Solusi Kuis 6 Fd3 27mar2015
3
SOLUSI Kuis 6 – MK Fisika Dasar 3 Departemen Fisika FMIPA UI Program Studi S1 Fisika Jum’at/27 Maret 2015 Tim Dosen: Dr. M. Aziz Majidi, Dr. Vivi Fauzia, Dr. Adhi Harmoko, Dr. Anto Sulaksono, dan Dr. Ariadne L. Juwono ______________________________________________________________________________ 1. Satu mol gas ideal diatomik dengan menempati wadah bervolume dan tekanan . Gas mengalami proses sedemikin hingga tekanan berbanding lurus dengan volume. Pada akhir proses ditemukan bahwa kelajuan rms molekul-molekul gas menjadi dua kali lipat dari semula. Hitung energi yang ditransfer ke gas oleh lingkungan. [30 poin] Jawaban: Yang harus kita hitung adalah ∫ ∫ Gunakan hubungan-hubungan sebagaimana diinformasikan pada soal, yaitu dan , sehingga integral di atas dapat dijabarkan sebagai ∫ ∫ ( ) ( ) Karena informasi yang diberikan oleh soal hanya dalam variabel-variabel dan , serta konstanta , maka jawaban soal belum dapat dinyatakan tuntas kalau belum dinyatakan dalam , , dan . Untuk itu kita harus menemukan terlebih dulu ekspresi , , dan , dalam variabel-variabel , , dan sebagai berikut: Pertama, Selanjutnya, dari hubungan , karena √ , maka √ √ ( ).
-
Upload
sion-halim -
Category
Documents
-
view
215 -
download
2
description
Solusi kuis fd3
Transcript of Solusi Kuis 6 Fd3 27mar2015
SOLUSI
Kuis 6 – MK Fisika Dasar 3
Departemen Fisika FMIPA UI
Program Studi S1 Fisika
Jum’at/27 Maret 2015
Tim Dosen: Dr. M. Aziz Majidi, Dr. Vivi Fauzia, Dr. Adhi Harmoko,
Dr. Anto Sulaksono, dan Dr. Ariadne L. Juwono
______________________________________________________________________________
1. Satu mol gas ideal diatomik dengan
menempati wadah
bervolume dan tekanan . Gas mengalami proses sedemikin hingga
tekanan berbanding lurus dengan volume. Pada akhir proses ditemukan
bahwa kelajuan rms molekul-molekul gas menjadi dua kali lipat dari
semula. Hitung energi yang ditransfer ke gas oleh lingkungan. [30 poin]
Jawaban:
Yang harus kita hitung adalah
∫ ∫
Gunakan hubungan-hubungan sebagaimana diinformasikan pada soal,
yaitu
dan , sehingga integral di atas dapat dijabarkan
sebagai
∫
∫
( )
(
)
Karena informasi yang diberikan oleh soal hanya dalam variabel-variabel
dan , serta konstanta , maka jawaban soal belum dapat
dinyatakan tuntas kalau belum dinyatakan dalam , , dan . Untuk
itu kita harus menemukan terlebih dulu ekspresi , , dan , dalam
variabel-variabel , , dan sebagai berikut:
Pertama,
Selanjutnya, dari hubungan ,
karena √ , maka √ √ (
).
Lebih lanjut,
Sedangkan konstanta tidak lain adalah
.
Kesimpulan:
( )
(
)
(
) { (
) (
)}
(
) (
)
2. Sebuah molekul memiliki derajat kebebasan. Jika mol gas yang
terdiri atas molekul-molekul ini berada pada suhu , nyatakan rumus
a. energi dalam gas tersebut, [10 poin]
b. panas jenis molar pada volume konstan, [10 poin]
c. panas jenis molar pada tekanan konstan, [10 poin] dan
d. konstanta Laplace ( ). [10 poin]
Jawaban:
a. Energi dalam gas dinyatakan sebagai:
(
) (
) (
)
b. Panas jenis molar pada volume konstan:
(
)
(
)
c. Panas jenis molar pada tekanan konstan:
(
)
(
) (
)
(
)
d. Konstanta Laplace:
3. Dua puluh partikel, masing-masing bermassa dan menempati volume
, memiliki berbagai nilai kelajuan:
dua dengan kelajuan ,
tiga dengan kelajuan ,
lima dengan kelajuan ,
empat dengan kelajuan ,
tiga dengan kelajuan ,
dua dengan kelajuan , dan
satu dengan kelajuan .
Tentukan
a. kelajuan rata-ratanya, [5 poin]
b. kelajuan rms-nya, [5 poin]
c. kelajuan paling mungkin, [5 poin]
d. tekanan yang diberikan oleh molekul-molekul terhadap dinding
wadah gas, [10 poin], dan
e. energi kinetik rata-rata partikel. [5 poin]
Jawaban:
a.
∑
∑
{ }
b. √
∑
√
∑
√
{ }
√
c. . Dengan mengambil
nilai terbesar yaitu , maka diperoleh .
Jadi,
d.
(
)
(
)
{
(
)}
e.
(
)
