Bahasan FISIKA UKK 09/10

SOAL UKK0910 FISIKA X
1. Pada thermometer Celcius menunjukkan angka -40⁰C, tentukan skala yang ditunjuk pada thermometer Kelvin dan Fahrenheit!
Diket : TCelcius = - 40⁰C
Dit : TKelvin dan TFahrenheit = ?
Jwb : TC dgn TK
TK = TC + 273
TK = (- 40) + 273
TK = 233K
TC dgn TF
TF = (9/5)TC + 32
TF = (9/5) - 40 + 32
TF = (- 72) + 32
TF = - 40⁰F

2. Kalor sebanyak 40 kj diberikan kepada 0,5 kg suatu zat cair sehingga mengakibatkan kenaikkan suhu dari 28⁰C menjadi 48⁰C. Berapakah kalor jenis zat cair tersebut?
Diket : Q = 40 kj
mzat cair = 0,5 kg
T0 = 28⁰C
T1 = 48⁰C
Dit : czat cair = ?
Jwb : czat cair = Q/ mzat cair.T
czat cair = 40000 j/ 0,5 kg (48 – 28)⁰C
czat cair = 40000 j/ 0,5 kg 20⁰C
czat cair = 4000 j/kg⁰C

3. Potongan Aluminium bermassa 200 gram dengan suhu 20⁰C dimasukkan ke dalam bejana yang berisi air bermassa 100 gram dengan suhu 80⁰C . Jika diketahui kalor jenis aluminium 0,22 kal/g⁰C, maka suhu akhir air dan aluminium menjadi …
Diket : mal = 200 gr
Tal = 20⁰C
mair = 100 gr
Tal = 80⁰C
cal = 0,22 kal/g⁰C
Dit : Tcam = ?
Jwb : Qlepas = Qterima
(m.c.T)air = (m.c.T)aluminium
100.1.(80-Tc) = 200.0,22.(Tc-20)
8000 – 100.Tc = 44.Tc – 880
8000 + 880 = 44.Tc + 100.Tc
8880 = 144.Tc
Tc = 8880/144
Tc = 61,7⁰C

4. Sekeping uang logam bermassa 50 g bersuhu 85⁰C dicelupkan ke dalam 50 g air bersuhu 29,8⁰C ( kalor jenis air = 1 kal/g⁰C ). Jika suhu akhirnya 37⁰C dan wadahnya tidak menyerap kalor, maka kalor jenis logamnya sebesar …
Diket : mlogam = 50 g
Tlogam = 85⁰C
mair = 50 g
Tair = 29,8⁰C
cair = 1 kal/g⁰C
Tcamp = 37⁰C
Dit : clogam = ?
Jwb : Qlepas = Qterima
(m.c.T)logam = (m.c. T)air
50. clogam.(85-37) = 50.1.(37-29,8)
2400.clogam = 360
clogam = 360/2400
clogam = 0,15 kal/g⁰C

5. Teh panas yang massanya 20 g pada suhu t dituang ke dalam cangkir bermassa 190 g dan bersuhu 20⁰C. Jika suhu kesetimbangan termal 36⁰C dan panas jenis air teh adalah 8 kali panas jenis cangkir, maka suhu air teh mula-mula adalah …
Diket : mteh panas = 20 g
cteh panas = 8.ccangkir
mcangkir = 190 g
Tcangkir = 20⁰C
Tcamp = 36⁰C
Dit : T0logam = ?
Jwb : Qlepas = Qterima
(m.c.T)teh panas = (m.c.T)cangkir
20. 8.(T0-36) = 190.1.(36-20)
160.T0 - 5760 = 3040
160.T0 = 3040 + 5760
T0 = 8800/160
T0 = 55⁰C

6. Suatu bahan tipis memiliki luas 1,25 m2 pada suhu 25⁰C. Jika bahan dipanaskan sampai suhunya 150⁰C dan koefisien muai panjang bahan adalah 8,9 x 10-6/⁰C. Hitunglah pertambahan luas bahan tersebut!
Diket : A0 = 1,25 m2
T0 = 25⁰C
T1 = 150⁰C
α = 8,9 x 10-6/⁰C
Dit : A = ?
Jwb : A = A0βT
A = 1,25 m2.2.8,9 x 10-6/⁰C.(150⁰C - 25⁰C)
A = 2781.25 x 10-6
A = 2,78125 x 10-3m
A = 2,78 mm

7. Dua batang logam A dan B berukuran sama masing-masing mempunyai koefisien konduksi 2k dan k. Keduanya dihubungkan menjadi satu dan pada ujung-ujung yang bebas dikenakan suhu seperti pada gambar di bawah ini. Tentukan suhu pada sambungan (t) logam A dan B!




Diket : TA = 210⁰C
TB = 30⁰C
AA = AB
LA = LB
kA = 2k
kB = k
Dit : Suhu pada sambungan (t) =?
Jwb : (Q/t)A = (Q/t)B
(k.A.T/L) A = (k.A.T/L) B
(k.T) A = (k.T) B
2k.(210 – t) = k.(t – 30)
420 – 2t = t – 30
420 + 30 = t + 2t
3t = 450
t = 450/3
t = 150⁰C

8. Dua batang penghantar mempunyai panjang dan luas yang sama disambung menjadi satu. koefisien konduksi termal batang penghantar kedua = 2 kali koefisien konduksi termal batang penghantar pertama. Jika batang pertama dipanaskan sehingga T1 = 100⁰C dan T2 = 25⁰C seperti pada gambar di bawah ini. Maka suhu pada sambungan T adalah …



Diket : TI = 100⁰C
TII = 25⁰C
AI = AII
LI = LII
KI = k
KII = 2k
Dit : Suhu pada sambungan (T) =?
Jwb : (Q/t)I = (Q/t)II
(k.A.T/L) I = (k.A.T/L) II
(k.T) I = (k.T) II
k.(100 – T) = 2k.(T – 25)
100 – T = 2T – 50
100 + 50 = 2T + T
3T = 150
T = 150/3
T = 50⁰C

9. Berapakah energy persatuan waktu yang dipancarkan oleh benda hitam sempurna yang suhunya 27⁰C?
Diket : T = 27⁰C = 300K
e = 1 (benda hitam sempurna)
A = 1 m2
σ = 5,67 x 10-8 Wm-2K-4
Dit : H = ?
Jwb : H = e.σ. T4.A
H = 1. 5,67 x 10-8. 3004.1
H = 5,67 x 10-8.8,1 x 109
H = 459,27 Watt

10. Sebuah benda hitam sempurna berbentuk kubus dengan panjang salah satu sisinya 1 m. Suhu benda 127⁰C. Tentukan laju kalor yang dipancarkan setiap detiknya!
Diket : T = 127⁰C = 400K
e = 1 (benda hitam sempurna)
A = 1 m2
σ = 5,67 x 10-8 Wm-2K-4
Dit : H = ?
Jwb : H = e.σ. T4.A
H = 1. 5,67 x 10-8. 4004.1
H = 5,67 x 10-8.256 x 108
H = 1451,52 Watt


SOAL UKK0910 FISIKA XI
1. Kecepatan rata-rata aliran minyak pada sebuah pipa yang berdiameter 3 cm adalah 2 m/s. Hitung jumlah minyak yang mengalir tiap detiknya! Jika pipa tersebut dialirkan dalam suatu tangki bervolume 40 liter, hitung waktu yang dibutuhkan untuk memenuhi tangki tersebut!
Diket : d = 3 cm = 0,03 m
v = 2 m/s
V = 40 liter = 40.10-3 m3
A = ¼ πd2 = ¼.3,14.(0,03)2 = 7,065.10-4 m2
Dit : Q dan t = ?
Jwb : Q = A.v = 7,065.10-4 m2. 2 m/s = 1,413.10-3 m3/s
t = V/Q = 40.10-3 m3/1,413.10-3 m3/s = 28,3 detik

2. Sebutkan pernyataan yang berkaitan dengan gaya angkat pesawat terbang!
Sayap pesawat terbang dirancang sedemikian rupa sehingga kecepatan aliran udara di bagian atas lebih tinggi dibandingkan kecepatan di bagian bawah, tujuannya adalah agar tekanan di atas lebih rendah dibandingkan dengan tekanan bagian bawah. Perbedaan tekanan inilah yang menimbulkan adanya gaya angkat pesawat.

3. Sebanyak 3 liter gas Argon bersuhu 27⁰C pada tekanan 1 atm (1 atm = 105 Pa) berada di dalam tabung, jika konstanta gas umum R = 8,314 Jm-1K-1 dan banyaknya partikel dalam 1 mol gas 6,02x1023 partikel, maka banyak partikel gas Argon dalam tabung tersebut adalah …
Diket : V = 3 liter = 3.10-3 m3
T = 27⁰C = 300 K
P = 105 Pa
R = 8,314 Jm-1K-1
NA = 6,02x1023 partikel
Dit : N = ?
Jwb : PV = nRT
105 Pa. 3.10-3 m3 = n. 8,314 Jm-1K-1. 300 K
3.102 Nm = (N/NA). 8,314 Jm-1K-1. 300 K
N = 6,02x1023/8,314 = 0,72.1023 partikel

4. Suhu gas ideal dalam tabung dirumuskan sebagai Ek = (3/2)kT, T menyatakan suhu mutlak dan Ek adalah energy kinetic rata-rata molekul gas. Berdasarkan persamaan di atas dapat dinyatakan bahwa …
• Energi kinetic rata-sata molekul gas bergantung dan ekivalen terhadap suhu mutlak.
• Semakin tinggi suhu gas, gerak partikel gas semakin cepat.

5. Tekanan gas ideal di dalam ruang tertutup terhadap dinding tabung dirumuskan sebagai P = (2N/3V)Ek dimana P adalah tekanan (Pa), N = jumlah molekul (partikel) gas, dan Ek adalah energy kinetic rata-rata molekul (j). berdasarkar persamaan di atas dapat dinyatakan …
• Jika volume gas bertambah maka tekanan gas akan berkurang
• Tekanan gas rehadap dinding bergantung pada Energi kinetic,

6. Grafik P-V di bawah ini menunjukkan proses pemanasan suatu gas ideal. Tentukan besar usaha yang dilakukan siklus ABCA!








Menggunakan grafik
W = luas daerang yang di arsir
W = 1/2.500.200
W = 50 kj

7. Diagram P-V dari gas helium yang menglami proses termodinamika ditunjukkan seperti gambar berikut. Tentukan usaha yang dilakukan gas helium pada proses ABC!







Diket : Proses AB (Isovolum)
Proses BC (Isobar)
Dit : WABCD = ?
Jwb : Proses AB (Isovolum);
W1 = 0
Proses BC (Isobar);
W2 – F. V = 2.105 (3,5 – 1,5)
= 2.105 (2)
= 4.105 j
Menggunakan grafik
W = luas daerang yang di arsir
W = 2.105 (2)
W = 400 kj

8. Suatu gas ideal mula-mula menempati ruang yang volumenya V dan tekanan P. Jika suhu gas menjadi 5/4 T dan volumenya menjadi ¾ V, maka tekananya menjadi …
Diket : V2 = 3/4 V1
T2 = 5/4T1
Dit : P2 =?
Jwb : (PV/T)1 = (PV/T)2
(PV/T)1 = (P2[3/4] V1/[5/4]T1)
P1 = (P2. [3/4]/[5/4])
P1 = 3/5.P2
P2 = (5/3).P1

9. Gas ideal berada dalam ruangan tertutup dengan volume V, Tekanan P, dan suhu T. Apabila volumenya mengalami perubahan menjadi ½ kali semula dan suhunya dinaikkan menjadi 4 kali semula, maka tekanan gas yang berada dalam system tersebut menjadi …
Diket : V2 = ½ V1
T2 = 4T1
Dit : P2 =?
Jwb : (PV/T)1 = (PV/T)2
(PV/T)1 = (P2½ V1/4T1)
P1 = (P2.½ /4)
P1 = 0.125.P2
P2 = P1/0.125
P2 = 8.P1

10. Suatu gas ideal dengan tekanan P dan volume V dalam ruang tertutup. Jika tekanan gas dalam ruang tersebut diturunkan menjadi ¼ kali semula pada volume tetap, maka perbandingan energy kinetic sebelum dan sesudah penurunan tekanan adalah …
Diket : P2 = ¼ P1
V2 = V1
Dit : Ek1 : Ek2 =?
Jwb : (P.3V/2N)1 = (P.3V/2N)2
(P.3V/2N)1 = (¼ P1.3V/2N)2
Ek1 = 1
Ek2 = ¼
Ek1/Ek2 = 1/(1/4)
Ek1:Ek2 = 4 : 1


 semoga sukses 

Posted in: fisika