fisika isi 27

8/17/2019 Fisika Isi 27

1/16

Fluida statis

a. Teori fuida statis

9.1 Tekanan hidrostatika

Dalam fluida, konsep tekanan memegang peranan yang penting. Gaya ke

atas yang timbul pada benda yang tercelup disebabkan adanya tekanan dalam

fluida. Demikian pula, fluida akan bergerak atau mengalir karena adanya

perbedaan tekanan pada dua bagian yang berbeda dalam fluida.

Tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas. Jika gaya sebesar F

bekerja secara merata dan tegak lurus pada suatu permukaan yang luasnya A,

maka tekanan P pada permukaan itu dirumuskan sebagai :

P= F

A

Keterangan : P = tekanan (N/m2 atau Pa)

F = gaya pada permukaan (N)

A = luas permukaan (m2)

Untuk kepentingan praktis, satuan tekanan biasanya dinyatakan dalam atmosfer

(atm), cmHg, atau bar.

1 atm = 76 cmHg = 1,013 x 105 Pa = 1,013 bar

Tekanan di dalam zat cair disebabkan oleh adanya gaya gravitasi yang

bekerja pada tiap bagian zat cair, besar tekanan itu bergantung pada kedalaman,

semakin dalam letak suatu bagian zat cair akan semakin besar tekanan pada bagian itu. Tekanan di dalam fluida dinamis yang diakibatkan oleh adanya gaya

gravitasi itulah yang disebut tekanan hidrostatika.

Ph= berat silinder

luas alas silinder=

ρ . A . h . g

A = ρ . g . h

Keterangan : Ph = tekanan hidrostatika (N/m2 atau Pa)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

h = kedalaman pada fluida (m)

8/17/2019 Fisika Isi 27

2/16

ρ = massa jenis (kg/m3)

A = luas penampang (m2)

Hukum pokok hidrostatika berbunyi, “ Semua titik yang terletak pada

suatu bidang datar di dalam zat cair yang sejenis memiliki tekanan yang sama.”

9.2 Hukum pascal

Blaise Pascal, seorang ilmuwan Prancis, menyatakan bahwa ketika

perubahan tekanan diberikan pada suatu fluida pada ruang tertutup, perubahan

tersebut akan diteruskan sama besar ke segala arah. Pernyataan ini kemudian

dikenal sebagai hukum pascal.

Jika suatu fluida diberi tekan sebesar P, maka setiap bagian dari fluida

dan dinding bejana mengalami tekanan sebesar P. Jadi, hukum pascal dapat

dinyatakan sebagai berikut, “ Tekanan yang diadakan dari luar kepada fluida yang

ada di dalam ruangan tertutup akan diteruskan oleh fluida tersebut ke segala arah

dengan sama rata.”

P1 = P2

F 1

A1=

F 2

A2

Contoh alat yang prinsip kerjanya berdasarkan hukum pascal adalah

dongkrak hidrolik, pompa hidrolik, mesin hidrolik pengangkut mobil, alatpengepres hidrolik, dan rem hidrolik pada motor atau mobil.

9.3 Hukum Archimedes

Fa = ρ.g.V

Keterangan : Fa = Gaya apung (N)

ρ = massa jenis (kg/m3)


V = volume fluida yang dipindahkan oleh benda (m3)

ρ .g.V = m.g adalah berat fluida yang dipindahkan oleh benda.

Persamaan di atas dapat diartikan sebagai gaya ke atas sama dengan berat fluida

yang dipindahkan.

Suatu benda bisa saja tercelup sepenuhnya atau hanya sebagian saja.

Dalam hal benda tercelup sebagian pun persamaan di atas tetap bisa digunakan,

asalkan V diartikan sebagai volume fluida yang dipindahkan oleh benda bukan

8/17/2019 Fisika Isi 27

3/16

volume benda. Kenyataan ini pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuwan

Yunani yang bernama Archimedes, sehingga dikenal sebagai hukum Archimedes.

Secara umum, hukum Archimedes dapat dinyatakan sebagi berikut, “

Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida akan

mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat fluida yangdipindahkan.”

Ada tiga keadaan benda yang tercelup ke dalam fluida, yaitu terapung,

tenggelam, dan melayang. Berdasarkan hukum I Newton dan hukum Archimedes,

kita dapat menentukan syarat sebuah benda untuk terapung, tenggelam, atau pun

melayang di dalam suatu fluida.

Terapung

Pada saat terapung, besarnya gatya apung, Fa, sama dengan berat

benda, w = m.g. Hanya sebagian volume benda yang tercelup di dalam

fluida sehingga volume fluida yang dipindahkan lebih kecil dari volume

total benda yang mengapung. Karena Vt (volume benda yang tercelup) lebih

kecil daripada V b (volume benda total), maka syarat benda mengapung

adalah

ρ b<

ρf

Artinya, massa jenis benda harus lebih kecil daripada massa jenis fluida.

Melayang

Pada saat melayang, besarnya gaya apung, Fa, sama dengan berat benda, w = m.g. Volume fluida yang dipindahkan (volume benda yang

tercelup) sama dengan vulome total benda yang melayang. Karena Vf

(volume benda yang tercelup) sama dengan Vb (volume benda total), maka

syarat benda melayang adalah

ρ b=

ρf

Artinya, massa jenis benda harus sama dengan massa jenis fluida.

TenggelamPada saat tenggelam, besarnya gaya apung, Fa, lebih kecil daripada

berat benda, w = m.g. Volume benda yang tercelup di dalam fluida sama

dengan volume total benda yang mengapung, namun benda bertumpu

pada dasar bejana, sehingga ada gaya normal dasar bejana pada benda

sebesar N. Karena Vt (volume benda yang tercelup) sama dengan V b (volume

benda total), maka syarat benda tenggelam adalah

ρ b>

ρf

Artinya, massa jenis benda harus lebih besar daripada massa jenis fluida.

8/17/2019 Fisika Isi 27

4/16

Aplikasi hukum Archimedes dapat kita jumpai dalam berbagai peralatan

dari yang sedarhana sampai yang canggih, seperti hidrometer, kapal laut, kapal

selam, galangan kapal, balon udara, dan jembatan ponton.

b. Contoh soal fuida Statis

1.Suatu tempat di dasar danau memiliki kedalaman 20 m. Jika massa jenis

air danau 1 gr/cm3, percepatan gravitasi 10 m/s2, dan tekanan di atas

permukaan air sebesar 1 atm, maka tentukanlaha.tekanan hidrostatika di temat tersebut,

b.tekanan total di tempat tersebut.

Jawab :

Besaran yang diketahui

h = 20 m ρ

a = 1 gr/cm3 = 1000 kg/m3

g = 10 m/s2 Po = 1 atm = 1,013 x 105 Pa

a.Tekanan Hidrostatika

Ph = ρ

a.g.h

= (1000).(10).(20)= 2 x 105 Pa

b.Tekanan total adalah jumlah tekanan hidrostatika dan tekanan

atmosfer

P = Po + Ph

= 1,013 x 105 + 2 x 105

= 3,013 x 105 Pa

2.Dongkrak hidrolik memiliki penampang masing – masing berdiameter 2

mm dan 100 mm. Berapa gaya minimum yang harus dikerjakan pada

penampang kecil untuk mengangkat mobil yang beratnya 6000 N ? Jawab :

8/17/2019 Fisika Isi 27

5/16


d1 = 2 mm d2 = 100 mm

F2 = 6000 N

Gaya minimum yang harus diberikan pada penampang kecil F1 dapat

dihitung dengan rumus

F1 / A1 = F2 / A2

Karena A = ¼π .d2, maka

F1 / d12 = F2 / d2

2

F1 = (d1 / d2)2 F2

= (2 / 100)2 (6000)

= 2,4 N

3.Jembatan ponton dibuat dari drum yang terapung di atas permukaan air.

Setiap drum terisi udara sehingga secara keseluruhan bermassa 20 kg dan

volume rata – rata 2 m3

. Tentukan berat beban maksimum yang dapatditahan oleh drum tersebut.

Jawab :


m = 20 kg V = 2 m3

ρ = m / v

= 20 / 2

= 10 kg/m3

∑F y = 0

Fa – w = 0 w = Fa =

ρa.g.h

= (1000).(10).(2) = 2 x 104 N

Fluida dinamis

a. Teori fuida dinamis

10.1 Fluida deal

Ciri – ciri umum fluida ideal adalah sebagai berikut :

1. Tak termampatkan (tidak kompresibel), artinya bahwa fluida ideal tidak

akan mengalami perubahan volume atau massa jenis ketika mendapatkan

pengaruh tekanan.

2. Tidak kental (non-viskos), artinya fluida ideal tidak akan mengalami

gesekan antara lapisan fluida satu dengan lapisan yang lain maupun

dengan dinding saluran akibat gejala viskositas.

8/17/2019 Fisika Isi 27

6/16

3. Alirannya tidak bergolak (turbulen), artinya fluida ideal memiliki aliran

garis-arus (streamline) sehingga tidak ada elemen fluida yang memiliki

kecepatan sudut tertentu.

4. Alirannya tidak tergantung waktu (tunak), artinya kecepatan fluida ideal

di setiap titik tertentu adalah konstan, namun kecepatan fluida pada dua

titik yang berbeda boleh saja tidak sama. Pada aliran tunak, garis-arus

(lintasan yang dilalui oleh aliran fluida) dalam suatu penampang aliran

tampak berlapis – lapis, sehingga aliran tunak juga disebut aliran laminer

(berlapis).

10.2 persamaan kontinuitas

Apabila suatu fluida ideal bergerak atau mengalir di dalam suatu pipa,

maka massa fluida yang masuk ke dalam pipa akan sama dengan yang keluar dari

pipa selama selang waktu tertentu. Jika tidak demikian, maka akan terjadi

penambahan atau pengurangan massa pada bagian tertentu di dalam pipa.

Debit merupakan volume fluida yang mengalir per satuan waktu. Jadi,

debit Q dapat dirumuskan sebagai berikut :

Q = V / t

Keterangan : Q = debit (m3/s)

V = volume (m3)

t = waktu (s)

Untuk suatu pipa berbentuk silinder (penampang berbentuk lingkaran

dengan luas A =π .r2 = ¼

π .d2, maka dapat ditulis persamaan sebagai

berikut :

v1.r12 = v2.r2

2 atau v1.d12 = v2.d2

2

10.3 !ersamaan "ernoulli

Daniel Bernoulli telah membuktikan hubungan antara tekanan dan

kecepatan di dalam fluida bahwa semakin besar kecepatan fluida maka akansemikin kecil pula tekanannya dan begitu pula sebaliknya semakin kecil kecepatan

fluida maka akan semakin besar pula tekanannya. Pernyataan ini selanjutnya

dikenal dengan asas Bernoulli. Dan persamaan Bernoulli dikenal sebagai berikut :

P1 + ρ.g.h1 + ½

ρ.v1

2 = P2 + ρ.g.h2 + ½

ρ.v2

2

Keterangan : P = tekanan (N/m2 atau Pa)

ρ= massa jenis (kg/m3)


8/17/2019 Fisika Isi 27

7/16

h = ketinggian (m)

v = kecepatan (m/s)

Dalam kehidupan sehari – hari, cukup banyak peristiwa yang melibatkan

asa Bernoulli ini. Sebagai contoh, ketika kita sedang mengendarai sepeda motor,kemudian tiba – tiba ada sebuah mobil menyalip dengan posisi yang sangat

berdekatan, kita akan merasakan suatu tarikan ke samping ke arah mobil

tersebut. Hal ini terjadi karena ruang antara sepeda motor dengan mobil cukup

sempit sehingga kecepatan udara menjadi lebih cepat dibanding pada tempat lain

dan tekanan pada ruang ini menjadi lebih rendah dibandinh pada tempat lain.

Oleh karena itu, kita mendapat tekanan yang lebih besar dar sisi luar sepeda

motor dan mobil.

Ada dua keadaan istimewa untuk persamaan Bernoulli, yaitu :

Fluida tak bergerakOleh karena kecepatan v1 = v2 = 0, maka

P1 – P2 = ρ.g (h2 – h1)

• Fluida mengalir di dalam pipa horizontal (tidak ada perbedaan

ketinggian di antara bagian – bagian fluida)

Oleh karena ketinggian h1 = h2 = 0, maka

P1 – P2 = ½ ρ (v2

2

= v12

)

Persamaan di atas menyatakan jika v2 > v1, maka P1 > P2 yang berarti

bahwa di tempat yang kelajuan alirnya besar, maka tekanannya kecil, dan

berlaku sebaliknya.

10.# Aplikasi Asas "ernoulli

1.Tangki berlubang

Suatu penerapan sederhana dari persamaan Bernoulli adalah pada

tangki berlubang, terutama untuk menentukan kecepatan semburan airdari lubang.

v=√ 2. g . h

2.Alat penyemprot

Ketika kita menekan batang pengisap, udara dipaksa keluar dari

tabung pompa melalui lubang sempit pada ujungnya. Semburan udara

yang bergerak dengan cepat mampu menurunkan tekanan pada bagian

atas tabung tandon yang berisi cairan racun dan menyebabkan tekanan

atmosfer pada permukaan cairan memaksa cairan naik ke atas tabung.

8/17/2019 Fisika Isi 27

8/16

Semburan udara berkelajuan tinggi meniup cairan sehingga cairan

dikeluarkan sebagai semburan kabut halus.

3.Karburator

Adalah alat yang berfungsi untuk menghasilkan campuran bahan

bakar dengan udara, sehingga campuran ini memasuki silinder mesin

untuk tujuan pembakaran.

4.Venturimeter

Tabung venturi adalah dasar venturimeter, yaitu alat yang dipasang

pada suatu pipa aliran untuk mengukur kelajuan zat cair. Ada dua jenis

venturimeter, yaitu :

• Venturimeter tanpa manometer

v1=

√ 2.

g . h

( A

1

A2

)2

−1

• Venturimeter dengan manometer

A1

A2¿¿

¿ ρu¿

2. ρr . g . h

¿v1=√ ¿

5.Tabung pitot

Adalah alat ukur yang dapat kita gunakan untuk megukur kelajuan gas.

v=

√2. ρr . g . h ρu

6.Gaya angkat sayap pesawat terbang

Pesawat terbang dapat terangkat ke udara karena kelajuan udara

yang melalui sayap pesawt, tidak seperti roket yang terangkat ke atas

karena aksi – reaksi antara gas yang disemburkan roket dengan roket itu

sendiri. Roket menyemburkan gas ke belakang, dan sebagai reaksinya gas

mendorong roket maju. Jadi, roket dapat terangkat ke atas walaupun tidak

ada udara, tetapi pesawat terbang tidak dapat terangkat jika tidak adaudara.

8/17/2019 Fisika Isi 27

9/16

Pesawat terbang dapat terangkat ke atas jika gaya angkat lebih besar

daripada berat pesawat. Jadi, apakah suatu pesawat dapat terbang atau

tidak tergantung dari berat pesawat,kelajuan pesawat, dan ukuran

sayapnya. Semakin besar kecepatan pesawat, semakin besar kecepatan

udara, dan ini berarti gaya angkat sayap pesawat semakin besar. Demikian

pula, semakin besar ukuran sayap, semakin besar pula gadari berat

pesawat, kelajuan pesawat, dan ukuran sayapnya. Semakin besar

kecepatan pesawat, semakin besar kecepatan udara, dan ini berarti gaya

angkat sayap pesawat semakin besar. Demikian pula, semakin besar

ukuran sayap, semakin besar pula gaya angkatnya.

F1 – F2 = ½ ρ (v2

2 – v12) A

Supaya pesawt dapat terangkat, gaya angkat harus lebih besar

daripada berat pesawat (F1 – F2 > m.g). Jika pesawat telah berada padaketinggian tertentudan pilot ingin mempertahankan

ketinggiannya(melayang di udara), maka kelajuan pesawat harus diatur

sedemikian rupa sehingga gaya angkat pesawat sama dengan berat

pesawat (F1 – F2 = m.g).

8/17/2019 Fisika Isi 27

10/16

b. Contoh soal fuida dinamis

1. Air yang mengalir melalui sebuah pipa yang berjari – jari 2 cm dan keluarmelalui sebuah keran yang memiliki jari – jari ½ cm. Jika kecepatan air

dalam pipa 1 cm/s, tentukanlah kecepatan air yang keluar dari keran.

Jawab :


r1 = 2 cm r2 = ½ cm

v1 = 1 cm/s

Kecepatan air yang keluar melalui keran dapat dihitung dengan persamaan

kontinuitas

v1 r12 = v2 r22

v2 = (r1 / r2)2 v1

= (2 /1/2)2 (1)

= 16 cm/s

2.Sebuah pipa mendatar memiliki dua bagian diameter yang berbeda

masing-masing 6 cm dan 3 cm. Jika pada diameter besar, air memiliki

kecepatan 1 m/s dan tekanan 150 kPa, hitunglah kecepatan dan tekanan

air pada diameter kecil.

Jawab :

Besaran yang diketahuid1 = 6 cm d2 = 3 cm

v1 = 1 m/s P1 = 150 kPa = 1,5 x 105 Pa

ρ = 1000 kg/m3

Kecepatan fluida pada diameter besar dapat dihitung dengan persamaan

kontinuitas

v1 d12 = v2 d2

2

v2 = (d1 / d2)2 v1

= (6 / 3)2 (1)

= 4 m/s

8/17/2019 Fisika Isi 27

11/16

Tekanan fluida pada diameter kecil dapat dihitung dengan persamaan

Bernoulli dengan memasukkan h1 = h2

P1 + ½ ρ.v1

2 = P2 + ½ ρ.v2

2

P2 = P1 + ½ ρ (v1

2 – v22)

= 1,5 x 105 + ½ (1000).(12 – 42)

= 0,75 x 105 Pa = 75 kPa

3.Air mengalir dalam suatu sistem pipa tertutup. Pada suatu titik, kecepatan

air 3 m/s, sedangkan pada titik yang terletak 1 m di atasnya memiliki

kecepatan 4 m/s. Tentukanlah tekanan pada titik yang lebih tinggi, jika

tekanan pada titik yang lebih rendah 20 kPa ? (g = 10 m/s2)

Jawab :


v1 = 3 m/s v2 = 4 m/s

h1 = 0 h2 = 1 m ρ = 1000 kg/m3 g = 10 m/s2

P1 = 20 kPa = 2 x 104 Pa

Tekanan pada titik yang lebih tinggi P2,

P1 + ½ ρ.v1

2 + ρ.g.h1 = P2 + ½

ρ.v2

2 + ρ.g.h2

P2 = P1 + ½ ( ρ.v1

2 – ρ.v2

2) – ρ.g.h2

= 2 x 104 + ½ (1000).(32 – 42) – (1000).(10).(1)

= 0,65 x 104 Pa = 6,5 kPa

$alor % hukum i termodinamika

a. Teori kalor % hukum i termodinamika

11.1 $alor

11.1.1 !en&ertian $alor

Kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat berpindah karena

adanya perbedaan suhu. Kalor mengalir (berpindah) dari benda yang bersuhu

tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Jika suatu benda menerima kalor, maka

suhunya akan naik. Jika suatu benda melepaskan kalor, suhunya akan turun.

Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan atau menurunkan suhu 10C

air murni sebanyak 1 gr didefinisikan sebagai 1 kalori (1 kal).1 kalori = 4,2

Joule.

11.1.2 Hubun&an $alor dan perubahan suhu

8/17/2019 Fisika Isi 27

12/16

Jumlah kalor yang diserap suatu benda sebanding dengan massa dan

kenaikan suhunya, yaitu :

Q = m.c.∆ T

Keterangan : Q = kalor yang diserap (Kal)

m = massa benda (kg)

c = kalor jenis benda (bergantung jenis benda)

∆ T= perubahan suhu

Jika C = m.c, maka Q = C.∆ T, dimana C = kapasitas kalor.

11.1.3 !ertukaran $alorDua buah zat atau lebih yang dicampur menjadi satu, zat yang bersuhu

tinggi akan melepaskan kalor dan zat yang bersuhu rendah akan menyerap kalor

sehingga tercapai kesetimbangan. Menurut Black (asas Black) jumlah kalor yang

diserap sama dengan jumlah kalor yang dilepaskan. Kalor yang diserap suatu zat

dipergunakan untuk menaikkan suhu zat, kemudian untuk mengubah wujudnya.

Saat terjadi perubahan wujud zat tidak terjadi kenaikkan suhu. Jumlah kalor yang

diperlukan untuk mengubah wujud zat adalah

Q = m.L

Dimana L = kalor laten (kalor lebur, kalor beku, kalor penguapan, atau kalor

pengembunan).

11.1.# 'ambatan $alor

• Konduksi (hantaran) adalah proses rambatan kalor yang tidak disertai

perpindahan massa zat (terjadi dalam zat padat, terutama logam).

H = K . A .∆ T

L

Keterangan : H = jumlah kalor yang merambat tiap sekon

K = koefisien konduksi

A = luas penampang

L = panjang penghantar∆T

= perubahan suhu

• Konveksi (aliran) adalah proses rambatan kalor dengan disertai

perpindahan zat (fluida).

8/17/2019 Fisika Isi 27

13/16

H = h.A.∆T

Dimana h adalah koefisien konveksi.

• Radiasi (pancaran) adalah perpindahan (pancaran) kalor tanpa melaluimedium (ruang hampa).

I =e . σ . T 4

Keterangan : I = intensitas pancaran (Watt/m2)

e = koefisien radiasi (0 < e < 1)σ

= tetapan Stefan-Boltzman

(5,67 x 10-8 Watt/m2 K4)

T = suhu mutlak (OK)

11.2 Hukum i termodinamika

Hukum I termodinamika menyatakan bahwa, “Untuk setiap proses, apabila

kalor Q diberikan kepada sistem dan sistem melakukan usaha W, maka akan

terjadi perubahan energi dalam∆U = Q – W.”

Pernyataan ini dapat dituliskan secara matematis sebagai berikut.

∆ U = Q – W atauQ = ∆ U + W

Q = m.c∆ p.∆ T

∆U = m.c v.

∆ T W = P.

∆ Vcp /c v =

γ >1

Keterangan : cp = kalor jenis gas pada tekanan tetap

cv = kalor jenis gas pada volume tetap

∆ T= perubahan suhu gas

∆ V= perubahan volume gas

γ = tetapan Laplace

• Pada tekanan gas tetap(proses isobarik dimana∆P = 0) berlaku:

∆

Q =∆U + W. Berdasarkan persamaan gas ideal dengan rumus V / T =

tetap.

8/17/2019 Fisika Isi 27

14/16

• Pada volume gas tetap(proses isokhorik dimana∆ V = 0) berlaku:

∆

Q =∆U. Dalam hal ini,

∆Q = m.c v.(T2 – T1). Berdasarkan persamaan

gas ideal diperoleh rumus sebagai berikut P / T = tetap.

•Pada suhu gas tetap(proses isothermal dimana

∆ T = 0) berlaku: W =

0sehingga P.∆ V = 0. Berdasarkan persamaan gas ideal diperoleh rumus

P.V = tetap (hukum Boyle)

• Jika∆ Q = 0 (proses adaibatik) berlaku rumus: P.V = tetap.

8/17/2019 Fisika Isi 27

15/16

b. Contoh soal kalor % hukum i termodinamika

1.460 gr campuran es dan air yang bersuhu 0OC dimasukkan dalam bejana

yang kapasitas kalornya dapat diabaikan. Jika ke dalam bejana

dmasukkan 80 gr uap air bersuhu 100OC, diketahui kalor lebur es 80

kal/gr, kalor penguapan air 540 kal/gr, dan temperatur akhirnya 80OC,

maka banyaknya air semula adalah . . .

Jawab :

Misalkan banyaknya air a gr, maka banyaknya es = (460 – a) gr

Berdasarkan asas Black, panas yang dilepaskan = panas yang diserap,

maka

(80 x 540) + (100 – 80) x = (460 – a) x 80 + (460 x 80)

43200 + 1600 = 36800 – 80a + 36800

80a = 28800

a = 360 gr

2.Suatu gas pada tekanan konstan 8,1 x 104 Pa dimampatkan dari 9 lt

menjadi 2 lt. Dalam proses tersebut gas melepas kalor sebesar 400 Joule.

Tentukanlaha.usaha yang dilakukan oleh gas,

b.perubahan energi dalam.

Jawab :


P = 8,1 x 104 Pa V1 = 9 lt = 9 x 10-3 m3

Q = - 400 Joule V2 = 2 lt = 2 x 10-3 m3

a.usaha pada proses isobarik

W = P.∆ V = P (V2 – V1)

= 8,1 x 10

4

(2 x 10

-3

– 9 x 10

-3

)= - 567 Joule

b.perubahan energi dalam dapat ditentukan dari hukum I

termodinamika∆ U = Q – W

= (- 400) – (- 567) = 167 Joule

3.Sejumlah 2 mol gas ideal monoatomik suhunya dinaikkan dari 27OC

menjadi 127OC pada tekanan tetap. Jika konstanta gas umum R = 8,31

J/molOK, tentukanlah

a.perubahan energi dalam b.usaha yang dilakukan oleh gas

8/17/2019 Fisika Isi 27

16/16

c.kalor yang diperlukan

Jawab :


n = 2 mol T1 = 27 + 273 = 300OK

R = 8,31 J/molOK T2 = 127 + 273 = 400OK

a.Perubahan energi dalam∆ U = 3/2 n.R.(T2 – T1)

= 3/2 (2).(8,31).(400 – 300) = 2493 Joule

b.Usaha yang dilkukan oleh gas

W = P (V2 – V1) = n.R.(T2-T1)

= (2).(8,31).(400 – 300) = 1662 Joule

c.Kalor yang diperlukan oleh gas

Q =∆U + W

= 2493 + 1662 = 4155 Joule

fisika isi 27

Documents