIApabila pada kondisi adiabatis dicampurkan 2 macam zat yang temperaturnya mula-mula berbeda, maka pada saat tercapai kesetimbangan, banyaknya kalor yang dilepas oleh zat yangtemperaturnya mula-mula tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diserap oleh zat yang temperaturnya mula-mula rendah.

Pernyataan di atas dikenal sebagai asas Black. Gambar di atas, menunjukkan pencampuran 2 macam zat yang menurut asas Black berlaku:

Q lepas = Q terima

Atau

dimana c1 dan c2 menyatakan kalor jenis zat 1 dan zat 2. Apabila diketahui harga kalor jenis suatu zat, maka dapat ditentukanharga kalor jenis zat yang lain berdasarkan azas Black. Prinsip pengukuran seperti ini disebut kalorimetri. Alat pengukur kalor jenis zat berdasarkan prinsip kalorimatri disebut kalorimeter. Bagan dari kalorimeter ditunjukkan oleh Gambar di bawah ini. Tabung bagian dalam kalorimeter terbuat dari logam (biasanya aluminium atau tembaga) dan sudah diketahui kalor jenisnya. Tabung tersebut diisi air hingga penuh logam yang akan diukur panas jenisnya dipanaskan dulu dan kemudian

Modul Fisika XI 3

dimasukkan ke dalam kalorimeter. Pada setiap kalorimeter biasanya diketahui kapasitan panasnya yang disebut harga air kalorimeter (Ha) yaitu hasil kali antara massa kalorimeter dengan kalor jenisnya. Jadi kalor yang diserap oleh kalorimeter dapat dituliskan sebagai:

4. HANTARAN KALOR.Kalor dapat mengalir dari suatu tempat ke tempat lainnya melalui 3 macam cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. a. Konduksi kalor pada suatu zat adalah perambatan kalor yang terjadi melalui vibrasi

molekul-molekul zat tersebut. Jadi pada saat terjadi konduksi kalor, molekul-molekul zat tidak berpindah tempat (relatif diam). Besar kalor yang dipindahkan adalah ΔQ dalam waktu ΔT sehingga laju aliran kalor H adalah :

H=∆ Q∆ T

Laju perpindahan kalor juga berbanding terbalik terhadap panjang penghantar L dan berbanding lurus terhadap sifat kehantaran bahan, hal ini diungkapkan dalam persamaan berikut ini :

H=∆ Q∆ T

=kA∆ TL

H = Arus kalor (J/s)k = Konduktifitas termal (W/mᴼC)A = Luas penampang (m2)L = Panjang penghantar (m)

b. Konveksi kalor pada suatu zat adalah perpindahan kalor melalui aliran massa pada fluida dari satu ruang ke ruang yang lain. Laju kalor terjadi pada peristiwa konveksi dinyatakan dengan persamaan berikut :

H=∆ Q∆ T

=h A ∆ T

H = Arus kalor (J/s)h = Koefisien konveksi bahan (W/m2K)A = Luas penampang (m2)ΔT = Beda suhu antara benda dan fluida (K atau ᴼC)

c. Radiasi kalor pada suatu zat adalah perpindahan kalor oleh gelombang electromagnet seperti cahaya tampak, infra merah, dan ultraviolet. Dalam kurun waktu 1879 – 1884

Modul Fisika XI 4

Josef Stefan dan Ludwig Boltzmann menemukan besarnya laju kalor untuk radiasi yang kemudian diberi nama Hukum Stefan Blotzman yaitu :

P=eσA T 4

P = Daya / laju kalor (W)e = Emisivitas benda σ = Konstanta Stefan (5,67 x 10-8 W m-2 K-4)T = Suhu benda (K)

Contoh soal 1. Suhu suatu menunjukan angka 40ᴼ jika diukur dengan termometer Celcius. Tentukan

jika suhu diukur dengan termometer.a. Reamurb. Farenheitc. Rankine

Jawab :a. tᴼR = 4/5 x tᴼC = 4/5ᴼ = 32 ᴼR

b. tᴼF = ( 95

xt ᴼC )+32ᴼ=( 95

x40)+32 ᴼ

= 72 ᴼt + 32ᴼ = 104ᴼF

c. tᴼRK = ( 95

xt ᴼC )+491

= 72ᴼ + 491ᴼ = 563ᴼRK

2. Baja yang panjangnya 100 cm pada suhu 30ᴼ C dipanaskan hingga suhu 130ᴼC. jika koefisien muai panjang 10-5/ᴼC, tentukan panjang baja setelah dipanaskan.Jawab :lt = lo ( 1 + α ∆t) = 100¿ = 100(1 + 10-5.100) = 100(1,001)lt = 100,1jadi, panjang setelah dipanaskan 100,1 cm

3. Plat besi panjangnya 10 cm, lebar 10 cm suhu 20ᴼC, setelah dipanaskan luasnya menjadi 100,6 cm2 . Jika koefisien muai panjang 6 x 10-5/ᴼC, tentukan suhu akhirnya.Diketahui :Ao = P x l = 10 cm x 10 cm = 100 cm2 t1 = 20 ᴼCAt = 100,6 cm2

Α = 6 x 10-5/ᴼC => β = 12 x 10-5/ᴼCDitanya : t2 = …Jawab : At = Ao (1 + β.Δt)100,6 = 100 (1 + 12 x 10-5. Δt)100,6 = 100 + (12 x 10-3. Δt)

Δt = 100,6−100

12 x10−3

Δt = 0,6

12 x 10−3 = 50ᴼC

t2 = t1 + Δt = 20 + 50 = 70jadi suhu akhir 70 ᴼC

4. Untuk menaikan suhu 0,5 kg zat cair yang kalor jenisnya 400 j/kgᴼC dari 28 ᴼC menjadi 38 ᴼC, berapa kalor yang dibutuhkan?

Modul Fisika XI 5

Jawab :Q = m.c. Δt

= 0,5 .400 . 10 = 2000

5. Alkohol yang suhunya 20 ᴼC dipanaskan sampai 78 ᴼC dengan kalor 3480 J. tentukan kapasitas kalor alkohol.Jawab :

C = Q∆t

= 3480

58C = 60 J/ᴼC

Soal latihan 1. Termometer yang memiliki titik didih air 212 adalah ….

a. Farenheit d. Rankineb. Celcius e. Reamurc. Kelvin

2. Termometer yang memiliki titik beku air 491 adalah ….a. Farenheit d. Rankineb. Celcius e. Reamurc. Kelvin

3. Sifat aliran kalor adalah ….

a. mengalir dari benda di tempat yang lebih tinggi ke benda di tempat yang lebih rendah

b. mengalir dari benda di tempat yang lebih rendah ke benda di tempat yang lebih tinggi

c. mengalir dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendahd. mengalir dari benda yang bersuhu lebih rendah ke benda yang bersuhu lebih tinggie. mengalir kemana-mana

4. 100ᴼF = ….a. 32ᴼC d. 559ᴼRK

b. 170ᴼK e. 212Kc. 20ᴼR

5. 80ᴼC = ….

a. 60ᴼR d. 635ᴼRK

b. 170ᴼF e. 153ᴼFc. 383K

6. Besar kalor yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu 1ᴼC dalam setiap satuan massa dikenal dengan….a. massa jenisb. volume jenisc. kapasitas kalor spesifikd. hambat jenise. hantar jenis

7. Bila 8 kg air menerima kalor sebesar 3,02 x 106 J, besar suhu akhir air bila suhu awalnya 27ᴼC adalah ….a. 47,1ᴼC d. 97,1ᴼCb. 57,1ᴼC e. 117,1ᴼCc. 87,1ᴼC

Modul Fisika XI 6

8. Sebuah kawat tembaga sepanjang 8 m pada suhu 25ᴼC dipanaskan hingga mencapai suhu 180ᴼC. panjang akhir kawat sebesar …. (αtembaga = 1,7 x 10-5/ᴼC)a. 8,002108 mb. 8,003128 mc. 8,004122 md. 8,001204 me. 8,000128 m

9. Perubahan suhu yang diperlukan untuk memuaikan kawat aluminium sepanjang 0,2 cm dari panjang awalnya 1 m adalah …. (αaluminium = 2,4 x 10-5/ᴼC)a. 56,67ᴼC d. 107,33ᴼCb. 83,33ᴼC e. 127,67ᴼCc. 93,67ᴼC

10. Sebuah balok logam bervolume 8 m3 dipanaskan hingga mengalami peningkatan suhu 60ᴼC dari temperatur awal dan mengubah volumenya menjadi 8,01728 m3. Koefisien muai luas logam tersebut sebesar ….a. 1,2 x 10-5/ᴼCb. 2,4 x 10-5/ᴼCc. 3,6 x 10-5/ᴼCd. 4,8 x 10-5/ᴼCe. 6,4 x 10-5/ᴼC

Modul Fisika XI 7

BAB IIFLUIDA

Standar kompetensiMenerapkan konsep fluidaKompetensi dasar :8.1 Menguasai hukum fluida statis dan dinamis8.2 Menghitung fluida statis dan dinamis

PengertianFluida adalah suatu zat yang dapat mengalir, diantaranya zat cair dan gas. Berdasarkan sifat-sifat yang dimiliki dapat dibedakan menjadi 2 yaitu : fluida ideal dan tak ideal. Fluida ideal mempunyai sifat sebagai berikut :1. tidak dapat dikompresi2. non-viscous3. stasionerFluida tak ideal tidak memiliki sifat seperti di atas, dalam hal ini zat gas merupakan fluida tak ideal, sedangkan fluida yang ideal adalah zat cair.

1. FLUIDA STATIS (TAK BERGERAK)Fluida statis atau fluida tak bergerak adalah keadaan yang dialami oleh fluida pada saat diam, antar lain tekanan, sifat-sifat dan hukum-hukum yang berlaku. 1. Massa jenis dan berat jenis

Massa jenis atau kerapatan suatu zat adalah besarnya massa zat itu tiap satuan volume.Massa jenis dinyatakan dengan ρ, massa m, dan volume V, maka hubungannya

dituliskan sebagai berikut : ρ=mV

kg/m3

Berat jenis (BD) adalah berat (w) suatu zat tiap satuan volume (V) maka hubungannya

sebagai berikut : BD=wV

=mgV

=ρ . g

2. TekananTekanan didefinisikan sebagai gaya yang bekerja tegak lurus pada suatu bidang dibagi dengan luas bidang itu. Dan secara matematis dirumuskan sebagai berikut:

P= FA

Satuan tekanan dalam SI dinamakan juga dalam Pascal (disingkat Pa), 1 Pa = 1 Nm-2. Untuk keperluan lain dalam pengukuran, besaran tekanan juga biasa dinyatakan dengan: atmosfere (atm), cm-raksa (cmHg), dan milibar (mb).

Contoh soala. Seorang peragawati dengan berat 450 N menggunakan sepatu hak tinggi dengan

ukuran hak 0,5 cm x 0,5 cm. Tentukan tekanan yang diberikan peragawati tersebut pada lantai ketika ia melangkah dan seluruh berat badannya ditumpu oleh salah satusepatunya;

b. Seorang pria dengan berat badan 800 N (lebih berat dari peragawati) menggunakan sepatu dengan ukuran alas sepatu adalah 8 cm x 25 cm. Tentukan tekanan yang diberikanpria tersebut pada lantai ketika ia melangkah dan seluruh berat

Penyelesaian:Diketahui: Berat wanita (peragawati) F = 450 N Luas hak sepatu = 0,5 cm x 0,5 cm = 0,25 x 10-4 m2

Berat pria F = 800 N Luas sepatu pria = 8 cm x 25 cm = 2 x 10-2 m2

Modul Fisika XI 8

Maka tekanan:(a) Peragawati dengan hak sepatu tinggi pada lantai adalah:

P= FA

=450

0.25 x10 104= 18 x 106Pa

(b) Pria dengan luas sepatu 2 x 10-2 m2 pada lantai adalah:

P= FA

=800

2 x 10−¿2¿= 4 x 104Pa

Komentar, meskipun berat peragawati lebih ringan dibandingkandengan berat pria, tetapi tekanan yang diberikan peragawati terhadap lantai sekitar 450 kali lebih besar dibanding tekanan yang diberikan pria terhadap lantai. Hal ini disebabkan luaspermukaan sepatu peragawati 12,5 x 10-4 kali lebih kecil dibanding luas sepatu pria. Dengan demikian peragawati dengan sepatu hak tinggi lebih merusak lantai dari pada pria.

3. Tekanan HidrostatisPengertian tekanan hidrostatisTekanan hidrostatis adalah tekanan zat cair (fluida) yang hanya disebabkan oleh beratnya. Gaya gravitasi menyebabkan zat cairdalam suatu wadah selalu tertarik ke bawah. Makin tinggi zat cair dalam wadah, maka makin berat zat cair itu, sehingga makin besar tekanan yang dikerjakan zat cair pada dasar wadah. Dengan kata lain pada posisi yang semakin dalam dari permukaan, maka tekanan hidrostatis yang dirasakan semakin besar. Dan tekanan hidrostatis tersebut dirumuskan sebagai berikut:

P = ρ . g . h

Dimana:ρ : massa jenis fluidag : percepatan gravitasi bumi (= 10 m/s2)h : kedalaman fluida dari permukaan (m)Jika dalam satu wadah terdiri dari n jenis zat cair yang tak bercampur (massa jenisnya berbeda), maka tekanan hidrostatis pada dasar wadah tersebut adalah merupakan total jumlah tekanan hidrostatis oleh masing-masing jenis zat cair (fluida)

Contoh Soal: Konsep tekanan hidrostatis1. Suatu wadah berisi air raksa, dengan massa jenis 13.600 kg/m3

setinggi 76 cm.a. Berapa tekanan hidrostatis yang bekerja pada dasar wadah tersebutb. Berapa tinggi air yang setara dengan tekanan hidrostatis tersebutPenyelesaian:Diketahui:Massa jenis air raksa: = 13.600 kg/m3

Kedalaman air raksa dalam wadah: h = 76 cm = 76 x 10−2mPercepatan gravitasi bumi: g = 10 m/s2

Maka:(a) Tekanan hidrostatis pada dasar wadah adalah:

P =ρ ×g×h =13.600 kg/m3 x10 m/s2 x 76 x 10−2m = 103.360 N/m =103.360 Pa

(b) Massa jenis air = 1000 kg/m3, maka ketinggian air yang setara dengan tekanan air raksa dalam wadah adalah:

h= P

ρ× g =

103.360 Pa

13.600 kg/m3 ×102 = 10,336m =1.033,6 cm

4. Tekanan gauge

Modul Fisika XI 9

Tekanan gauge adalah selisih antara tekanan yang tidak diketahui dengan tekanan atmosfer (tekanan udara luar). Jadi nilai tekanan yang diukur dengan alat ukur tekanan adalah tekanan gauge. Adapun tekanan sebenarnya adalah tekanan absolut atau tekanan mutlak.P = Pgauge + Patm

Sebagai ilustrasi, sebuah ban sepeda mengandung tekanan gauge 3 atm (diukur dengan alat ukur) memiliki tekanan mutlak sekitar 4 atm, karena tekanan udara luar (dipermukaan air laut) kira-kira 1atm. Pada lapisan atas zat cair bekerja tekanan atmosfer. Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi. Pada tiap bagian atmosfer bekerja gaya tarik gravitasi. Makin kebawah, makin berat lapisan udara yang diatasnya. Oleh karenanya makin rendah kedudukan suatu tempat, makin tinggi tekanan atmosfernya. Dipermukaan air laut, tekanan atmosfer sekitar 1 atm = 1,01 x 105 Pa. Fluida Statis Tekanan pada permukaan zat cair adalah tekanan atmosfer Po, tekanan hidrostatis zat cair pada kedalaman h adalah ρ gh, maka tekanan mutlak pada kedalaman h zat cair adalah:

P = Po + ρgh

5. Hukum – hukum pada fluida tak bergerak a. Hukum pokok hidrostatika

Untuk semua titik yang terletak pada kedalaman yang sama maka tekanan hidrostatikanya sama. Oleh karena permukaan zat cair terletak pada bidang datar, maka titik-titik yang memiliki tekanan yang sama terletak pada suatu bidang datar. Jadi semua titik yang terletak pada bidang datar didalam satu jenis zat cair memiliki tekanan yang sama, ini dikenal dengan hukum pokok hidrostatika.

Maka berlaku PA = PB ρAghA = ρBghB

ρAhA = ρBhB

b. Hukum ArchimedesGaya apung adalah gaya yang diberikan fluida (dalam hal ini fluidanya adalah air)

terhadap benda (yang tercelup sebagian atau seluruhnya dalam fluida) dengan arah keatas. Gaya apung Fa adalah selisih antara gaya berat benda ketika diudara Wbu dengan gaya berat benda ketika tercelup sebagian atau seluruhnya dalam fluida Wbf.Hukum Archimedes berbunyi : Benda dalam zat cair baik seluruhnya maupun sebagian akan mengalami gaya ke atas sebesar zat cair yang dipindahkan benda tersebut.

F = ρgv

Berat benda dalam zat cair adalah selisih berat benda di udara dengan gaya Archimedes, ditulis :

Modul Fisika XI 10

W = berat benda dalam zat cair (N)Wu = berat benda di udara (N)F = gaya Achimedes (N)

Beberapa alat yang menggunakan Hukum Archimedes : 1. Hidrometer2. Kapal laut3. Kapal selam

c. Hukum PascalHukum Pascal berbunyiekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutuip akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar.Alat-alat yang menggunakan Hukum Pascal adalah : Kempa Hidrolik, dongkrak

hidrolik dan rem hidrolik.

Dari sistem diperoleh :

P1 = F1

A1

P2 = F2

A2

Karena pada system, tekanan diteruskan ke segala arah dengan sama besar, maka :

P1 = P2

F1

A1

=F2

A2

d. Tegangan permukaanTegangan permukaan adalah besarnya gaya yang dialami tiap satuan panjang pada permukaan zat cair secara matematis dirumuskan sebagai berikut :

γ = Tegangan permukaan (N/m)F = Gaya permukaan (N)l = panjang (m)jika kawat dicelupkan dalam air sabun maka kawat tersebut memiliki berat W akan mendapat gaya permukaan F dari 2 permukaan air sabun tersebut, maka besarnya tegangan permukaan adalah sebagai berikut :

e. Meniskus dan kapilaritasMeniscus adalah bentuk permukaan zat cair dalam suatu pipa (cekung atau cembung). Sedangkan kapilaritas adalah gejala turun atau naiknya zat cair dalam pembuluh yang sempit jika dimasukan ke dalam zat cair.Kenaikan zat cair dalam pipa kapiler dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

Modul Fisika XI 11

W = Wu - F

γ= Fl

γ=W2 l

Y =2 γcosθ

ρgr

2. FLUIDA DINAMIS (BERGERAK)1. Debit Debit fluida didefinisikan sebagai besaran yang menyatakan volume fluida yang mengalir melalui suatu penampang tertentu dalam satuan waktu tertentu. Debit fluida adalah nama lain dari laju aliran fluida, dan secara matematis dirumuskan sebagai berikut:

Q = Debit air (m3/det)A = Luas penampang (m2)v = kecepatan aliran (m/det)banyaknya zat cair yang lewat melalui Penampang A1 sama dengan zat cair yang lewat melalui penampang A2 tiap satuan waktu. Hal ini sesuai dengan persamaan kontinuitas Q1

= Q2

A1.v1 = A2.v2

2. Asas Bernouli

Pada gambar di atas air di A1 mendapat tekanan sebesar P1 dari zat cair sebelah kirinya dan di A2 juga mendapat tekanan P2 dari zat cair sebelah kanannya. Besar usaha yang diperlukan untuk memindahkan zat cair dari penampang A1 ke penampang A2 adalah sama dengan perubahan energi potensial dan perubahan energi kinetic secara matematis dituliskan sebagai berikut :

W = ΔEk+ ΔEp

P1 . V1 – P2 . V2 = ½ m (v22−v1

2) + mg(h2-h1)

Kemudian semua sukunya dibagi dengan ρm

maka diperoleh persamaan sebagai berikut :

P1 + ρgh1+½ ρv12= P2 + ρgh2+½ ρv2

2

Pemakain Asas Bernoulli

Modul Fisika XI 12

Q = A.v

A1 A2

a. Pipa Venturib. Pipa Pitot

SOALI. Pilihlah salah satu jawaban yang benar!1. Apabila suatu fluida cair dalam ruang terisolasi diberi gaya tekan luar , maka tekanan

tersebur akan diteruskan kesegala arah dengan sama besar. Pernyataan tersebut adalah bunyi hukum ….a. Archimedesb. Newtonc. Hooked. Pascale. Asas Bernouli

2. Dongkrak hidrolik di buat dengan menerapkan ….a. Hukum Hidrostatisb. Hukum Archimedesc. Hukum Pascald. Hukum Hookee. Hukum gravitasi

3. Apabila suatu benda dicelupkan ke dalam zat cair , maka benda tersebut akan mengalami gaya tekan ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan karena tumpah. Pernyataan tersebut merupakan isi ….a. Hukum Hookeb. Hukum Hidrostatisc. Hukum Archimedesd. Hukum Hookee. Hukum gravitasi

4. Kempa hidrolik luas penampangnya masing-masing 1m2 dan 0,1 m2. Jika pada penghisap kecil diberi beban 4 N, maka besarnya gaya pada penampang besar adalah ….a. 0,2 Nb. 0,3 N c. 0,4 Nd. 0,5 Ne. 0,6 N

5. Sebuah kapal selam menyelam hingga kedalaman 200 m di bawah permukaan laut. Jika massa jenis air laut 103 kg/m3 dan tekanan tekanan udara dipermukaan laut diabaikan , maka besar tekanan yang dialami oleh dinding kapal selam adalah ….a. 2 x 106 N/m2

b. 3 x 106 N/m2

c. 4 x 106 N/m2

d. 5 x 106 N/m2

e. 6 x 106 N/m2

6. Sebuah kolam yang berkapasitas 40 m3 diisi dengan air hingga penuh menggunakan pompa berkekuatan 0,25 m3/s. Maka lama waktu yang diperlukan adalah ….a. 100 sb. 120 s

Modul Fisika XI 13

c. 140 sd. 160 se. 180 s

7. Air mengalir dengan kecepatan 30 m/s dari suatu penampang yang luasnya 10 cm2 ke penampang yang luasnya 4 cm2. Kecepatan aliran pada penampang kedua adalah ….a. 70 m/sb. 75 m/sc. 80 m/sd. 85 m/se. 90 m/s

8. Silinder berisi air setinggi 2 m, massa jenis zat cair 1000 kg/m3 dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 maka besarnya tekanan hidrostatis sebesar ….a. 10.000 Pab. 20.000 Pac. 30.000 Pad. 40.000 Pae. 50.000 Pa

9. Pompa mengalirkan air dari danau ke suatu tempat melalui pipa dengan luas penampang 0,5 m2. Jika kecepatan air dalam pipa 10 m/s , maka debit air adalah ….a. 50 m3 / sb. 55 m3 / sc. 60 m3 / sd. 65m3 / se. 70 m3 / s

10. Pipa kapiler dimasukkan tegak lurus ke dalam zat cair yang massa jenisnya 1,8 gr/cm 3, jari-jari pipa 0,5 mm , sudut kontak antara pi pa dengan zat cair 600. Jika pipa kapiler, jika g = 10 m/s2 , tegangan permukaan pada suhu tersebut 0,0689 N/m, maka kenaikan zat cair dalam pipa kapiler adalah ….a. 7,6 x 10-3 m

b. 7,6 x 10-4 m

c. 7,6 x 10-5 m

d. 7,6 x 10-6 m

a. 7,6 x 10-3 m

II. Jawablah pertanyaan di bawah ini beserta langkah-langkahnya!

1. Tinjau suatu fluida dialirkan melalui suatu pipa mendatar, maka debit fluida yang melalui penampang sempit sama dengan debit fluida yang melalui penampang besar. Benarkah pernyataan tersebut? Jelaskan!

2. Jelaskan prinsip dari hukum kontinuitas aliran fluida. Dan tuliskan rumusan matematis yang mendukung penjelasan tersebut.

3. Jika fluida mengalir pada sebuah pipa, kemudian mendadak pipanya dipersempit penampangnya, bagaimana kelajuan aliran fluida pada penampang yang dipersempit tersebut?

4. Jelaskan bagaimana syarat fluida dianggap sebagai fluida ideal. Apa yang anda ketahui tentang: Viscositas, kompresibel, dan stasioner!

5. Air mengalir dengan kecepatan 1,4 m/s melalui sebuah selang yang diameternya 0,2 cm. Berapakah lama waktu yang dibutuhkan untuk mengisi sebuah bak berbentuk silinder dengan jari-jari 2 m sampai setinggi 1,44 m ?

Modul Fisika XI 14

Modul Fisika XI 15

BAB IIITERMODINAMIKA

Standar KompetensiMenerapkan hokum TermodinamikaKompetensi Dasar9.1 menguasai hokum Termodinamika9.2 menggunakan hokum Termodinamika dalam perhitungan

PengantarProses reversibel merupakan proses perubahan dari suatu keadaan awal ke keadaan

tertentu, dan dari keadaan akhir tersebut dimungkinkan terjadinya proses berbalik ke keadaan awal semula dengan mudah bila pada sistem dikenai kondisi tertentu. Suatu proses dikatakan terbalikkan (reversibel), apabila juga memenuhi persyaratan:a. proses tersebut merupakan proses kuasistatikb. dalam proses tersebut tidak terjadi efek-efek disipasi

Sedangkan proses kuasistatik didefinisikan sebagai suatu proses yang pada setiap tahap perubahan sistem secara berturutan selalu mencapai keadaan kesetimbangan. Ini berarti bahwa persamaan keadaan sistem pada setiap tahapan proses tetap dapat dituliskan. Tentu saja pendefinisian tersebut hanya merupakan idealisasi keadaan nyatanya. Karena pada umumnya proses alam/natural process selalu tidak terbalikkan (irreversibel).Sebagai contoh, kalor itu sendiri tidak dapat mengalir dari benda yang lebih dingin ke benda yang lebih panas. Walaupun dalam proses tersebut memenuhi Hukum Pertama Termodinamika, tetapi proses tersebut tidak pernah dapat terjadi bila tanpa ada perubahan lain. Untuk mengulangi proses tersebut secara terus menerus diperlukan pembalikan proses, yang tentunya diperlukan sejumlah kerja. Dalam praktek sering kali diusahakan agar kerja yang dihasilkan sistem lebih besar dibandingkan dengan kerja pada pembalikan proses.

Suatu proses yang terdiri atas beberapa tahapan dari suatu keadaan setimbang ke suatu keadaan setimbang lain, kemudian kembali ke keadaan setimbang semula disebut daur atau siklus.

1. PROSES SIKLUS Dari pengalaman atau eksperimen diketahui bahwa usaha dapat diubah menjadi

kalor seluruhnya. Sebagai contoh, jika dua benda digosokkan yang satu terhadap yang lain didalam suatu sistem (fluida), maka usaha yang dilakukan akan dikonversikan dan timbul sebagai kalor di dalam sistem. Selanjutnya ingin diketahui, apakah proses kebalikannya juga dapat terjadi?. Dapatkah kalor diubah menjadi usaha seluruhnya, hal ini sangat penting untuk kehidupan kita sehari-hari, karena konversi ini merupakan dasar kerja dari semua mesin bakar atau mesin kalor dan kalor ini dikonversikan menjadi usaha mekanis. Pengubahan kalor seluruhnya menjadi usaha dalam satu tahap saja dapat terjadi. Sebagai contoh dapat dipelajari dalam uraian mengenai proses isotermik. Jadi, apabila diperhatikan pada suatu proses ekspansi isotermal sistem gas ideal adalah suatu proses dimana energi dalam tidak berubah (∆ U=0, karena temperatur sistem tetap) maka Q = -W.Akan ditinjau contoh itu dengan memperhaikan gambar 1 berikut . Misalkan gas ideal banyaknya tertentu mula-mula bervolume V1, tekanan P1 dan temperaturnya T1. Karena temperatur tetap, maka ∆ U=0 ; dQ=dW.

Modul Fisika XI 16

Setelah volume sistem menjadi V2, maka usaha yang dilakukan sistem adalah:

W = nRT ln V2/V1

Berarti kalor yang diserapnya juga sama sebesar itu. Jelaslah bahwa seluruh kalor itu diubah menjadi usaha luar. Keadaan ini dapat pula diilustrasikan sebagai berikut:

Namun apabila ditinjau dari segi praktiknya, proses yang demikian itu tidak dapat diambil manfaatnya. Sebab, kita menghendaki perubahan kalor menjadi usaha luar tanpa henti. Selama siklus diberi kalor, sistem diharapkan dapat menghasilkan usaha. Didalam proses ekspansi isotermal ini berarti bahwa piston harus bergeser terus, maka sistem harus mempunyai volume yang tidak terbatas. Tetapi karena volume sistem itu ada batasnya, pada suatu saat proses itu harus berhenti, yaitu ketika volume mencapai harga maksimum. Agar dapat mengubah kalor menjadi usaha lagi, sistem itu harus dikembalikan ke keadaan semula. Dapatkah digunakan proses kebalikannya? Yaitu isotermik lagi sampai keadaannya sama dengan keadaan awalnya?. Kalau hal ini dilakukan, maka pada sistem dilakukan usaha sebesar W dan sistem melepaskan kalor sebesar Q juga. Agar secara praktis dapat berguna, konversi harus dapat berjalan tanpa henti, tanpa memerlukan volume yang tak terhingga.

Suatu jalan keluar yang dapat dilakukan adalah dengan menggunakan rangkaian proses, tidak hanya satu proses tunggal saja, atau proses satu tahap saja. Rangkaian proses yang dimaksud adalah siklus, yaitu rangkaian proses sedemikian rupa sehingga keadaan sistem pada akhir proses sama dengan keadaan awalnya, sehingga proses dapat diulang. Proses siklus terlukis seperti dalam gambar berikut ini.

Mulai dari P1V1 sistem gas mengalami proses isotermik sampai P2V2. Kemudian proses isobarik mengubah sistem sampai P2V1 dan akhirnya proses isokhorik membuat sistem kembali ke P1V1. Netto usaha yang dilakukan sistem dinyatakan oleh luas bagian yang diarsir pada diagram itu. Pada akhir proses kedaan sistem kembali ke keadaan semula.

Modul Fisika XI 17

Dengan demikian pada akhir siklus energi dalam sistem sama dengan semula. Dapatlah sekarang disimpulkan bahwa agar dapat melakukan usaha terus menerus, sistem itu harus bekerja dalam suatu siklus. Pada diagram siklus tergambar sebagai kurva tertutup. Perhatikan gambar dibawah ini beberapa ilustrasi diagram proses bersiklus.

Mengingat bahwa energi dalam U adalah fungsi keadaan Uf = Ui , maka Hukum Pertama Termodinamika dapat dinyatakan: Q = -W

Jelas pula bahwa selama satu siklus sistem melakukan sejumlah usaha dan sejumlah usaha lain diadakan pada sistem. Apabila siklus dijalani searah dengan jarum jaw (clock wise), maka mesin akan menghasilkan usaha [W=- W ] Mesin yang demikian disebut mesin kalor.Apabila siklus yang akan dijalani berlawanan dengan arah gerak jarum. Jam (counter clock wise), maka mesin memerlukan usaha luar: W=W Namun tetap berlaku: η dU = 0Mesin yang demikian disebut mesin pendingin. Ternyata pula bahwa pada suatu siklus terdapat cabang dimana sistem menyerap kalor tetapi selalu terdapat pada cabang yang lain sistem melepas kalor. Dari hampir semua hasil eksperimen menyatakan bahwa tidak mungkin mesin kalor dalam suatu siklus hanya menyerap kalor saja selain menghasilkan sejumlah usaha. Selalu akan ada bagian tertentu dari siklus dimana mesin melepas sejumlah kalor pada lingkungan. Dengan pernyataan lain mesin kalor tidak mungkin mengkonversikan seluruh kalor yang diserap menjadi usaha. Ketidakmungkinan ini kemudian dinyatakan sebagai Hukum Kedua Termodinamika. Perumusan Hukum Kedua Termodinamika dapat juga ditentukan dari Hukum Pertama Termodinamika sebagai berikut:dQ = dU - dWApabila diintegrasikan, untuk satu siklus mesin kalor, maka akan didapat:∆ dQ =∆dU -∆dWatau:Q = -WDengan Q adalah kalor yang dikonversikan menjadi usaha.Jadi,|Q| = |Qm| - |Qk|dan |W| adalah usaha yang dihasilkan mesin kalor dalam siklus dimana |W| adalah luas siklus pada diagram P-V

Modul Fisika XI 18

Agar lebih jelas perhatikan ilustrasi gambar berikut ini.

a. Pada proses isothermal persamaan keadaan gas idealnya sebagai berikut:

P= nRT

V , karena nRT merupakan bilangan tetap .

Secara umum usaha yang dilakukan gas dinyatakan oleh persamaan berikut :W=p. ∆ V Dari persamaan diatas maka W = nRT ln V2/V1

b. Pada proses isokhorikApat terjadi pada suatu sistem yang volum ruangnya tetap. ∆ V= 0W= p . ∆ VW=0

c. Proses isobarikUsaha yang dilakukan gas pada proses isobarik dapat dicari sebagai berikut :W = -p (V2 – V1)W = p . ∆ V

d. Proses adiabatik

Proses adiabatik p berbanding terbalik dengan Volume gas, dipangkatkan dengan ᵞ .

ᵞ merupakan konstanta Laplace antar 1 – 1,8 . rumus poison p ~ 1

V γ

P1.V1ᵞ = P2.V2

ᵞ

2. EFISIENSI MESIN KALOR DAN MESIN PENDINGINAda banyak cara untuk mengungkapkan Hukum Kedua Termodinamika.Dalam uraian

ini dipilih cara yang dekat dengan segi pemanfaatannya. Jadi perumusan yang akan kita kemukakanadalah seperti perumusan awal, yaitu perumusan yang berkaitan dengan kegunaan yang menjadi titik tolak ditemukan Hukum Kedua Termodinamika. Dalam hal ini kita memerlukan pengertian mengenai konsep mesin kalor dan mesin pendingin. Mesin kalor, sebagai contoh seperti motor bakar atau mesin letup pada mobil, adalah suatu alat/sistem yang berfungsi untuk mengubah energi kalor/energi panas menjadi energi usaha/energi mekanik. Sedangkan mesin pendingin, sebagai contoh lemari es/refrigerator adalah suatu alat/sistem yang berfungsi yang berfungsi untuk secara netto memindahkan kalor dari reservoir dingin ke reservoir panas dengan menggunakan usaha yang dimasukkan dari luar. Ciri utama mesin kalor atau mesin panas adalah sebagai berikut:a. berlangsung secara berulang (siklus),b. hasil yang diharapkan dari siklus mesin ini adalah usaha mekanik,c. usaha ini merupakan hasil konversi dari kalor yang diserap dari reservoir panas,d. tidak semua kalor yang keluar dan terambil dari reservoir panas dapat dikonversikan

menjadi usaha mekanik. Ada yang dibuang ke reservoir dingin dalam bentuk kalor pada suhu rendah. Sifat-sifat tadi secara skematik dikemukakan dalam diagram gambar jika kemudian arah-arahnya dibalik, seperti pada diagram gambar akan diperoleh skema kerja mesin pendingin. Agar lebih jelas perhatikan dengan seksama Gambar berikut ini.

Modul Fisika XI 19

ᵞ = CpCv

Perhatikan pada gambar 6(a), Q1 adalah total kalor yang diambil dari reservoir panas selama satu siklus, bertanda positif karena kalor masuk ke dalam sistem (siklus). Sedangkan W adalah usaha yang dilakukan oleh sistem selama satu siklus, bertanda negatif karena sistem melakukan usaha terhadap lingkungan. Selanjutnya kalor Q2 adalah kalor yang mengalir dari sistem ke reservoir dingin. Untuk mesin pendingin, prinsip kerjanya adalah merupakan kebalikan dari mesin pemanas, seperti ditunjukkan pada gambar 6(b). Tanda Q1, Q2 dan W pada gambar ini adalah kebalikan dari gambar 6(a). Pada mesin pendingin hasil yang diharapkan adalah pengambilan pada suhu rendah (yaitu dari benda-benda yang didinginkan). Perlu diperhatikan,bahwa untuk memindahkan kalor sebesar Q2 dari reservoir dingin ke reservoir panas dalam satu siklus diperlukan adanya usaha dari luar sebesar +W (tanda positif karena usaha dilakukan terhadap sistem). Usaha sebesar W ini pada akhirnya akan masuk bersama-sama dengan kalor Q2 ke reservoir panas sebagai kalor dengan jumlah total Q1. Parameter penting pada kedua macam alat itu adalah “efisiensi” yang dinyatakan dengan notasi (η ) bagi mesin panas dan “koefisien daya guna”yang dinyatakan dengan η bagi mesin pendingin. Atau dapat didefinisikan besaran efisiensi mesin untuk menggambarkan atau membandingkan kinerja dari mesin-mesin tersebut. Secara umum dapat dinyatakan bahwa:

Efisiensi =hasil yang diinginkanyangharus disediakan

Jadi, untuk mesin panas/mesin kalor dapat didefinisikan atau dinyatakan bahwa:

η= -WQ1

Dan- untuk mesin pendingin dapat dinyatakan atau didefinisikan bahwa:Koefisien Daya Guna:

η= Q2

WBesarnya koefisien ini bergantung pada keadaan detail dan masing-masing proses yang membentuk siklus atau daur. Dengan mengingat proses yang dijalani sistem adalah proses lingkar, sehingga dapat dinyatakan U=0, sebab itu W = -Q = -(Q1+Q2) pada kedua hal, maka diperoleh:

Efisinsi untuk mesin panas adalah η = −WQ1

Atau η = +(Q1+Q2)

Q1

=1+Q2

Q1

Sehingga η = 1 - |Q2

Q1|

Koefisien Daya Guna mesin pendingin adalah η = Q2

WAtau

Modul Fisika XI 20

η = Q2

−Q1−Q2 sehingga η =

Q2

|Q1|−Q2

Parameter-parameter itu besarnya tentu bergantung pada jenis proses yang dijalani sistem. Proses yang terjadi umumnya tidak kuasistasik karena berlangsung cepat dan dengan suhu yang tidak serba sama/uniform pada bagian-bagian sistem. Namun kita dapat mangaproksimasikannya dengan suatu proses kuasistatik tertentu. Untuk itu berikut akan kita bahas beberapa contoh proses bersiklus.

Siklus Carnot Siklus Carnot atau lingkaran carnot adalah suatu siklus ideal yang diciptakan oleh Sidi Carnot (1796 – 1832) Carnot mengemukakan siklus ideal, mengungkapkan kalor menjadi usaha secara proses lintasan tertutup. Siklus carnot berpengaruh pada perkembangan mesin-mesin panas misalnya mesin uap, mesin diesel, mesin bensin dan mesin jet.Siklus carnot terdiri atas proses-proses :a. Proses pemuaian secara isotermikb. Proses pemuaian adiabatikc. Proses pemampatan isotermikd. Proses pemampatan adiabatik

Keterangan :1. Proses A => B

Pada proses ini gas mendapat kalor dari reservoir bersuhu T1, gas akan mengembang secara isotermal sehingga dihasilakan usaha WAB.

2. Proses B => CPada proses ini gas tidak mendapat kalor dari luar secara termal. Gas dibiarkan mengembang (memuai) secara adiabatik, sehingga suhu turun menjadi T2 dan gas melakukan kerja sebanyak WAB usaha yang dilakukan sistem W = Q1 – Q2

3. Proses C => DPada proses ini gas dikontakkan dengan reservoir dingin bersuhu T2, gas membuang panas Q2 dan gas menerima kerja dari luar sebayak WCD.

4. Proses D => AGas dimampatkan secara adiabatik, sehingga suhu gas naik dari T2 menjadi T1 dan gas menerima kerja dari luar sebanyak WDA.

Modul Fisika XI 21

T1

T2

PD

PB

PC

PA

Besarnya kerja yang dilakukan gas selama siklus adalah = luas yang dibatasi garis ABCD.Dalam siklus Carnot tidak terjadi perubahan energi dalam (∆U = 0), sehingga sesuai hukum I Termodinamika ∆U = Q - W

0 = (Q1 – Q2) – W

Efisiensi mesin carnot untuk W= Q1-Q2 adalah ….

η =1−Q2

Q1 x 100%

Mesin yang bekerja diantara reservoir dengan suhu T1 dan reservoir dengan suhu T2 ( T1

>T2), efisiensi maksimalnya sebesar:

η =1−T 2

T 1 x 100%

Soal 1. Suatu proses dimana tidak ada penambahan atau pemindahan panas disebut ….

a. adiabatikb. isotermikc. isobarikd. isokhorike. isovolume

2. Jika suatu gas ideal dimampatkan secara isotermik sampai volumenya menjadi setengahnya, maka ….a. tekanan dan suhu tetapb. tekanan menjadi 2 kali dan suhu tetapc. tekanan tetap dan suhu menjadi 2 kali d. tekanan dan suhu menjadi 2 kalie. tekanan menjadi 2 kali dan suhu menjadi ½ kali

3. Sebuah mesin Carnot setiap siklusnya menerima energi dari reservoir suhu tinggi 12000 J dan membuang energi 4000 J ke reservoir suhu rendah. Besar efisiensi mesin adalah ….a. 17 %b. 33 %c. 50 %d. 67 %e. 99 %

4. Sebuah mesin gas bekerja dalam suatu siklus Carnot antara 227°C dan 127°C. jika

mesin menyerap 6 x 104 kalori, pada temperatur yang tertinggi, maka usaha per siklus yang dihasilkan mesin adalah ….a. 2 x 103 kalb. 2,85 x 103 kalc. 4,09 x 103 kald. 4,72 x 103 kale. 5,04 x 103 kal

5. Suatu gas yang volumenya 0,5 m3 perlahan-lahan dipanaskan pada tekanan tetap hingga volumenya menjadi 2 m3. Jika usaha luar gas tersebut 3 x 105 Joule maka tekanan gas adalah ….a. 1,5 x 105 Nm-2

Modul Fisika XI 22

W = Q1 – Q2

b. 2,0 x 105 Nm-2

c. 4,5 x 105 Nm-2

d. 4,8 x 105 Nm-2

e. 6,0 x 105 Nm-2

6. Suatu sistem mengalami proses adiabatik, pada sistem dilakukan usaha 100 Joule. Jika

perubahan energi dalam sistem adalah ∆U dan kalor diserap sistem adalah Q, maka ….a. ∆U = - 1000 Jb. ∆U = 100 Jc. ∆U = 0d. Q = 10e. ∆U + Q = - 100

7. Sebuah mesin Carnot yang reservoir suhu rendahnya 27°C memiliki daya 40%, jika daya gunanya akan diperbesar menjadi 50%, reservoir suhu tingginya harus dinaikan sebesar ….a. 25 Kb. 50 Kc. 75 Kd. 100 Ke. 150 K

8. Suatu mesin pembangkit listrik memiliki suhu reservoir tinggi pada 500 °C, dan suhu

reservoir dingin pada 50°C maka efisiensi maksimum adalah ….a. 50 %b. 58 %c. 60 %d. 68 %e. 70 %

9. Suatu jenis gas yang menempati volume 100 cm3 pada temperatur 0 °C dan tekanan 1

Atm. Bila temperatur menjadi 50 °C sedangkan tekanan menjadi 2 Atm, maka volume gas menjadi ….a. 118,3 cm3

b. 59,2 cm3

c. 38,4 cm3

d. 45,5 cm3

e. 84,5 cm3

10. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut :1. Pada proses isokorik gas tidak melakukan usaha2. Pada proses isobarik gas selalu mengembang3. Pada proses adiabatik gas selalu mengembang 4. Pada proses isotermik energi dalam gas tetapPernyataan yang sesuai dengan konsep Termodinamika adalah ….a. 1 dan 2b. 1,2 dan 3c. 1 dan 4d. 3 dan 4e. 2,3 dan 4

Modul Fisika XI 23