Soal soal usaha gas dalam silinder

1. Silinder berisi gas dengan tekanan dan volume mula-mula 200 kPa dan 0,04 m3, kemudian volume diperbesar sampai 0,1 m3. Hitung berapa usaha yang dilakukan selama proses, jika tekanan dijaga konstan. 

Pembahasan : 

2.Pada suatu proses, energi dakhil turun 500 kJ/kg dan terjadi penurunan usaha yang dilakukan sistem sebesar 230 kJ/kg. Tentukan kalor yang dipindahkan, dan kalor tersebut dilepaskan atau diserap oleh sistem ? 

Pembahasan :

 Diketahui : perubahan energi dakhil :  ∆U  = (U2-U1) = (-) 500 kJ/kg

                          Penurunan Usaha             :  W12 = (-) 230 kJ/kg

     maka Jumlah kalor yang dipindahkan oleh sistem dihitung dengan menggunakan Hukum Termodinamika-I :

                          ∆E =  ∆U  =  Q – W

    Untuk perubahan keadaan 1 ke 2 dapat ditulis :  

                ∆E =  ∆U = (U2-U1) = Q12  – W12

      maka :   

       Q12 = W12 + (U2-U1) 

               = 230 kJ/kg - 500 kJ/kg =  - 730 kJ/kg.

Tanda negatif dari Kalor yang dipindahkan menunjukkan bahwa sistem melepas kalor sebesar 730 kJ/kg.

Soal soal usaha dan energi mekanis

1. Sebuah gaya sebesar 1000 Newton dikenakan pada sebuah balok bermassa 50 kg, gaya membentuk sudut 60o dengan bidang mendatar positif. Hitung usaha yang dilakukan oleh gaya agar balok bergeser horozontal  sepanjang 60 m. 

Pembahasan :

2. Sebuah mobil yang terletak pada bidang miring dengan sudut kemiringan 30o (bidang dianggap licin sempurna) didorong ke atas oleh gaya F yang membentuk sudut 30o dengan bidang miring. Mobil bergerak dengan laju konstan. Hitung usaha yang dibutuhkan untuk menaikkan mobil sejauh 20 m. 

Pembahasan :

Dihitung dulu besarnya  gaya F yang mendorong mobil ke atas :

 F cos 30o – mg.sin 30o = 0

F= [mg.sin 30o] / [cos 30o]

F= [mg.sin 30o] / [cos 30o]  = [(2000)x(9,80) x(0,50)] / [0,87] = 11264,368 N

Karena gaya F membentuk sudut 30o dengan pergeseran , maka Usaha yang dilakukan oleh gaya F adalah :

  W =  F cos 30o x s

  W = (11264,368 N) x (0,87) x 20 m = 196 x 103 Joule = 196 kJoule