Soal dan Pembahasan UNBK Fisika 2018 (no 21 - no 26)

SOAL 21
Air mendidih (100 oC) sebanyak 250 ml dituangkan ke dalam panci berisi 400 ml air bersuhu 35 ^oC. Setelah terjadi keseimbangan termal, maka suhu campuran adalah . . . . (kalorjenis air 1 kal.gr^-1 .^oc^-l)
A. 55 ^oC
B. 60^oC
C. 65^oC
D. 75^oC
E. 80^oC

Jawab: B
Azas black
Q_TERIMAH = Q _LEPAS
(mcΔT)_TERIMAH = (mcΔT)_LEPAS
400(T – 35) = 250(100 – T)
2500 – 25T = 40T – 1400
65T = 3900
T = 60 ^oC

SOAL 22
Besarnya kalor yang mengalir per detik melalui suatu bahan logam:
(1) berbanding terbalik dengan perbedaan suhu antara kedua ujungnya
(2) berbanding terbalik dengan tuas penampang benda
(3) bergantung padajenis bahan logam
(4) berbanding terbalik dengan panjang logam
Pernyataan yang benar untuk meningkatkan laju perpindahan kalor secara konduksi adalah . . . .
A. (1) dan (2)
B. (2) dan (3)
C. (2) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (3) dan (4)

Jawab:  E
Kita gunakan konsep laju konduksi (kalor yang mengalir tiap detik pada konduktor panas)
Q/t = k.A.ΔT/L

SOAL 23
Logam P, Q dan R berukuran sama. Konduktivitas logam P, Q dan R berturut-turut adalah 4k, 2k dan k Ketiganya terhubung dengan suhu pada ujung-ujung terbuka seperti pada gambar berikut ini.

Suhu pada sambungan logam P dengan Q(Tx) adalah .. ..
A. 80^oC
B. 70^oC
C. 60^oC
D. 50^oC
E. 40^oC

Jawab: E
Kita gunakan konsep laju konduksi (kalor yang mengalir tiap detik pada konduktor panas)
Q/t = k.A.ΔT/L
Dengan panjang, luas penampang untuk ketiga jenis logam sama besar, maka

Untuk logam P dan R
(T_x – 20)(4k) = (160 – T_Y)k
4T_x – 80 = 160 – T_y
T_y = 240 – 4T_x

Logam P dan Q
(T_x – 20)4k = (Ty – Tx)2k
4T_x – 80 = (240 – 4T_x – T_x)2k
4T_x – 80 = 480 - 10T_x
14T_x = 560
T_x = 40^oC

SOAL 24
Perhatikan pernyataan berikUt!
(1) Jumlah partikel gas ditambah
(2) Jumlah mol dikurangi
(3) Suhu ditingkatkan
(4) Volume ditambah
Faktor yang dapat meningkatkan tekanan gas dalam suatu ruangan tertutup ditunjukkan oleh nomor . . . .
A. (1), (2), (3), dan (4)
B. (1), (2), dan (3)
C. (1) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (3) dan (4)

Jawab: C
Dengan persamaan gas ideal
PV = nRT atau PV = NkT

SOAL 25
Gas argon bei-ada dalam ruangån tertutuP Saat suhunya berubah menjadi dua kali semula, maka kecepatan gerak partikel gas argon berubah menjadi . . . .
A. ½ kali semula
B. 1/√2  kali semula
C. √2 kali semula
D. 2 kali semula
E. 4 kali semula

Jawab: D
Kecepatan efektif gas diberikan oleh
V_RMS = √(3kT/m)
V_RMS berbanding dengan akar T

SOAL 26
Perhatikan gambar gelombang sinusoidal berikut!
 

Jika panjang gelombang sinusoidal di atas adalah 80 cm, maka titik Yang memiliki beda fase 3/4 adalah . . . .
A. P dengan Q
B. P dengan R
C. P dengan S
D. Q dengan S
E. R dengan S

Jawab: A

Beda fase adalah
∆φ = -∆x/λ
Maka beda fase antara titik P dan Q adalah
∆φ_PQ = -∆x/λ = -(x_Q – x_P)/λ
∆φ_PQ = -(λ – λ/4)/λ = 3/4

Maka dua titik yang memiliki beda fase sama dengan ¾ adalah titik P dan Q