8 2. Diketahui :
1 11
1 6
10 82
, 3
10 181
Pa x
K x
raksa air
raksa air
Massa air raksa pada tekanan 1 atmosfir 1,01325x10
5
Pa dan temperatur 0
o
C diusahakan agar volume tetap. Temperatur dinaikkan hingga 10
o
C, berapa Pa tekanan akhirnya ? Jawab :
Menggunakan persmaan 2.27
i f
i f
P P
Diperoleh :
11 6
5
10 82
, 3
10 10
181 10
01325 ,1
x x
x x
P
f 5
11 6
10 01325
,1 10
82 ,
3 10
10 181
x x
x x
P
f
5 5
10 01325
,1 10
473 x
P
f
Pa P
f 5
10 01325
, 474
2.4. KUANTITAS INTENSIF DAN EKSTENSIF
Kuantitas dalam bagian sistem yang tetap sama massanya sama disebut kuantitas intensif tekanan dan temperatur. Kuantitas dalam bagian sistem yang berubah massanya berubah
disebut kuantitas ekstensif volume. Koordinat termodinamika dirangkum dalam Tabel 2.1. Tabel 2.1. Kuantitas intensif dan ekstensif
Sistem sederhana Koordinat
intensif Koordinat ekstensif
Sistem hidrostatik Tekanan P
Volume V Kawat teregang
Gaya tegang F Panjang L
Selaput permukaan Tegangan permukaan γ
Luas A Sel listrik
Elektromotansi ε Muatan Z
Lempengan dielektrik Medan listrik E
Polarisasi Π Batang paramagnetik
Medan magnetik H Magnetik M
9 3.
Jika seutas kawat yang panjangnya L, kemuaian linier α dan modulus Young isotermik Y mengalami perubahan sangat kecil dari keadaan setimbang awal
keadaan setimbang akhir akibat gaya F, buktikanlah bahwa perubahan gaya tegangannya sama dengan :
dL L
AY d
Y A
dF
Jawab : F = fungsi , L
Maka diferensial parsialnya :
dL L
F d
F dF
L
L F
A L
L dL
A dF
strain stress
Y
L YA
L F
F
L L
d L
dL
1
L L
F
Berdasarkan persamaan 2.19 dan 2.20 untuk fungsi F, θ, L :
1
y x
z
z x
z y
y x
y x
z
x z
z y
y x
Maka : 1
F L
L F
F L
L F
L F
F L
10
L AY
L F
L
AY F
L
Kembali ke persamaan :
dL L
F d
F dF
L
Akhirnya diperoleh :
terbukti dL
L AY
d AY
dF
4. Seutas kawat logam dengan luas penampang
0,0085 cm
2
, gaya tegang 20 N dan temperatur 20
o
C, terentang antara dua dukungan tegar berjarak 1,2 m. Jika temperaturnya dikurangi sehingga menjadi 8
o
C, α = 1,5 x 10
-5
K
-1
, Y = 2,0 x 10
11
Nm
2
. Berapa N-kah tegangan akhirnya :
Jawab :
Berdasarkan persamaan :
dL L
AY d
AY dF
Karena tidak ada perubahan panjang berarti dL = 0, maka
d AY
dF
20 8
10 2
10 5
, 8
10 5
,1
11 7
5
x x
x x
x x
dF
20 6
, 30
10 306
1
akhir
awal akhir
F x
F F
N F
akhir
6 ,
50
5. Jika sebagai tambahan pada kondisi dalam soal no. 4, Dukungan tersebut saling
mendekati dengan jarak 0,012 cm, berapa N-kah gaya tegangan akhirnya ? Jawab :
Berdasarkan persamaan :
dL L
AY d
AY dF
4 11
7 11
7 5
10 2
,1 2
,1 10
2 10
5 ,
8 20
8 10
2 10
5 ,
8 10
5 ,1
x x
x x
x x
x x
x x
x dF
20 6
, 47
17 6
, 30
akhir awal
akhir
F F
F N
F
akhir
6 ,
67
11
2.5. PEKERJAAN RUMAH
