Sebatang Baja Yang Suhunya 273 K Mempunyai Panjang 110 Cm

Fisikastudycenter.com- Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Ujian Nasional 2014 Nomor 16-20.

Soal No. 16



Sebatang baja bersuhu 45° C dipanaskan sampai suhu 85° C sehingga panjangnya menjadi 50,02 cm. Jika koefisien muai panjang baja 1,0 × 10⁻⁵
° C⁻¹
, maka panjang batang baja mula-mula adalah….
A. 50 cm
B. 48 cm
C. 46 cm
D. 45 cm
E. 40 cm

Pembahasan



Data soal:
ΔT = 85 − 45 = 40°C
lt = 50,02 cm
α = 1,0 × 10⁻⁵
° C⁻¹

lo =….

Pemuaian panjang, menentukan panjang awal:

Soal No. 17



Enam kilogram batang timah hitam dengan kalor jenis 1400 J.kg⁻¹
°C⁻¹
bersuhu 60° C dicelupkan ke dalam 20 kg air dengan kalor jenis 4200 J.kg⁻¹
°C⁻¹. Setelah terjadi kesetimbangan termal suhu akhir campuran 20° C. Suhu air mula-mula adalah….
A. 20° C
B. 18° C
C. 16° C
D. 12° C
E. 10° C

Pembahasan



Data:
Timah
m_t
= 6 kg
T_t
= 60° C
ΔT = 60° C − 40° C = 20° C
c_t
= 1400 J.kg⁻¹
°C⁻¹

Air
m_a
= 20 kg c_t
= 4200 J.kg⁻¹
°C⁻¹

Suhu akhir
T_akhir
= 20°C
 T_air
=…..

Azas black, kalor dari timah diserap oleh air, sehingga suhu timah turun, suhu airnya naik.

Soal No. 18



Suatu gas ideal mula-mula menempati ruangan yang volumenya V dan suhu T dan tekanan P.

Tabung I
Tabung II

 

Jika gas dipanaskan kondisinya seperti pada tabung 2, maka volume gas menjadi….
A. 1/2 V
B. 8/9 V
C. 9/8 V
D. 2/3 V
E. 3/2 V

Pembahasan



Data soal:
Tekanan menjadi 4/3 mula-mula:
P₁
= 3
P₂
= 4

Suhu menjadi 3/2 mula-mula:
T₁
= 2
T₂
= 3
V₂
= ….. V₁

Soal No. 19



Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi 600 K mempunyai efisiensi 20%. Agar efisiensinya maksimum naik menjadi 60%, suhu reservoir rendah tetap, maka seharusnya suhu reservoir suhu tinggi adalah….
A. 1400 K
B. 1200 K
C. 950 K
D. 850 K
E. 800 K

Pembahasan



Rumus efisiensi (dalam pecahan), T_r
untuk suhu rendah, T_t
untuk suhu tinggi:


Kondisi I, mesin carnot η = 20% = 0,2  → (1 − η) = 0,8
Suhu rendahnya: T_r
= 0,8 × 600 = 480 K

Kondisi II, η = 60% = 0,6 → (1 − η) = 0,4
Dengan T_r
= 480 K, maka suhu tingginya:
T_t
= 480 / 0,4 = 1200 K

Soal No. 20



Perhatikan pernyataan berikut!
(1) dapat dipantulkan
(2) dapat berinterferensi
(3) dapat dipolarisasikan
(4) merambat tidak memerlukan medium
(5) bentuk gelombang longitudinal

Pernyataan yang merupakan ciri-ciri gelombang bunyi adalah….
A. (1), (2), dan (3)
B. (1), (3), dan (4)
C. (1), (4), dan (5)
D. (1), (2), dan (5)
E. (2), (3), dan (4)

Pembahasan



Tentang sifat-sifat gelombang bunyi:
(1) dapat dipantulkan → Benar

(2) dapat berinterferensi → Benar
(3) dapat dipolarisasikan → Salah (Polarisasi untuk gelomang Transversal, sementara bunyi gelombang longitudinal)
(4) merambat tidak memerlukan medium → Salah
(5) bentuk gelombang longitudinal → Benar

Tentang ini bisa diulang di pembahasaan materi sifat gelombang bunyi, di soal nomor 10.
1, 2, 5 Benar.
Jawaban: D. (1), (2), dan (5)