Termodinamika 1: latihan soal dan soal ujian

Hukum pertama, gas ideal, neraca energi, dan batas hukum kedua untuk mesin kalor, mesin pendingin, dan pompa kalor. Sebagian besar kesalahan ujian berasal dari satuan dan suhu, bukan dari fisikanya.

Latih mata kuliah ini secara gratisLatih mata kuliah iniIkuti ujian simulasi5 soal gratis setiap hari. Tanpa kartu kredit.

Paket kilat (PDF)Lembar rumus, langkah-langkah metode, dan soal latihan dengan pembahasan lengkap, siap dicetak.

Topik dalam mata kuliah ini

  1. Hukum gas idealP dari n, V, T · dari massa · perubahan keadaan atau massa jenishitungan
  2. Neraca energimemanaskan aliran · penukar panas · penukar panas dengan kehilangan panashitungan
  3. Mesin kalor & refrigeratorhukum pertama untuk siklus · batas Carnot · lemari es dan pompa kalorhitungan
  4. Siklus daya gasSiklus Otto · Siklus Diesel · Siklus Braytonhitungan

Tips ujian untuk Termodinamika 1

  • Gunakan suhu mutlak (K) dalam hukum gas dan dalam setiap rumus Carnot atau COP.
  • Tulis neraca energi dalam kata-kata terlebih dahulu: yang masuk dikurangi yang keluar sama dengan perubahannya.
  • Di antara dua suhu yang sama, COP pompa kalor selalu tepat 1 lebih besar daripada COP mesin pendingin.

Contoh dengan pembahasan

Hukum gas idealMudah
n = 5 molV = 15 LT = 30 °CP = ?

Tangki kaku berisi gas ideal. Cari tekanannya P.

n = 5 molV = 15 LT = 30 °CR = 8,314 J/(mol·K)

Tentukan P (kPa)

Tampilkan petunjuk
  1. Gunakan PV = nRT dengan suhu mutlak (K).
  2. Satuan: dengan V dalam m³ dan R = 8,314, P keluar dalam Pa. 1 L = 0,001 m³.
  3. T = 303,1 K.
Tampilkan jawaban dan penyelesaian langkah demi langkah

Hukum gas ideal: PV = nRT, dengan suhu mutlak (K) dan satuan yang cocok dengan R.

Ubah satuan

T = 30 + 273,15 = 303,1 K
V = 15 L = 0,015 m³

Hukum gas ideal

P = nRT/V = 5·8,314·303,1/0,015 = 840130 Pa = 840,1 kPa

Jawaban

P = 840,1 kPa
Neraca energiSedang
sisi panassisi dingincampuran glikol · 150 °C120 °Cair · 15 °Ct = ? °C

campuran glikol panas mendinginkan air dalam penukar panas aliran berlawanan tanpa kehilangan panas. Cari suhu keluar air tout.

ṁh = 1 kg/scp,h = 3,6 kJ/(kg·K)Th: 150 → 120 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 15 °C

Tentukan tout (°C)

Tampilkan petunjuk
  1. Panas yang dilepas aliran panas sama dengan panas yang diterima aliran dingin.
  2. Cari Q dari sisi panas dulu, karena kedua suhunya diketahui.
  3. Q = 108 kW.
Tampilkan jawaban dan penyelesaian langkah demi langkah

Neraca energi penukar panas: tanpa kehilangan, ṁhcp,h(Th,in − Th,out) = ṁccp,c(tout − tin).

Panas yang dilepas aliran panas

Q = 1·3,6·(150 − 120) = 108 kW

Panas yang diterima air

tout = tin + Q/(ṁccp,c) = 15 + 108/(1·4,18) = 40,84 °C

Jawaban

tout = 40,84 °C

Cara kerja latihan

  • “Latih mata kuliah ini” mencampur soal dari semua topiknya, seperti ujian sungguhan.
  • Setiap soal memakai nilai baru, sehingga Anda mempelajari metodenya, bukan menghafal jawabannya.
  • Buntu? Buka petunjuk kecil terlebih dahulu, dan penjelasan lengkap hanya jika Anda membutuhkannya.
  • Ujian simulasi memiliki batas waktu dan tanpa petunjuk, dan di akhir Anda mendapat skor serta tinjauan lengkap.

Kalkulator untuk mata kuliah ini

Kalkulator efisiensi Carnot dan COPKalkulator hukum gas idealKalkulator efisiensi siklus Otto dan BraytonKalkulator hukum gas gabungan (Boyle, Charles, dan Gay-Lussac)

Mata kuliah terkait

Fisika Dasar untuk TeknikLatihan ujian FE MechanicalNeraca Massa dan EnergiLatihan ujian FE ChemicalKimia DasarStatikaMekanika BahanDinamika
Latih mata kuliah ini secara gratisLatih mata kuliah iniIkuti ujian simulasi5 soal gratis setiap hari. Tanpa kartu kredit.