30 September 2024

Published September 30, 2024 by with 0 comment

LATIHAN SOAL TIU || DERET ANGKA || PERSIAPAN CPNS 2024

Soal 1-40

  1. 2, 5, 10, 17, 26, 37, ...
    A. 50
    B. 52
    C. 55
    D. 58
    E. 60

  2. 1, 3, 7, 13, 21, 31, ...
    A. 43
    B. 44
    C. 46
    D. 47
    E. 48

  3. 4, 9, 16, 25, 36, 49, ...
    A. 60
    B. 64
    C. 66
    D. 70
    E. 72

  4. 8, 16, 24, 32, 40, 48, ...
    A. 56
    B. 60
    C. 62
    D. 64
    E. 68

  5. 3, 5, 11, 17, 23, 29, ...
    A. 31
    B. 33
    C. 35
    D. 37
    E. 39

  6. 100, 90, 81, 73, 66, ...
    A. 58
    B. 59
    C. 60
    D. 61
    E. 62

  7. 1, 4, 9, 16, 25, 36, ...
    A. 44
    B. 46
    C. 48
    D. 49
    E. 50

  8. 11, 22, 33, 44, 55, 66, ...
    A. 70
    B. 77
    C. 79
    D. 80
    E. 81

  9. 7, 14, 21, 28, 35, 42, ...
    A. 45
    B. 48
    C. 49
    D. 50
    E. 53

  10. 50, 45, 40, 35, 30, 25, ...
    A. 20
    B. 15
    C. 10
    D. 5
    E. 0

  11. 1, 2, 4, 8, 16, 32, ...
    A. 48
    B. 52
    C. 54
    D. 64
    E. 72

  12. 5, 10, 20, 40, 80, ...
    A. 120
    B. 150
    C. 160
    D. 180
    E. 200

  13. 2, 5, 8, 11, 14, 17, ...
    A. 19
    B. 20
    C. 21
    D. 22
    E. 23

  14. 100, 95, 90, 85, 80, ...
    A. 75
    B. 74
    C. 73
    D. 72
    E. 71

  15. 1, 1, 2, 3, 5, 8, ...
    A. 10
    B. 11
    C. 12
    D. 13
    E. 14

  16. 9, 27, 81, 243, 729, ...
    A. 2000
    B. 2100
    C. 2187
    D. 2190
    E. 2200

  17. 2, 6, 12, 20, 30, ...
    A. 35
    B. 40
    C. 42
    D. 45
    E. 48

  18. 4, 12, 36, 108, 324, ...
    A. 432
    B. 972
    C. 1024
    D. 1124
    E. 1200

  19. 3, 6, 18, 72, 360, ...
    A. 720
    B. 1440
    C. 1800
    D. 2160
    E. 2520

  20. 7, 21, 35, 49, 63, ...
    A. 70
    B. 77
    C. 84
    D. 91
    E. 98

  21. 11, 33, 99, 297, 891, ...
    A. 1000
    B. 1050
    C. 2673
    D. 2674
    E. 2675

  22. 6, 12, 24, 48, 96, ...
    A. 120
    B. 150
    C. 192
    D. 200
    E. 210

  23. 9, 81, 729, 6561, ...
    A. 59049
    B. 59050
    C. 59051
    D. 60000
    E. 65000

  24. 14, 28, 42, 56, 70, ...
    A. 75
    B. 77
    C. 78
    D. 80
    E. 84

  25. 3, 12, 48, 192, ...
    A. 500
    B. 700
    C. 768
    D. 800
    E. 1000

  26. 6, 18, 36, 54, ...
    A. 62
    B. 64
    C. 72
    D. 80
    E. 90

  27. 4, 16, 64, 256, ...
    A. 800
    B. 900
    C. 1000
    D. 1024
    E. 1100

  28. 15, 30, 45, 60, 75, ...
    A. 80
    B. 85
    C. 90
    D. 95
    E. 100

  29. 1, 1, 2, 6, 24, ...
    A. 100
    B. 120
    C. 150
    D. 180
    E. 200

  30. 25, 50, 75, 100, ...
    A. 120
    B. 130
    C. 140
    D. 150
    E. 160

  31. 8, 64, 512, ...
    A. 2000
    B. 3000
    C. 4000
    D. 4096
    E. 5000

  32. 11, 22, 44, 88, ...
    A. 150
    B. 170
    C. 176
    D. 188
    E. 200

  33. 9, 18, 36, 72, ...
    A. 100
    B. 120
    C. 144
    D. 180
    E. 200

  34. 3, 9, 27, 81, 243, ...
    A. 400
    B. 500
    C. 600
    D. 729
    E. 800

  35. 15, 30, 45, 60, ...
    A. 70
    B. 80
    C. 90
    D. 100
    E. 120

  36. 2, 6, 12, 20, 30, ...
    A. 42
    B. 44
    C. 48
    D. 50
    E. 52

  37. 10, 20, 30, 40, ...
    A. 50
    B. 55
    C. 60
    D. 65
    E. 70

  38. 9, 27, 81, 243, ...
    A. 600
    B. 729
    C. 1000
    D. 1200
    E. 1500

  39. 12, 24, 48, 96, ...
    A. 150
    B. 180
    C. 192
    D. 200
    E. 220

  40. 8, 24, 72, 216, ...
    A. 500
    B. 600
    C. 648
    D. 700
    E. 800

Berikut adalah jawaban untuk soal 1-40 dalam format abcde:

  1. A
  2. A
  3. B
  4. D
  5. D
  6. A
  7. D
  8. B
  9. C
  10. A
  11. D
  12. E
  13. B
  14. A
  15. D
  16. C
  17. C
  18. B
  19. A
  20. B
  21. C
  22. C
  23. A
  24. E
  25. C
  26. C
  27. D
  28. C
  29. B
  30. D
  31. D
  32. C
  33. C
  34. D
  35. C
  36. A
  37. A
  38. B
  39. C
  40. C

Silahkan komen bagi yang masih bingung cara pengerjaannya atau kalian mau perbanyak latihan soal tentang apa lagi ?
Read More
    email this
Published September 30, 2024 by with 0 comment

SOAL HOTS TUMBUKAN || MOMENTUM

Soal: Sebuah bola bermassa 2 kg bergerak ke arah kanan dengan kecepatan 5 m/s. Di depannya, sebuah balok bermassa 3 kg bergerak ke arah kiri dengan kecepatan 2 m/s. Keduanya mengalami tumbukan elastis sempurna. Setelah tumbukan, bola bergerak dengan kecepatan 1 m/s ke kiri. Tentukan kecepatan akhir balok setelah tumbukan, dan jelaskan bagaimana hukum kekekalan momentum dan energi kinetik berlaku pada tumbukan ini!

Petunjuk Penyelesaian: Gunakan prinsip hukum kekekalan momentum dan energi kinetik pada tumbukan elastis.

Diketahui:

  • Massa bola m1=2kgm_1 = 2 \, \text{kg}
  • Kecepatan awal bola v1i=5m/sv_{1i} = 5 \, \text{m/s} (ke kanan)
  • Massa balok m2=3kgm_2 = 3 \, \text{kg}
  • Kecepatan awal balok v2i=2m/s (ke kiri)
  • Kecepatan akhir bola v1f=1m/sv_{1f} = -1 \, \text{m/s} (ke kiri)

Ditanyakan:

Kecepatan akhir balok v2fv_{2f} setelah tumbukan.

Penyelesaian:

1. Menggunakan Hukum Kekekalan Momentum

Hukum kekekalan momentum pada tumbukan elastis menyatakan bahwa total momentum sebelum dan setelah tumbukan harus sama.

m1v1i+m2v2i=m1v1f+m2v2fm_1 \cdot v_{1i} + m_2 \cdot v_{2i} = m_1 \cdot v_{1f} + m_2 \cdot v_{2f}

Substitusikan nilai-nilainya:

(2kg)(5m/s)+(3kg)(2m/s)=(2kg)(1m/s)+(3kg)v2f(2 \, \text{kg}) \cdot (5 \, \text{m/s}) + (3 \, \text{kg}) \cdot (-2 \, \text{m/s}) = (2 \, \text{kg}) \cdot (-1 \, \text{m/s}) + (3 \, \text{kg}) \cdot v_{2f}

Hitung:

10kg m/s6kg m/s=2kg m/s+3kgv2f10 \, \text{kg m/s} - 6 \, \text{kg m/s} = -2 \, \text{kg m/s} + 3 \, \text{kg} \cdot v_{2f} 4kg m/s=2kg m/s+3kgv2f4 \, \text{kg m/s} = -2 \, \text{kg m/s} + 3 \, \text{kg} \cdot v_{2f}

Tambah 2 ke kedua sisi:

6kg m/s=3kgv2f6 \, \text{kg m/s} = 3 \, \text{kg} \cdot v_{2f}v2f=63m/s=2m/sv_{2f} = \frac{6}{3} \, \text{m/s} = 2 \, \text{m/s}

Jadi, kecepatan akhir balok setelah tumbukan adalah v2f=2m/sv_{2f} = 2 \, \text{m/s} (ke kanan).

2. Memverifikasi dengan Hukum Kekekalan Energi Kinetik

Tumbukan elastis sempurna juga mematuhi hukum kekekalan energi kinetik. Energi kinetik total sebelum dan sesudah tumbukan harus sama.

Energi kinetik awal:

Eki awal=12m1v1i2+12m2v2i2E_{\text{ki awal}} = \frac{1}{2} m_1 v_{1i}^2 + \frac{1}{2} m_2 v_{2i}^2

Substitusikan:

Eki awal=12(2kg)(5m/s)2+12(3kg)(2m/s)2E_{\text{ki awal}} = \frac{1}{2} (2 \, \text{kg}) (5 \, \text{m/s})^2 + \frac{1}{2} (3 \, \text{kg}) (2 \, \text{m/s})^2
Eki awal=25J+6J=31JE_{\text{ki awal}} = 25 \, \text{J} + 6 \, \text{J} = 31 \, \text{J}

Energi kinetik akhir:

Eki akhir=12m1v1f2+12m2v2f2E_{\text{ki akhir}} = \frac{1}{2} m_1 v_{1f}^2 + \frac{1}{2} m_2 v_{2f}^2

Substitusikan:

Eki akhir=12(2kg)(1m/s)2+12(3kg)(2m/s)2E_{\text{ki akhir}} = \frac{1}{2} (2 \, \text{kg}) (1 \, \text{m/s})^2 + \frac{1}{2} (3 \, \text{kg}) (2 \, \text{m/s})^2
Eki akhir=1J+6J=31JE_{\text{ki akhir}} = 1 \, \text{J} + 6 \, \text{J} = 31 \, \text{J}

Karena Eki awal=Eki akhirE_{\text{ki awal}} = E_{\text{ki akhir}}, hukum kekekalan energi kinetik terpenuhi.

Kesimpulan:

Kecepatan akhir balok setelah tumbukan adalah 2m/s2 \, \text{m/s} ke kanan. Hukum kekekalan momentum dan energi kinetik pada tumbukan elastis sempurna berlaku dan terverifikasi melalui perhitungan

Read More
    email this
Published September 30, 2024 by with 0 comment

PERBEDAAN MENDASAR NASIONALISME, BELA NEGARA dan CINTA TANAH AIR || TWK SKD CPNS 2024

Berikut adalah tabel perbedaan antara konsep-konsep yang sering muncul di Tes Wawasan Kebangsaan (TWK) SKD CPNS:

KonsepPengertianContohPerbedaan Utama
Bela NegaraTindakan warga negara yang dilakukan untuk mempertahankan dan melindungi kedaulatan negara dari ancaman, baik dari dalam maupun luar negeri.Ikut program wajib militer, berpartisipasi dalam pertahanan sipil, menjaga keamanan lingkungan.Fokus pada tindakan konkret untuk menjaga negara dari ancaman, baik militer maupun non-militer.
NasionalismePerasaan cinta yang kuat terhadap bangsa dan negara yang ditunjukkan melalui sikap dan perilaku untuk memajukan bangsa serta menjaga persatuan dan kedaulatan negara.Menggunakan produk lokal, menghormati simbol-simbol negara, bangga berbahasa dan berbudaya Indonesia.Lebih pada perasaan dan semangat yang kuat terhadap bangsa, sering diekspresikan dalam tindakan sehari-hari untuk menjaga persatuan dan keutuhan negara.
PatriotismeSikap berani, pantang menyerah, dan rela berkorban demi bangsa dan negara, baik dalam situasi damai maupun perang.Menjadi relawan dalam bencana alam, membantu pertahanan negara, mengorbankan diri demi kepentingan bangsa.Fokus pada sikap heroik, keberanian, dan rela berkorban demi negara, termasuk saat menghadapi tantangan besar.
Cinta Tanah AirPerasaan bangga dan cinta terhadap tanah air, biasanya diekspresikan dalam bentuk kecintaan terhadap alam, budaya, dan tradisi lokal.Mengunjungi objek wisata lokal, melestarikan budaya daerah, berpartisipasi dalam upacara adat.Lebih terfokus pada kecintaan terhadap aspek-aspek alam dan budaya bangsa, tidak selalu terkait dengan ancaman atau situasi darurat seperti patriotisme dan bela negara.
Wawasan KebangsaanPemahaman yang mendalam tentang negara, bangsa, dan kedaulatannya, serta tanggung jawab setiap warga negara untuk mempertahankan kesatuan dan persatuan bangsa.Mengikuti pendidikan kewarganegaraan, aktif dalam kegiatan kebangsaan, memahami simbol-simbol negara.Fokus pada pengetahuan dan pemahaman tentang bangsa dan negara, tidak selalu melibatkan aksi langsung seperti bela negara atau patriotisme.
Sumpah PemudaIkrar yang diucapkan pada 28 Oktober 1928 oleh pemuda-pemudi Indonesia yang menegaskan persatuan bangsa, tanah air, dan bahasa Indonesia sebagai identitas bersama dalam perjuangan kemerdekaan.Menyanyikan lagu Indonesia Raya dalam kegiatan resmi, menggunakan bahasa Indonesia dengan baik dan benar.Fokus pada semangat persatuan bangsa yang berasal dari sejarah perjuangan kemerdekaan, serta memperkuat identitas kebangsaan Indonesia.
Solidaritas NasionalRasa kebersamaan dan kepedulian antarwarga negara untuk saling membantu demi kepentingan bersama sebagai satu kesatuan bangsa.Aksi gotong royong, membantu korban bencana alam, berpartisipasi dalam aksi sosial berskala nasional.Lebih menekankan pada kebersamaan dan gotong royong antarwarga negara tanpa harus berfokus pada pertahanan fisik seperti bela negara atau patriotisme.
Integritas NasionalKemampuan suatu negara untuk menjaga kesatuan dan keutuhan wilayah serta bangsanya, baik dari ancaman eksternal maupun internal.Memperkuat kesatuan antarwilayah Indonesia melalui pembangunan infrastruktur, menjaga persatuan antaragama.Fokus pada kesatuan wilayah dan bangsa secara keseluruhan, termasuk aspek-aspek politik dan ekonomi, berbeda dari bela negara yang lebih fokus pada aspek pertahanan dan keamanan negara.

Tabel di atas memberikan gambaran jelas mengenai perbedaan dan fokus utama dari berbagai konsep yang sering keluar di TWK CPNS

Read More
    email this

29 September 2024

Published September 29, 2024 by with 0 comment

Soal HOTS: Menentukan Jarak Mobil di Belakang melalui Cermin Cembung

Soal HOTS: Menentukan Jarak Mobil di Belakang melalui Cermin Cembung

Soal:

Sebuah cermin cembung pada spion kendaraan memiliki jari-jari kelengkungan R=1.5mR = 1.5 \, \text{m}. Dalam pengamatan, sebuah mobil di belakang terlihat berada pada jarak 1 meter di belakang spion (jarak bayangan yang tampak melalui cermin). Tentukan jarak sebenarnya mobil tersebut dari cermin, dan jelaskan bagaimana perbedaan antara jarak bayangan dan jarak sebenarnya dapat mempengaruhi persepsi pengemudi tentang kendaraan di belakang. Gunakan perbesaran bayangan untuk menilai seberapa kecil bayangan tersebut dibandingkan objek sebenarnya.

Pembahasan:

Pertama, hitung jarak fokus cermin cembung:

f=R2=1.52=0.75mf = \frac{R}{2} = \frac{1.5}{2} = 0.75 \, \text{m}

Karena cermin cembung, fokus bernilai negatif:

f=0.75mf = -0.75 \, \text{m}

Diketahui bahwa jarak bayangan s=1ms' = -1 \, \text{m} (negatif karena bayangan maya). Gunakan persamaan cermin untuk menghitung jarak benda (mobil sebenarnya):

1f=1s+1s\frac{1}{f} = \frac{1}{s} + \frac{1}{s'} 10.75=1s+11\frac{1}{-0.75} = \frac{1}{s} + \frac{1}{-1}1s=10.7511=1.3333+1=0.3333\frac{1}{s} = \frac{1}{-0.75} - \frac{1}{-1} = -1.3333 + 1 = -0.3333
s=10.3333=3ms = \frac{1}{-0.3333} = -3 \, \text{m}

Jadi, jarak sebenarnya mobil tersebut dari cermin adalah 3 meter.

Analisis Perbesaran:

Perbesaran MM dapat dihitung dengan:

M=ss=13=13M = -\frac{s'}{s} = -\frac{-1}{-3} = \frac{1}{3}

Perbesaran M=13M = \frac{1}{3} berarti bayangan yang terlihat pada spion hanya sepertiga ukuran mobil yang sebenarnya, sehingga tampak lebih kecil dan jauh.

Kesimpulan:

Jarak sebenarnya mobil di belakang adalah 3 meter, meskipun di cermin terlihat hanya 1 meter. Hal ini menunjukkan bahwa cermin cembung memberikan gambaran yang lebih luas namun mengurangi ukuran dan jarak tampak benda. Ini dapat menyebabkan pengemudi meremehkan jarak kendaraan di belakang, yang berpotensi menimbulkan risiko keselamatan saat mengubah jalur atau melakukan manuver

Read More
    email this
Published September 29, 2024 by with 0 comment

Soal HOTS: Cermin Cembung pada Spion Kendaraan

Soal HOTS: Cermin Cembung pada Spion Kendaraan

Soal:
Sebuah cermin cembung pada spion kendaraan memiliki jari-jari kelengkungan R=2mR = 2 \, \text{m}. Sebuah mobil berada 6 meter di belakang spion tersebut. Hitung posisi dan sifat bayangan mobil yang terbentuk oleh cermin cembung ini. Jelaskan bagaimana sifat bayangan ini dapat mempengaruhi persepsi pengemudi tentang jarak kendaraan di belakang.

Pembahasan:
Gunakan persamaan cermin:

1f=1s+1s\frac{1}{f} = \frac{1}{s} + \frac{1}{s'}

Untuk cermin cembung, fokus ff bernilai negatif dan f=R2f = \frac{R}{2}. Diketahui R=2mR = 2 \, \text{m}, sehingga:

f=22=1mf = -\frac{2}{2} = -1 \, \text{m}

Jarak benda s=6ms = 6 \, \text{m}. Maka, kita substitusi ke dalam persamaan cermin:

11=16+1s\frac{1}{-1} = \frac{1}{6} + \frac{1}{s'} 1s=1116=1+0.1667=0.8333\frac{1}{s'} = \frac{1}{-1} - \frac{1}{6} = -1 + 0.1667 = -0.8333s=10.83331.2ms' = \frac{1}{-0.8333} \approx -1.2 \, \text{m}

Posisi bayangan berada pada s=1.2ms' = -1.2 \, \text{m}, artinya bayangan terbentuk di belakang cermin (bayangan maya).

Selanjutnya, hitung perbesaran bayangan:

M=ss=1.26=0.2M = -\frac{s'}{s} = -\frac{-1.2}{6} = 0.2

Perbesaran M=0.2M = 0.2 berarti bayangan berukuran 20% dari ukuran benda asli, atau tampak lebih kecil.

Kesimpulan: Bayangan yang terbentuk oleh cermin cembung adalah maya, tegak, dan diperkecil. Karena bayangan lebih kecil dan lebih dekat ke cermin, pengemudi akan merasa kendaraan di belakang lebih jauh dari yang sebenarnya. Ini menekankan pentingnya kesadaran pengemudi tentang jarak sebenarnya kendaraan di belakang, yang lebih dekat daripada yang terlihat di spion cembung

Read More
    email this
Published September 29, 2024 by with 0 comment

Kumpulan Soal HUKUM TERMODINAMIKA FISIKA SMA KELAS XI

Soal 1: Energi Dalam Gas Ideal

Soal:
Sebuah gas ideal terdiri dari 2 mol gas monoatomik berada pada suhu 300 K. Hitunglah energi dalam gas tersebut! Diketahui R=8.314J/molKR = 8.314 \, \text{J/mol} \cdot \text{K}.

Pembahasan:
Energi dalam gas ideal monoatomik dihitung dengan:

U=32nRTU = \frac{3}{2} nRT
U=32×2×8.314×300=7,482.6JU = \frac{3}{2} \times 2 \times 8.314 \times 300 = 7,482.6 \, \text{J}

Jadi, energi dalam gas tersebut adalah 7,482.6 J.

Soal 2: Perubahan Energi Dalam

Soal:
Jika suhu gas monoatomik meningkat dari 300 K menjadi 600 K, hitunglah perubahan energi dalam gas tersebut! Asumsikan jumlah mol gas tetap 2 mol.

Pembahasan:
Perubahan energi dalam dihitung dengan:

ΔU=32nRΔT\Delta U = \frac{3}{2} nR \Delta T
ΔU=32×2×8.314×(600300)=7,482.6J\Delta U = \frac{3}{2} \times 2 \times 8.314 \times (600 - 300) = 7,482.6 \, \text{J}

Jadi, perubahan energi dalam gas tersebut adalah 7,482.6 J.

Soal 3: Hukum Pertama Termodinamika

Soal:
Gas ideal melakukan usaha 500 J saat dipanaskan dengan jumlah panas sebesar 1,000 J. Berapakah perubahan energi dalam gas tersebut?

Pembahasan:
Menurut hukum pertama termodinamika:

ΔU=QW\Delta U = Q - W
ΔU=1,000500=500J\Delta U = 1,000 - 500 = 500 \, \text{J}

Perubahan energi dalam gas adalah 500 J.

Soal 4: Mesin Kalor

Soal:
Sebuah mesin kalor menyerap 4,000 J panas dari reservoir panas dan membuang 1,500 J panas ke reservoir dingin. Berapakah usaha yang dilakukan oleh mesin kalor?

Pembahasan:
Menurut hukum pertama termodinamika:

W=QhQcW = Q_h - Q_c W=4,0001,500=2,500JW = 4,000 - 1,500 = 2,500 \, \text{J}

Usaha yang dilakukan oleh mesin kalor adalah 2,500 J.

Soal 5: Efisiensi Mesin Kalor

Soal:
Sebuah mesin kalor menyerap 5,000 J panas dan melakukan usaha sebesar 2,000 J. Hitung efisiensi mesin tersebut.

Pembahasan:
Efisiensi mesin kalor dihitung dengan:

η=WQh×100%\eta = \frac{W}{Q_h} \times 100\%
η=2,0005,000×100%=40%\eta = \frac{2,000}{5,000} \times 100\% = 40\%

Efisiensi mesin adalah 40%.

Soal 6: Mesin Carnot

Soal:
Sebuah mesin Carnot bekerja antara dua reservoir suhu 500 K dan 300 K. Hitung efisiensi maksimum mesin tersebut.

Pembahasan:
Efisiensi mesin Carnot dihitung dengan:

η=1TcTh\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h} η=1300500=0.4atau40%\eta = 1 - \frac{300}{500} = 0.4 \, \text{atau} \, 40\%

Efisiensi maksimum mesin Carnot adalah 40%.

Soal 7: Mesin Pendingin

Soal:
Sebuah mesin pendingin bekerja dengan menyerap 2,000 J panas dari ruang dingin dan membuang 3,000 J panas ke lingkungan. Berapa usaha yang dilakukan oleh mesin pendingin tersebut?

Pembahasan:
Menurut hukum pertama termodinamika:

W=QhQcW = Q_h - Q_c W=3,0002,000=1,000JW = 3,000 - 2,000 = 1,000 \, \text{J}

Usaha yang dilakukan oleh mesin pendingin adalah 1,000 J.

Soal 8: Koefisien Performa Mesin Pendingin

Soal:
Sebuah mesin pendingin bekerja dengan menyerap 1,200 J dari ruang dingin dan memerlukan usaha 400 J. Hitung koefisien performa (COP) mesin pendingin tersebut.

Pembahasan:
Koefisien performa mesin pendingin dihitung dengan:

COP=QcWCOP = \frac{Q_c}{W} COP=1,200400=3COP = \frac{1,200}{400} = 3

Koefisien performa mesin pendingin adalah 3.

Soal 9: Mesin Carnot dengan Efisiensi Maksimum

Soal:
Sebuah mesin Carnot memiliki efisiensi 50%. Jika suhu reservoir dingin adalah 200 K, berapa suhu reservoir panas?

Pembahasan:
Gunakan rumus efisiensi Carnot:

η=1TcTh\eta = 1 - \frac{T_c}{T_h} 0.5=1200Th0.5 = 1 - \frac{200}{T_h} 200Th=0.5\frac{200}{T_h} = 0.5
Th=2000.5=400KT_h = \frac{200}{0.5} = 400 \, \text{K}

Suhu reservoir panas adalah 400 K.

Soal 10: Usaha dalam Siklus Mesin Kalor

Soal:
Sebuah mesin kalor menerima 6,000 J panas dari reservoir panas dan membuang 2,000 J panas ke reservoir dingin. Hitunglah usaha total yang dilakukan mesin dalam satu siklus.

Pembahasan:
Usaha yang dilakukan oleh mesin kalor dalam satu siklus:

W=QhQcW = Q_h - Q_c W=6,0002,000=4,000JW = 6,000 - 2,000 = 4,000 \, \text{J}

Usaha total yang dilakukan oleh mesin adalah 4,000 J

Read More
    email this

28 September 2024

Published September 28, 2024 by with 0 comment

Soal Azas Black (Tingkat Kesulitan Tinggi)

Di dalam sebuah wadah isolator termal, terdapat 300 gram air pada suhu 80°C. Ke dalam wadah tersebut, dicampurkan:

  • 100 gram es bersuhu -10°C,
  • 150 gram besi pada suhu 150°C,
  • 200 gram minyak zaitun pada suhu 60°C.

Diketahui:

  • Kalor jenis air: cair=4.186J/g°Cc_{\text{air}} = 4.186 \, \text{J/g°C},
  • Kalor jenis es: ces=2.1J/g°C,
  • Kalor lebur es: Lf=334J/gL_f = 334 \, \text{J/g},
  • Kalor jenis besi: cbesi=0.45J/g°Cc_{\text{besi}} = 0.45 \, \text{J/g°C},
  • Kalor jenis minyak zaitun: cminyak=2.0J/g°Cc_{\text{minyak}} = 2.0 \, \text{J/g°C},
  • Suhu lebur es: 0°C.

Hitung suhu akhir campuran dalam keadaan kesetimbangan termal, dengan mengabaikan pertukaran panas dengan lingkungan luar dan mengasumsikan bahwa seluruh es mencair.


Jawaban:

Langkah 1: Hitung energi yang dibutuhkan untuk mencairkan es

Es bersuhu -10°C harus naik suhu hingga 0°C, kemudian mencair menjadi air pada suhu 0°C. Maka, kita perlu menghitung dua tahapan:

  1. Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu es dari -10°C ke 0°C:

    Q1=mescesΔT=100g2.1J/g°C(0(10))CQ_1 = m_{\text{es}} \cdot c_{\text{es}} \cdot \Delta T = 100 \, \text{g} \cdot 2.1 \, \text{J/g°C} \cdot (0 - (-10))^\circ \text{C}
    Q1=1002.110=2100JQ_1 = 100 \cdot 2.1 \cdot 10 = 2100 \, \text{J}
  2. Kalor yang dibutuhkan untuk mencairkan es (melebur):

    Q2=mesLf=100g334J/g=33400JQ_2 = m_{\text{es}} \cdot L_f = 100 \, \text{g} \cdot 334 \, \text{J/g} = 33400 \, \text{J}

Total kalor yang dibutuhkan oleh es untuk naik suhu dan mencair:

Qtotal es=Q1+Q2=2100J+33400J=35500JQ_{\text{total es}} = Q_1 + Q_2 = 2100 \, \text{J} + 33400 \, \text{J} = 35500 \, \text{J}

Langkah 2: Hitung kalor yang dilepaskan oleh air, besi, dan minyak zaitun

Kalor yang dilepaskan oleh masing-masing zat dapat dihitung menggunakan rumus:

Q=mcΔTQ = m \cdot c \cdot \Delta T
  • Kalor yang dilepaskan oleh air (dari suhu 80°C menuju suhu akhir TfT_f):

    Qair=maircair(80CTf)Q_{\text{air}} = m_{\text{air}} \cdot c_{\text{air}} \cdot (80^\circ \text{C} - T_f)
    Qair=300g4.186J/g°C(80Tf)Q_{\text{air}} = 300 \, \text{g} \cdot 4.186 \, \text{J/g°C} \cdot (80 - T_f)
    Qair=1255.8(80Tf)JQ_{\text{air}} = 1255.8 \cdot (80 - T_f) \, \text{J}
  • Kalor yang dilepaskan oleh besi (dari suhu 150°C menuju suhu akhir TfT_f):

    Qbesi=mbesicbesi(150CTf)Q_{\text{besi}} = m_{\text{besi}} \cdot c_{\text{besi}} \cdot (150^\circ \text{C} - T_f)
    Qbesi=150g0.45J/g°C(150Tf)Q_{\text{besi}} = 150 \, \text{g} \cdot 0.45 \, \text{J/g°C} \cdot (150 - T_f)
    Qbesi=67.5(150Tf)JQ_{\text{besi}} = 67.5 \cdot (150 - T_f) \, \text{J}
  • Kalor yang dilepaskan oleh minyak zaitun (dari suhu 60°C menuju suhu akhir TfT_f):

    Qminyak=mminyakcminyak(60CTf)Q_{\text{minyak}} = m_{\text{minyak}} \cdot c_{\text{minyak}} \cdot (60^\circ \text{C} - T_f)
    Qminyak=200g2.0J/g°C(60Tf)Q_{\text{minyak}} = 200 \, \text{g} \cdot 2.0 \, \text{J/g°C} \cdot (60 - T_f)
    Qminyak=400(60Tf)JQ_{\text{minyak}} = 400 \cdot (60 - T_f) \, \text{J}

Langkah 3: Terapkan azas Black

Menurut azas Black, jumlah kalor yang diserap oleh es harus sama dengan jumlah kalor yang dilepaskan oleh air, besi, dan minyak zaitun. Maka:

Qtotal es=Qair+Qbesi+QminyakQ_{\text{total es}} = Q_{\text{air}} + Q_{\text{besi}} + Q_{\text{minyak}}

Substitusi nilai kalor yang dihitung sebelumnya:

35500J=1255.8(80Tf)+67.5(150Tf)+400(60Tf)35500 \, \text{J} = 1255.8 \cdot (80 - T_f) + 67.5 \cdot (150 - T_f) + 400 \cdot (60 - T_f)
35500 = 1255.8 \cdot (70.
Read More
    email this