Pelajari contoh soal termodinamika kelas 11 ini agar bisa mengerjakan soal dengan mudah. Di kelas 11, termodinamika menajdi salah satu materi yang bakal diajarkan. Untuk itu, kamu bisa mempelajari materi ini dengan baik.

Apa itu termodinamika? Termodinamika adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari hubungan antara energi, kerja, dan suhu dalam sistem fisik.

Termodinamika mempelajari bagaimana energi berpindah dari satu bentuk ke bentuk lainnya dalam sistem fisik yang berbeda, serta bagaimana suhu, tekanan, dan volume sistem fisik berinteraksi.

Bagi sebagian orang, ilmu fisika memang sulit untuk dipelajari. Tapi kamu bisa mencobanya dengan mempelajari contoh soal ini.

Contoh Soal Termodinamika Kelas 11

Yuk sama-sama pelajari contoh soal termodinamika kelas 11, agar kamu bisa mengerjakan soal-soal dengan mudah.

1. Jika diketahui volume awal suatu gas adalah 2,03 m³. Lalu gas tersebut dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga volume akhirnya mencapai 4,5 m³. Jika tekanan gas 2 atm, maka usaha luar gas tersebut(1 atm = 1,01 x 10⁵ Pa) …….

Pembahasan:

V¹ = 2,03 m³
V² = 4,5 m³
P(Tekanan gas) = 2 atm (1 atm = 1,01 x 10⁵ Pa), sehingga :
P = 2 x 1,01 x 10⁵ = 2,02 x 10⁵ Pa

W = P . ΔV
W = P . (V² – V¹)
W = 2,02 x 10⁵ . (4,5 – 2)
W = 2,02 x 10⁵ . (2,5)
W = 5,05 x 10⁵

2. 1,5 m³ gas helium yang bersuhu 27^oC dipanaskan secara isobarik sampai 87^oC. Jika tekanan gas helium 2 x 10⁵ N/m² , gas helium melakukan usaha luar sebesar….

Pembahasan:

Data :
V₁ = 1,5 m³
T₁ = 27^oC = 300 K
T₂ = 87^oC = 360 K
P = 2 x 10⁵ N/m²

W = PΔV
Mencari V₂ :
^V₂/_T2 = ^V₁/_T1
V₂ = ( ^V₁/_T1 ) x T₂ = ( ^1,5/₃₀₀ ) x 360 = 1,8 m³
W = PΔV = 2 x 10⁵(1,8 − 1,5) = 0,6 x 10⁵ = 60 x 10³ = 60 kJ

3. Suatu mesin Carnot, jika reservoir panasnya bersuhu 400 K akan mempunyai efisiensi 40%. Jika reservoir panasnya bersuhu 640 K, efisiensinya…..%

Pembahasan:

Data pertama:
η = 40% = ⁴ / ₁₀
T_t = 400 K
Cari terlebih dahulu suhu rendahnya (T_r) hilangkan 100 % untuk mempermudah perhitungan:
η = 1 − (^Tr/_Tt)
⁴ / ₁₀ = 1 − (^Tr/₄₀₀)
(^Tr/₄₀₀) = ⁶ / ₁₀
Tr = 240 K

Data kedua :
Tt = 640 K
Tr = 240 K (dari hasil perhitungan pertama)
η = ( 1 − ^Tr/_Tt) x 100%
η = ( 1 − ²⁴⁰/₆₄₀) x 100%
η = ( ⁵ / ₈ ) x 100% = 62,5%

4. Suatu gas memiliki volume awal 2,0 m³ dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga volume akhirnya menjadi 4,5 m³ Jjika tekanan gas adalah 2 atm, tentukan usaha luar gas tersebut !
( 1atm = 1,01 x 105 Pa )

Pembahasan:

Data :
V2 = 4,5 m³
V1 = 2,0 m³
P = 2atm = 2,02 x 105 Pa
Isobaris⇒tekanan tetap
W = P (ΔV)
W = P (V2 – V1)
W = 2,02 x 105 (4,5 – 2,0) = 5,05 x 105 joule

5. Sebuah gas berada dalam suatu tabung, bula-mula volumenya 20 cm³. Gas berproses pada tekanan tetap sebesar 2 x 10⁴ N/m² sehingga volumenya menjadi 40 cm³, Usaha yang dihasilkan adalah …

Pembahasan:

Diketahui :
V1 = Volume awal = 20 cm³ = 2 x 10⁻⁵ m³
V2 = Volume akhir = 40 cm³ = 4 x 10⁻⁵ m³
P = Tekanan = 2 x 10⁴ Pa

Ditanyakan :

W = Usaha = ….

Penyelesaian :

W = P (V2 – V1)
W = 2 x 10⁴ (4 x 10⁻⁵ – 2 x 10⁻⁵)
W = 2 x 10⁴ x 2 x 10⁻⁵
W = 4 x 10⁻¹
W = 0,4 J

6. Soal lihat gambar di bawah ini

Pembahasan:

Diketahui :

Suhu tinggi, T₁ = 500 K

Suhu rendah, T₂ = 350 K

Usaha yang dihasilkan mesin, W = 10⁴ Joule

Tanya :

Efisiensi, η = __?

Jawab :

η = 1 – (T₂/T₁)

η = 1 – (350/500)

η = 1 – (7/10)

η = (10/10) – (7/10)

η = (3/10)

η = (3/10). 100%

η = 30%

7. Hukum 1 termodinamika memiliki keterbatasan sehingga disempurnakan kedalam hukum 2 termodinamika. tuliskan keterbatasan dari hukum 1 termodinamika!​

Jawaban:

• Hanya menjelaskan tentang kekekalan energi atau konversi energi.
• Tidak menjelaskan informasi arah jalannya proses pemindahan energi.
• Tidak mempermasalahkan arah perubahan pemindahan energi

Itulah beberapa contoh soal termodinamika kelas 11 yang bisa kamu coba. Pelajari alur pengerjaannya agar kamu bisa lebih paham dengan materi ini.