Contoh Soal Termodinamika beserta Pembahasannya untuk Kelas 11 SMA

Soal 10

Mesin Carnot: Kalor yang Dibuang

Sebuah mesin Carnot menyerap kalor dari reservoir panas bersuhu 600 K dan membuang kalor ke reservoir dingin bersuhu 300 K. Jika kalor yang dibuang ke reservoir dingin adalah 1.800 J, maka usaha yang dihasilkan mesin tersebut adalah…
A. 900 J
B. 1.200 J
C. 1.800 J
D. 2.400 J
E. 3.600 J

Jawaban: C
Pembahasan:
η = 1 − T₂/T₁ = 1 − 300/600 = 0,5 → 50%
Karena η = W/Q₁ dan Q₂/Q₁ = T₂/T₁:
Q₁ = Q₂ × (T₁/T₂) = 1.800 × (600/300) = 3.600 J
W = Q₁ − Q₂ = 3.600 − 1.800 = 1.800 J
Hindari langsung menjawab A (setengah dari 1.800) karena efisiensi 50%, padahal yang diketahui adalah Q₂ bukan Q₁. Jadi, kamu harus mencari Q₁ terlebih dahulu.

Kesalahan-Kesalahan saat Mengerjakan Soal Termodinamika

Takut terkena jebakan soal dan salah memilih jawaban? Hindari kesalahan yang seringkali terjadi tanpa disadari berikut ini.

1. Tidak mengkonversi satuan suhu ke Kelvin, misalnya saat ada soal terkait rumus efisiensi mesin Carnot. Jangan lupa juga menambahkan 273 pada rumus.
2. Keliru saat membaca tanda W karena bingung. Perlu kamu ketahui bahwa tanda W positif apabila sistem melakukan usaha terhadap lingkungan, sedangkan tanda W negatif saat menerima usaha dari lingkungan.
3. Tidak cermat saat membaca diagram P-V karena bingung. Jangan lupa bahwa luas area yang terdapat di bawah kurva diagram P-V merupakan nilai usaha yang dilakukan gas. Apabila prosesnya berjalan dari arah kiri ke kanan yang menunjukkan bahwa volumenya membesar, maka usahanya bernilai positif. Sebaliknya, jika arahnya dari kanan ke kiri yang menunjukkan bahwa volumenya mengecil, maka usahanya bernilai negatif.

Penutup

Setelah mengerjakan berbagai contoh soal termodinamika beserta pembahasannya di atas, apakah kamu sudah semakin paham?

Kamu bisa sukses mengerjakan soal-soal terkait termodinamika dengan mengidentifikasi prosesnya terlebih dahulu, mengecek satuan suhu, dan memperhatikan tanda positif-negatif pada Q dan W.

Jangan lupa untuk terus berlatih soal dengan tingkatan mudah hingga soal HOTS serta mengulang kembali teori tentang termodinamika jika masih kebingungan.

Mamikos juga menyediakan contoh soal untuk materi fisika yang lain seperti energi, gaya, dan hukum fisika bagi kamu yang duduk di bangku SMA. Selamat belajar! ✍️📚