Termodinamika – UN fisika SMA/MA

Hukum Gas

1. Soal UN 2011/2012 C61 No.20

Di dalam sebuah bejana tertutup, volume gas memuai menjadi 2 kali volume awal (V_o = volume awal, P_o = tekanan awal) dan suhu gas naik menjadi 4 kali semula. Besar tekanan gas menjadi…

A. P_o
B. 2 P_o
C. 4 P_o
D. 6 P_o
E. 8 P_o

Pembahasan
Diketahui :
Volume awal gas (V₁) = V_o
Volume akhir gas (V₂)  = 2V_o
Suhu awal gas (T₁) = T
Suhu akhir gas  (T₂) = 4T
Tekanan awal gas (P₁) = P_o
Ditanya : Tekanan akhir gas (P₂)
Jawab :
Jawaban yang benar adalah B.

2. Soal UN 2011/2012 A81 No.20

Sejumlah gas ideal menjalani proses isotermik, sehingga tekanan menjadi 2 kali tekanan semula, maka volumenya menjadi…

A. 4 kali semula
B. 2 kali semula
C. ½ kali semula
D. ¼ kali semula
E. tetap

Pembahasan
Isotermik = suhu konstan
Diketahui :
Volume awal gas (V₁) = V
Tekanan awal gas (P₁) = P
Tekanan akhir gas (P₂) = 2P
Ditanya : Volume akhir gas (V₂)
Jawab :
P₁ V₁ = P₂ V₂
P V = (2P) V₂
V = (2) V₂
V₂ = V / 2
V₂ = ½ V
Jawaban yang benar adalah C.

Hukum Termodinamika
3. Soal UN 2011/2012 C61 No.19
Perhatikan gambar! Gas ideal melakukan proses perubahan tekanan (P) terhadap volume (V). Usaha yang dilakukan oleh gas pada proses tersebut adalah…
A. 20 Joule
B. 15 Joule
C. 10 Joule
D. 5 Joule
E. 4 Joule
Pembahasan
Diketahui :
Tekanan awal (P₁) = 4 Pa = 4 N/m²
Tekanan akhir (P₂) = 6 Pa = 6 N/m²
Volume awal (V₁) = 2 m³
Volume akhir (V₂) = 4 m³
Ditanya : Usaha yang dilakukan oleh gas (W)
Jawab :
Usaha yang dilakukan gas = luasan di bawah kurva a-b.
W = luas segitiga + luas persegi panjang
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = 2 + 8
W = 10 Joule
Jawaban yang benar adalah E.

4. Soal UN 2011/2012 A81 No.19
Suatu gas ideal mengalami proses tertutup A → B → C → A. Dalam suatu siklus gas tersebut melakukan usaha sebesar….
A. −2,0 x 10³ J
B. −5,5 x 10³ J
C. −8,0 x 10⁵ J
D.  2,0 x 10⁶ J
E.  4,0 x 10⁶ J
Pembahasan
Usaha (W) = luasan kurva (luasan segitiga di dalam garis bertanda panah).
W = ½ (20-10)(6 x 10⁵ – 2 x 10⁵)
W = ½ (10)(4 x 10⁵)
W = (5)(4 x 10⁵)
W = 20 x 10⁵ = 2 x 10⁶ Joule
Jawaban yang benar adalah D.