CONTOH SOAL TERMODINAMIKA : KONSEP DASAR TERMODINAMIKA

1. Apa perbedaan antara pendekatan termodinamika klasik dan statistik ?

Jawab :

Pendekatan termodinamika klasik yaitu pendekatan termodinamika yang menggunakan pandangan makroskopik yang tidak memperhatikan struktur materi dalam skala atomik dan interaksi antara atom-atom penyusun materi tersebut.

Pendekatan termodinamika statistik yaitu pendekatan termodinamika yang menggunakan pandangan mikroskopik yang didasarkan pada perilaku sejumlah besar molekul penyusun sistem.

2. Seorang karyawan di kantor menyatakan bahwa segelas kopi dingin di mejanya dapat dipanaskan sampai suhu 80°C hanya dengan suhu di sekitar ruangan sebesar 25°C. Apakah pernyataannya benar ? Apakah ini melanggar Hukum Termodinamika ?

Jawab :

Pernyataan karyawan kantor itu tidak benar. Proses ini melanggar Hukum Kedua Termodinamika. Hukum Kedua Termodinamika menyatakan bahwa aliran kalor memiliki arah dan tidak semua proses di alam semesta adalah reversibel (dapat dibalikkan arahnya). Pada kasus ini, tidak mungkin udara sekitar yang hanya 25°C memanaskan kopi dingin mencapai 80° C. Hal ini karena kopi dingin tidak dapat melebihi suhu sekitar dan kesetimbangan suhunya pastinya akan berada di bawah 25°C (di bawah dari lingkungan sekitar).

3. Apa perbedaan antara energi makroskopik dan mikroskopik ?

Jawab :

Energi makroskopik yaitu keberadaan energi yang ditandai dari posisinya terhadap lingkungan, berhubungan dengan gerakan massa pembawa energi dan pengaruh luar seperti gaya gravitasi, tegangan permukaan fluida, dan sebagainya. Contohnya yaitu energi kinetik dan energi potensial.

Energi mikroskopik yaitu keberadaan energi yang ditentukan oleh struktur internal dari zat pembawa energi sendiri dan tidak bergantung kepada lingkungannya, yaitu struktur dan gerakan molekul dari zat tersebut.

4. Apa perbedaan antara sifat intensif dan ekstensif ?

Jawab :

Sifat intensif yaitu sifat yang tidak bergantung langsung pada massa (tidak bergantung pada ukuran dan kuantitas bahan), seperti suhu, tekanan, viskositas, intensitas listrik, dan tegangan permukaan.

Sifat ekstensif yaitu sifat yang bergantung langsung pada massa (bergantung pada ukuran dan kuantitas bahan), seperti volume, panjang, berat atau massa, energi atau kerja, dan luas permukaan.

5. Definisikan proses isotermal, isobarik, dan isokhorik.

Jawab :

Proses isotermal yaitu proses gas dalam ruang tertutup yang berlangsung pada suhu tetap.

Proses isobarik yaitu proses gas dalam ruang tertutup yang berlangsung pada tekanan tetap.

Proses isokhorik yaitu proses gas dalam ruang tertutup yang berlangsung pada volume tetap.

6. Apa perbedaan antara tekanan gauge dan tekanan mutlak ?

Jawab :

Tekanan Gauge yaitu perbedaan antara tekanan sesungguhnya dengan tekanan atmosfer.

Tekanan Mutlak yaitu tekanan sesungguhnya di suatu titik di dalam zat alir yang diukur relatif terhadap tekanan nol mutlak.

7. Kebanyakan energi dihasilkan oleh mesin mobil dikeluarkan ke udara oleh radiator melalui sirkulasi air. Apakah radiator dianalisa sebagai sistem terbuka atau tertutup ?

Jawab :

Radiator dianalisa sebagai sistem terbuka. Hal ini karena pada kasus ini ada transfer panas pada mesin mobil yang terbuang oleh radiator melalui sirkulasi air dan air yang didinginkan dalam radiator ini kembali masuk ke mesin mobil setelah didinginkan oleh udara (ada transfer massa) dengan bantuan pompa air.

8. Kaleng softdrink pada suhu ruang dimasukkan ke dalam kulkas sehingga menjadi dingin. Apakah kaleng softdrink dianalisa sebagai sistem terbuka atau tertutup ?

Jawab :

Kaleng softdrink pada kulkas dianalisa sebagai sistem tertutup. Jika kaleng softdrink didinginkan, maka panas keluar dari kaleng ke dalam kulkas saat udara dingin dari kulkas mengalir ke kaleng (ada transfer panas). Namun, pada kasus ini tidak terdapat transfer massa, maksudnya tidak ada air yang dilepaskan atau dikeluarkan selama waktu pendinginan.

9. Apa hukum ke nol Termodinamika ?

Jawab :

Hukum ke nol Termodinamika berbunyi jika dua benda dalam kesetimbangan termal dengan benda ketiga, maka ketiga benda itu berada dalam kesetimbangan termal satu sama lain.

10. Apa yang dimaksud dengan proses kuasi ekuilibrium ?

Jawab : 

Proses kuasi ekuilibrium yaitu proses yang terjadi dengan hanya sedikit sekali penyimpangan dari kesetimbangan.