17 Contoh Soal Termodinamika Kelas 11 SMA dan Jawabannya
17 Contoh Soal Termodinamika Kelas 11 SMA dan Jawabannya – Bagi kamu yang saat ini duduk di bangku kelas 11 SMA dengan mengambil jurusan MIPA, maka kamu pasti akan mempelajari mata pelajaran Fisika dengan berbagai sub materi di dalamnya, termasuk termodinamika atau ilmu tentang energi.
Termodinamika adalah sebuah ilmu energi yang membahas tentang hubungan antara energi panas beserta cara kerjanya. Dimana energi ini dapat berubah bentuk menjadi bentuk lain secara alami ataupun menggunakan rekayasa teknologi.
Nah, salah satu cara yang bisa kamu lakukan untuk memahami lebih lanjut tentang materi termodinamika adalah dengan berlatih mengerjakan soalnya. Mamikos akan bagikan sejumlah contoh soal mengenai materi termodinamika kelas 11 SMA dan jawabannya untuk bahan belajarmu. Yuk, kerjakan! 📚✍️
Daftar Isi
Daftar Isi
Seperti Apa Contoh Soal Termodinamika Kelas 11 SMA dan Jawabannya?
Berikut adalah daftar contoh soal termodinamika kelas 11 SMA dan jawabannya dalam bentuk essay dan pilihan ganda yang bisa kamu gunakan sebagai bahan belajar untuk memperkuat pemahamanmu mengenai materi fisika satu ini!
Contoh Soal Termodinamika Kelas 11 SMA dan Jawabannya Essay
Soal Essay 1
Terdapat sebuah gas yang ada di dalam ruangan tertutup serta mengalami proses pemuaian yang menyerap kalor dengan besaran 350 J juga melakukan usaha dengan besaran 250 J. Maka, berapakah kenaikan energi pada gas?
Jawaban:
Berdasarkan pada hukum kekekalan energi,
∆U = Q – W
∆U = 350 J – 250 J
∆U = 100 J
Maka, naiknya energi pada gas tersebut yaitu sebesar 100 J.
Soal Essay 2
Terdapat sebuah gas yang ada dalam sistem diberi kalor dengan besaran 200 J. Setelahnya, gas tersebut diberi usaha dengan besaran 125 J. Maja, berapakah perubahan energi yang terjadi di dalam gas tersebut?
Jawaban:
Berdasarkan hukum dari kekekalan energi,
∆U = Q – W
∆U = 200 J – 125 J
∆U = 75 J
Maka, perubahan energi yang terjadi dalam gas menjadi sebesar 325 J.
Soal Essay 3
Terdapat sebuah mesin pendingin yang mampu menyerap kalor sebesar 1000 J dari sebuah ruangan dan kemudian membuang kalornya sebesar 750 ke lingkungan sekitar. Berdasarkan hal tersebut, maka berapakah usaha yang dilakukan oleh mesin tersebut?
Jawaban:
Berdasarkan pada hukum kekekalan energi, maka:
Q_s – Q_l = W
1000 J – 750 J = W
250 J = W
Jadi, usaha mesin pendingin yaitu sebesar 250 J.
Soal Essay 4
Sebuah mesin pendingin yang ada di rumah Pak Parto dapat menyerap kalor dengan besaran 1000 J dari satu ruangan dan kemudian membuang kalornya ke luar ruangan sebesar 750 J. Maka, berapakah efisiensi dari mesin pendingin milik Pak Parto tersebut?
Jawaban:
Efisiensi dari mesin pendingin diartikan sebagai pendinginan di antara kalor yang telah diserap dari sebuah ruangan (Qs) dengan kerja yang dilakukan oleh mesin pendingin itu sendiri (W). Maka,
Efisiensi = Qs/W
Efisiensi = 1000 J / 250 J
Efisiensi = 4
Jadi, efisiensi dari mesin pendingin milik Pak Parto tersebut yaitu sebesar 4.
Soal Essay 5
Terdapat mesin carnot yang telah bekerja di antara suhu 1000 K serta 300 K. Maka, berapakah efisiensi dari mesin carnot itu?
Jawaban:
Efisiensi dari mesin carnot bisa kita hitung dengan menggunakan rumus di bawah ini:
Efisiensi = 1 – T_2/T_1
Efisiensi = 1 – 300 K / 1000 K
Efisiensi = 0,7
Maka, efisiensi dari mesin carnot yaitu sebesar 0,7 atau sama dengan 70%.
Soal Essay 6
Terdapat sebuah gas yang mengalami proses isometrik yang awalnya dari volume 5 m3 menjadi 10 m3. Apabila tekanan gas tersebut saat proses awalnya yaitu 100 Pa, maka berapa besaran tekanan gas di akhir proses?
Jawaban:
Dalam proses isometrik, energi yang ada dalam gas bersifat tetap, Sebabnya, perubahan energi di dalam sebuah gas (∆U) yaitu nol. Maka,
∆U = 0
Q – W = 0
Q = W
P_1V_1 = P_2V_2
100 Pa * 5 m3 = P_2 * 10 m3
P_2 = 50 Pa
Jadi, hasil tekanan gas di akhir proses yaitu 50 Pa besarannya.
Soal Essay 7
Terdapat sebuah gas yang mengalami proses adiabatik yang awalnya dari volume 5 m3 kemudian ke volume 10 m3. Apabila gas tersebut memiliki suhu di awal proses sebesar 300 K, maka pada akhir proses berapakah besaran suhu gas?
Jawaban:
Pada sebuah proses adiabatik, tidak terdapat perpindahan kalor di antara sistem dengan lingkungan. Sehingga perubahan energi yang terjadi dalam gas (∆U) itu sama dengan kerja yang dilakukan oleh gas itu sendiri. Maka penyelesaiannya,
∆U = W
nCv(T_2 – T_1) = -P_1V_1(V_2/V_1 – 1)
C_v merupakan kalor dengan jenis gas konstan
T_2 = T_1 – P_1V_1/nCv
T_2 = 300 K – 100 Pa * 5 m3 / (0,08314 kJ/kgK * 5 kg)
T_2 = 230 K
Jadi, di akhir proses suhu gas memiliki besaran 230 K.
Soal Essay 8
Ada sebuah benda hitam yang luas permukaannya sebesar 1 m2 serta bersuhu 400 K. Maka hitunglah laju radiasi yang dipancarkan benda tersebut!
Jawaban:
Laju radiasi yang dipancarkan oleh sebuah benda hitam dapat kita hitung menggunakan rumus berikut ini:
P = σAT^4
σ merupakan konstanta Stefan-Boltzmann (5,670 * 10^-8 W/m^2K^4)
P = 5,670 * 10^-8 W/m^2K^4 * 1 m^2 * (400 K)^4
P = 81,7 W
Maka, laju radiasi dari benda hitam yaitu sebesar 81,7 W.
Soal Essay 9
Berapakah besaran dari perubahan energi dalam apabila 3000 J kalor ditambahkan pada sebuah sistem dan kerja 2000 J dilakukan oleh sistem tersebut?
Jawaban
Q=3000 joule, W=2000 joule, maka yang ditanya ∆U?
Untuk penyelesaiannya adalah sebagai berikut:
∆U = Q – W
∆U = 3000 – 2000 = 1000 J
Soal Essay 10
Terdapat sebuah mesin yang dalam satu siklusnya menyerap kalor dengan besaran 2 x 103 J dari reservoir panas serta melepaskan sebesar 1,5 103 J pada reservoir yang memiliki temperatur lebih rendah.
Apabila banyaknya waktu yang dibutuhkan untuk melakukan empat siklus yaitu sekitar 2 detik, berapakah dayanya?
Jawaban:
4 siklus yaitu 2 detik maka 1 siklus yaitu 0,5 detik
Q1 = 2000 joule
Q2 = 1500 joule
W = 2000 – 1500 = 500 joule
P = W/t = 500/0.5
P = 1000 watt = 103 watt
Contoh Soal Termodinamika Kelas 11 SMA dan Jawabannya Pilihan Ganda (PG)
Soal PG 1
Sebuah energi yang dimiliki oleh sistem dikarenakan terdapat gerakan partikel-partikel gas yang ada di dalam sistem tersebut disebut dengan…
A. Gaya
B. Energi dalam
C. Kalor
D. Energi potensial
E. Usaha
Kunci jawaban: B. Energi dalam
Soal PG 2
Sebuah energi yang dipindahkan atau dialihkan dari suatu sistem ke lingkungan maupun sebaliknya disebut dengan…
A. Energi kalor
B. Energi luar
C. Energi kinetik
D. Usaha
E. Energi potensial
Kunci jawaban: D. Usaha
Soal PG 3
Sebuah energi yang tak bisa untuk diciptakan maupun dimusnahkan namun dapat diubah bentuknya.
Pernyataan di atas adalah bunyi dari hukum…
A. Hukum 3 termodinamika
B. Hukum 2 termodinamika
C. Hukum 1 termodinamika
D. Energi termodinamika
E. Kekekalan momentum
Kunci jawaban: C. Hukum 1 termodinamika
Soal PG 4
Pernyataan dari hukum termodinamika 1 untuk proses adiabatik yaitu…
A. Q = -W
B. Q = W + ΔU
C. W = ΔU
D. Q = W
E. Q = ΔU
Kunci jawaban: C. W = ΔU
Soal PG 5
Merujuk pada termodinamika, gas ideal yang mengalami sebuah proses isometrik itu apabila…
A. Semua molekul dapat bergerak dengan kecepatan yang berbeda-beda
B. Semua keadaan gas memiliki suhu yang selalu berubah-ubah
C. Pada suhu yang tinggi kecepatan dari molekulnya juga lebih tinggi
D. Tekanan serta volume gas tidak dapat mengalami perubahan
E. Perubahan keadaan gas suhunya selalu tetap
Kunci jawaban: E. Perubahan keadaan gas suhunya selalu tetap
Soal PG 6
Beberapa gas ideal yang melalui proses adiabatik selanjutnya akan mengalami:
A) Terjadi perubahan volume pada sistem tersebut
B) Terjadi perubahan suhu pada sistem tersebut
C) Terjadi perubahan tekanan pada sistem tersebut
D) Terjadi perubahan kalor di antara sistem tersebut dengan luar sistem
Dari keempat pernyataan di atas, pernyataan yang benar yaitu…
A. A dan C
B. B dan D
C. A dan C
D. C dan D
E. A, B, dan C
Kunci jawaban: E. A, B, dan C
Soal PG 7
Beberapa gas ideal yang melalui proses isokhoris selanjutnya akan mengalami:
A) Terjadi perubahan volume pada sistem tersebut
B) Terjadi perubahan suhu pada sistem tersebut
C) Terjadi perubahan tekanan pada sistem tersebut
D) Terjadi pertukaran kalor di antara antara sistem tersebut dengan luar sistem
Dari keempat pernyataan di atas, manakah pernyataan yang benar?
A. A dan B
B. C dan D
C. A dan 3
D. 2 dan C
E. B, C, dan D
Kunci jawaban. E. B, C, dan D
Penutup
Nah, itulah dia beberapa contoh soal termodinamika kelas 11 SMA dan jawabannya. Selain berlatih menggunakan contoh soal di atas, kamu juga dapat berlatih menggunakan contoh soal lain yang dapat kamu temukan di blog Mamikos. Jangan lupa untuk dicek juga, ya!
Referensi:
Kumpulan Contoh Soal Termodinamika Lengkap dengan Jawabannya [Daring]. Tautan: https://kumparan.com/berita-terkini/kumpulan-contoh-soal-termodinamika-lengkap-dengan-jawabannya-201cZAMzdyU
Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu: