KELAS 11 SMA PROGRAM IPAFISIKATAHUN AKADEMIK 2012 / 2013SMA SAMPOERNA ACADEMY BOGOR

NamaHari/TanggalKelasAlokasi Waktu

::::

SKOR :

A. Petunjuk: Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dengan memberi tanda silang X pada piihan A, B C, D atau E di tiap soal.

1. Massa jenis suatu gas ideal pada temperatur T dan tekanan P adalah ρ. Apabila tekanan gas tersebut dinaikkan menjadi 2P sedangkan suhunya diturunkan menjadi 0,5T, maka massa jenis gas tersebut menjadi … A. 0,5ρB. 4ρC. ΡD. 8ρE. 2ρ

2. Kelajuan rms dari molekul oksigen (Mroksigen = 32 g/mol) dalam udara bersuhu 27°C adalah … m/s. (k = 1,38 × 10-23 J/K)A. 483B. 443C. 403D. 383E. 343

3. Suatu gas ideal dalam ruang tertutup mempunyai suhu 39⁰C. Energi kinetik partikelnya EK. Bila energi kinetiknya naik menjadi 3 EK, suhunya menjadi … A. 780⁰CB. 169⁰CC. 507⁰CD. 97,5⁰CE. 234⁰C

4. Dua buah tabung A dan tabung B berisi gas ideal dan dihubungkan dengan pipa. Volume tabung penghubung dapat diabaikan. Gas A berada pada temperatur 450⁰C dan gas B berada pada temperatur 150⁰C. Bila di dalam tabung A terdapat N molekul, dan di dalam tabung B terdapat 3N molekul, maka volume gas B adalah … A. 0,5 VA

B. 4 VA

C. VA D. 6 VA

E. 2 VA

5. Manakah dari perubahan-perubahan berikut yang akan memberikan kenaikan paling besar pada tekanan suatu gas dalam suatu wadah?A. Menggandakan jumlah molekul dalam

gas.B. Menggandaka kelajuan rms moleku-

molekul.C. Menggandakan suhu mutlak gas.D. Menggadakan volume wadah.E. Menggandakan massa gas dalam wadah.

6. Molekul suatu gas ideal pada temperatur tertentu mempunyai kelajuan vrms = v. Gas tersebut dipanaskan sehingga tekanannya meningkat menjadi enam kali tekanan semula dan volumenya bertambah menjadi

Halaman 1 dari 6

dua kali volume semula. Dengan demikian, kelajuan rms molekul-molekul gas menjadi … A. 12vB. 3vC. 6vD. √6v E. √3v

7. Balon berbentuk bola dengan volume 4.000 cm3, berisi gas helium. Jika tekanan gas Helium 2 × 105 N/m2, dan energi kinetik rata-rata tiap molekul (atom) adalah 4 × 1022 joule, maka di dalam balon terdapat … partikel Helium.A. 4 × 1024

B. 1,33 × 1024

C. 3 × 1024

D. 0,75 × 1024

E. 2 × 1024

8. Berikut adalah grafik hubungan energi kinetik rata-rata (EK) satu molekul gas monoatomik pada temperatur mutlak (T). Berdasarkan grafik tersebut, besar konstanta Boltzman adalah …

A.2 p3q

B.3 p2q

C.2q3 p

D.3q2 p

E.pq

9. Bila massa jenis suatu gas adalah 2 kg/m3 dan tekanannya 24 × 106 N/m2, kecepatan rata-rata molekul gas tersebut adalah … A. 20 m/sB. 50 m/sC. 30 m/sD. 60 m/sE. 40 m/s

10. Besar energi dalam satu mol gas monoatomik pada temperatur −73⁰C adalah … A. 2,5 JB. 2,5 × 103 JC. 25 JD. 25 × 103 JE. 2,5 × 102 J

11. Sebuah tabung berisi 1 mol gas oksigen pada temperatur 427⁰C. Jika pada temperature itu oksigen memiliki 7 derajat kebebasan, energi dalam 1 mol gas oksigen adalah … (k = 1,38 × 10-23 J/K).A. 2,04 × 104 JB. 20,4 ×103 JC. 20,4 × 104 JD. 204 JE. 2,04 × 103J

12. Gas hidrogen berada pada temperatur 25°C. Jika diketahui konstanta Boltzman 1,38 × 10-

23 J/K dan massa molekul hidrogen 2,106 sma (1 sma = 1,66 × 10-27 kg), maka besar energi total rata-rata molekul gas hidrogen tersebut adalah … J.A. 1,239×10-20

B. 5,540×10-20

C. 1,870×10-20

D. 6,240×10-20

E. 3,740×10-20

13. Energi dalam dari 0,2 mol gas oksigen di dalam ruangan tertutup yang suhunya 400 K adalah … A. 166,29 JB. 4.958,7 JC. 1662,9 JD. 3.325 JE. 332,5 J

14. Energi dalam dari gas diatomik yang memiliki derajat kebebasan 7 pada temperatur 700 K adalah 34,9 kJ. Jumlah mol gas tersebut adalah … A. 1 mol

Halaman 2 dari 6

B. 4 molC. 2 molD. 5 molE. 3 mol

15. Energi kinetik rata-rata suatu gas monoatomik adalah 6,62 × 10-21 J, temperatur gas tersebut adalah … (k = 1,38 × 10-23 J)A. 27°CB. 57°CC. 47°CD. 62°CE. 52°C

16. Jika 20 gram gas monoatomik bersuhu 227°C. Diketahui massa molekul relatif gas tersebut 14,01 gram/mol dan R = 8,314 J/mol K. Energi total molekul-molekul gas tersebut sebesar … A. 89.014 JB. 8.901,4 JC. 59.343 JD. 5.934,3 JE. 35.901 J

17. Suatu gas ideal yang mengalami proses isobarik, maka: (1) suhu gas berubah (2) jumlah partikel gas tetap (3) tekanan gas tetap Jawaban yang benar adalah … A. (1) dan (2)B. (1) dan (3)C. (2) dan (3)D. (2) sajaE. (1), (2), dan (3)

18. Dari diagram-diagram hubungan tekanan P terhadap volume V berikut, proses yang tidak menghasilkan kerja ditunjukkan oleh diagram … A. B.

C. D.

E.

19. Untuk menaikkan suhu 3 mol helium sebesar 2°C pada tekanan tetap, diperlukan usaha sebesar … J. (R = 8,31 J mol-1 K-1)A. 8,310B. 33,24C. 16,62D. 49,86E. 24,93

20. Dari diagram hubungan P terhadap V di bawah ini, besar usaha yang dilakukan gas selama proses adalah … J

A. 6B. 10,5C. 9D. 15E. 9,5

21. Hukum I Termodinamika menyatakan …A. kalor yang diterima gas digunakan untuk

menambah energi dalamnya.B. kalor yang dilepas sama dengan kalor

yang diterima.C. usaha yang dilakukan gas digunakan

untuk menyerap kalor dari luar.D. tidak mungkin dibuat mesin yang dapat

mengubah seluruh kalor menjadi usaha.

Halaman 3 dari 6

P1 = P2

V2V1

V

P

P2

P1

V2V1

V

P

P2

P1

V1 = V2

V

P

V2

P2

P1

V1

V

P

P2

P1

V2V1

V

P

E. seluruh kalor yang masuk ke mesin dapat diubah seluruhnya menjadi usaha.

22. Suatu gas menyerap kalor dari lingkungan sebesar 100 kalori. Pada saat yang sama, gas menerima usaha sebesar 200 kalori. Perubahan energi dalam gas adalah …A. 100 jouleB. 420 jouleC. 240 jouleD. 720 jouleE. 300 joule

23. Suatu gas volumenya 2×10-2 m3. Volume gas tersebut dinaikkan menjadi 5 kali lipat dari volume semula. Jika gas melakukan usaha sebesar 5×103 J, maka tekanan gas adalah … Nm-2.A. 5,00 × 102

B. 6,50 × 104

C. 6,25 × 104

D. 7,00 × 105

E. 6,25 × 105

24. Reservoir dari suatu mesin Carnot bersuhu 500 K dan 2000 K. Jika kalor yang diserap mesin sebesar 5000 J, usaha yang dilakukan mesin tersebut adalah … joule.A. 1.250B. 5.250C. 1.500D. 5.500E. 3.750

25. Suatu mesin menggunakan reservoir suhu tinggi 800 K dan mempunyai efisiensi 25 %. Untuk menaikkan efisiensi mesin menjadi 50 %, suhu reservoir tinggi harus dinaikkan menjadi … K.A. 1.100B. 1.400C. 1.200D. 1.500E. 1.300

26. Mesin Carnot mengambil panas sebesar 1.000 kalori dari sumber panas yang bersuhu

1.000 K dan melepas panas pada lingkungan yang bersuhu 800 K. Usaha yang dilakukan mesin adalah … kalori.A. 200B. 800C. 240D. 900E. 400

27. Suatu gas ideal mengalami proses seperti ditunjukkan pada gambar. Usaha yang dilakukan gas tersebut adalah …A. 9,0×105 JB. 2,0×106 JC. 1,0×106 JD. 2,5×106 JE. 1,5×106 J

28. Di antara lima mesin Carnot berikut yang mempunyai efisiensi mesin terbesar adalah …

Suhu tinggi reservoir (K)

Suhu rendah reservoir (K)

Usaha mesin (J)

A. 500 1000 500

B. 600 900 300

C. 700 1000 800D. 800 2000 1600E. 900 300 100

29. Usaha yang dilakukan lingkungan pada suatu gas yang mengalami pemampatan dari 20 m3

menjadi 15 m3 pada tekanan 2 atm adalah … J.A. 2,0 × 105

B. 1,5 × 106

C. 2,5 × 105

D. 2,5 × 106

E. 1,0 × 106

30. Mesin Carnot bekerja di antara suhu 527 °C dan 277 °C. Jika kalor yang diberikan dari

Halaman 4 dari 6

tandon suhu tinggi sebesar 2 kJ, efisiensi mesin adalah …A. 30 %B. 31,25 %C. 30,25 %D. 35,01 %E. 31,15 %

31. Suatu mesin Carnot jika reservoir panasnya bersuhu 400 K akan mempunyai efisiensi 40%. Jika reservoir panasnya bersuhu 640 K, efisiensinya menjadi … A. 50,0 %B. 52,5 %C. 57,0 %D. 62,5 %E. 64,0 %

32. Sebuah lemari es mempunyai daya sebesar 350 watt. Jika dalam 1 menit, mesin memindahkan kalor sebesar 5 kJ dari dalam lemari es ke lingkungan, berapakah jumlah total kalor yang diterima lingkungan dalam waktu 1 hari?A. 507,2 kJ.B. 610,2 kJ.C. 508,2 kJ.D. 611,2 kJ.E. 509,2 kJ.

33. Sebuah batu di bumi bermassa 1 kg. Jika batu tersebut dibawa ke sebuah planet yang massanya 5 kali massa bumi dan jari-jarinya 2 kali jari-jari bumi, maka berat batu menjadi … NA. 12,5B. 9,5C. 11,5D. 8,5E. 10,5

34. Massa planet A sekitar 4 kali massa planet B dan jarak antara pusat planet A ke pusat planet B adalah R. Suatu benda uji yang berada pada jarak r dari pusat planet A dan pada garis lurus yang menghubungkan A-B

memiliki gaya gravitasi nol. Maka jarak r adalah …A. R/4B. R/2C. 2R/3D. 3RE. 4R/5

35. Mars memiliki 2 buah satelit, yaitu Phobos dan Deimos. Phobos berada sejauh 9500 km dari pusat Mars sedangkan Deimos berada sejauh 24500 km. Perbandingan periode Phobos terhadap Deimos sewaktu mengitari Mars yaitu …A. 0,058B. 4,14C. 0,53D. 0,42E. 0,24

B. Petunjuk: Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan jelas.

1 Suatu mesin Carnot yang bekerja antara suhu 27°C dan 227°C digunakan untuk menggerakkan sebuah generator yang tegangan keluarannya 220 V. Jika setiap detik mesin Carnot tersebut menyerap kalor 5500 J, maka tentukanlah kuat arus keluaran maksimum generator?

2 Kelajuan lepas (escape velocity) adalah kelajuan minimum sebuah benda yang bergerak vertikal ke atas agar terlepas dari pengaruh gaya gravitasi sebuah planet. Berapakah kelajuan lepas dari Bumi jika jari-jari Bumi 6,4 × 106 m dan percepatan gravitasi Bumi sebesar 9,8 m/s2?

Halaman 5 dari 6

Lampiran rumus dan konstanta:

Halaman 6 dari 6