Aditya Setyawan Seorang Pengajar Di Salah Satu Sekolah Swasta Di Indonesia. Sedang Melanjutkan Program Magister Di Perguruan Tinggi Swasta. Selain Menulis Di Kursiguru.com, Tulisan-tulisan Penulis Juga Tersebar Di Beberapa Surat Kabar Lokal.

10 Contoh Soal Termodinamika : SMA & Mahasiswa Teknik PDF

Contoh Soal Termodinamika

Contoh Soal Termodinamika – merupakan salah satu materi dari bidang keilmuan fisika yang diajarkan sejak SMA hingga perguruan tinggi pada rumpun jurusan teknik, khususnya teknik mesin.

Pada jenjang pendidikan SMA materi dan soal termodinamika membahas secara ringkas tentang teori dasar hubungan kalor dengan usaha, keadaan gas, serta mesin carnot (makroskopis).

Sedangkan di jurusan teknik, khususnya teknik mesin akan menghitung termodinamika mesin berdasarkan teori dasar di atas, serta hitungan kondisi nyata di lapangan (makroskopis & mikroskopis).

Di artikel ini, Kursiguru akan memberikan contoh soal termodinamika beserta jawabannya untuk jenjang SMA sederajat dan jenjang pendidikan tinggi jurusan teknik mesin.

Pengertian Termodinamika

Termodinamika dalam fisika merupakan salah satu cabang Termofisika (Thermal Physics) atau teori fisika mengenai pengaruh suhu suatu sistem teknis (mesin) terhadap besaran makroskopis serta mikroskopis.

Termodinamika juga bisa diartikan sebagai ilmu tentang hubungan energi panas dengan kerja di alam. Dimana seiring kemajuan teknologi, manusia mampu menciptakan mesin-mesin berdasarkan hukum alam tersebut.

Contoh penggunaan teorema termodinamika adalah alat transportasi (mobil, motor, kapal, pesawat), pembangkit listrik (PLTU, PLTN), serta alat penunjang kenyamanan hidup seperti AC, kulkas, heater.

Materi Termodinamika

Seperti disinggung di atas, bahwa termodinamika diajarkan di SMA serta di pendidikan tingkat tinggi. Dimana masing-masing jenjang memiliki materi tersendiri. Gambaran materi termodinamika pada setiap jenjang adalah sebagai berikut.

Materi Termodinamika SMA

Di jenjang sekolah menengah atas kamu akan mempelajari materi termodinamika:

  • Usaha
  • Hukum Termodinamika I (HT I)
  • Proses terkait Termodinamika
  • Keadaan Gas
  • Mesin Carnot

Dimana materi termodinamika SMA di atasberhubungan dengan materi tekanan zat cair atau tekanan hidrostatis.

Materi Termodinamika Teknik Mesin

Untuk kamu yang berada di perguruan tinggi, khususnya jurusan teknik mesin akan mempelajari pengetahuan termodinamika tentang:

  • Konsep Dasar Termodinamika
  • Properti Zat Murni dan Karakteristik Gas Ideal
  • Hukum Termodinamika I(HT I)
  • Analisis Massa dan Energi
  • Hukum Termodinamika II(HT II)

Rumus Termodinamika

Adapun rumus termodinamika untuk tiap tingkat satuan pendidikan adalah:

Rumus Termodinamika SMA

Rumus Termodinamika SMA 1
Rumus Termodinamika SMA 2

Rumus Termodinamika Perguruan Tinggi

Di bawah ini adalah rumus-rumus termodinamika bagi mahasiswa teknik. Dimana hanya rumus yang sering digunakan yang penulis tampilkan. Jika kamu membutuhkan rumus lengkapnya silakan lihat pada file PDF di bagian download.

Rumus Termodinamika Lanjutan 1
Rumus Termodinamika Lanjutan 2
Rumus Termodinamika Lanjutan 3
Rumus Termodinamika Lanjutan 4
Rumus Termodinamika Lanjutan 5
Rumus Termodinamika Lanjutan 6

Contoh Soal Termodinamika Untuk Siswa SMA

Berikut adalah contoh persoalan termodinamika SMA beserta jawabannya.

Contoh Soal (1) – Usaha

Soal :

Gas Helium bervolume 10 m3 memiliki suhu 37°C, dipanaskan melalui proses isobarik hingga bersuhu 87°C. Apabila tekanannya sebesar 4 atm, hitunglah besarnya usahanya.

Jawaban :

Jawaban Contoh Soal Termodinamika SMA 1

Contoh Soal (2) – H.Termodinamika I

Soal :

Satu mol gas monoatomik bervolume 30 liter mengalami proses isobarik sebesar 2 atm menyebabkan volumenya naik menjadi 2 kali besaran awal. Hitunglah kalor terserap gas selama proses tersebut.

Jawaban :

Jawaban Contoh Soal Termodinamika SMA 2

Contoh Soal (3) – Proses Termodinamika

Soal :

Sebuah sistem gas memiliki volume 35 liter pada tekanan 2 atm, hitunglah volumenya saat tekanan 2,5 atm jika suhunya tetap (isotermis).

Jawaban :

Jawaban Contoh Soal Termodinamika SMA 3

Contoh Soal (4) – Keadaan Gas

Soal :

Sistem gas Helium 2,5 mol berubah volumenya dari 5 liter menjadi 10 liter saat suhunya 77°C. Apabila besarnya R = 8,314 J/mol K, tentukanlah besar usaha yang dilakukan! (ln 2 = 0,693)

Jawaban :

Jawaban Contoh Soal Termodinamika SMA 4

Contoh Soal (5) – Mesin Carnot

Soal :

Tentukanlah efisiensi terbesar mesin Carnot apabila pada reservoir panas suhunya 147°C sedangkan pada reservoir 7°C.

Jawaban :

Jawaban Contoh Soal Termodinamika SMA 5

Contoh Soal Termodinamika Untuk Mahasiswa

Jika kamu adalah mahasiswa teknik mesin, silakan simak langsung contoh soal berikut.

Contoh Soal Termodinamika (1)

Soal :

Kapal selam bernama Iona menyelam sedalam 600 meter dibawah permukaan laut. Di bagian atasnya terdapat pintu horizontal berdiameter 1 meter. Hitunglah gaya pada pintu tersebut!

Jawaban :

Kuliah 1

Contoh Soal Termodinamika (2)

Soal :

Pada sebuah ban mobil volume udaranya sebesar 0,6 m3 sedangkan tekanannya 200k Pascal. Jika suhu udara dalam ban adalah 20°C, hitunglah besar massanya. (asumsikan udara = gas ideal)

Jawaban :

Kuliah 2

Contoh Soal Termodinamika (3)

Soal :

Hitunglah besarnya perubahan entalpi pada 1 kg Nitrogen yang suhunya dinaikkan dari 27°C menjadi 927°C.

Jawaban

Kuliah 3

Contoh Soal Termodinamika (4)

Soal :

Sebuah turbin dimasukkan udara dengan tekanan 4000 kPa dan suhu 500°C, kemudian keluar seperti pada gambar. Hitunglah hasil keluaran turbin jika kecepatan masuknya sebesar 200 m/s serta tunjukkan bahwa perubahan energi kinetiknya bisa diabaikan.

Gambar Soal Termodinamika

Jawaban :

Kuliah 4

Contoh Soal Termodinamika (5)

Soal :

Suatu mesin Carnot dijalankan diantara 2 (dua) buah reservoir, dimana suhu masing-masingnya adalah 200°C dan 20°C. Tentukanlah besarnya perpindahan kalor dari temperatur tinggi ke rendah jika keluaran mesin sebesar 15 kW.

Jawaban :

Kuliah 5

Download Materi dan Contoh Soal Termodinamika

Berikut kursiguru sediakan materi serta contoh soal-soal termodinamika yang bisa kamu gunakan sebagai bahan belajar mandiri lebih lanjut. File PDF di bawah bisa kamu download secara langsung dan pastinya gratis.

Akhir Kata

Demikian pembahasan kursiguru seputar materi fisika termodinamika beserta contoh soalnya dan jawaban. Semoga dapat menjadi referensimu ketika mempelajari bidang keilmuan tersebut. Selamat belajar.

Aditya Setyawan Seorang Pengajar Di Salah Satu Sekolah Swasta Di Indonesia. Sedang Melanjutkan Program Magister Di Perguruan Tinggi Swasta. Selain Menulis Di Kursiguru.com, Tulisan-tulisan Penulis Juga Tersebar Di Beberapa Surat Kabar Lokal.