SOAL LITERASI

Soal 1 (Kontekstual: Pengukuran Suhu Tubuh dengan Termometer)

Teks Bacaan:

Saat merasa kurang sehat, Rian (17 tahun) mengukur suhu tubuhnya menggunakan termometer digital yang dijepitkan di ketiak. Awalnya, layar termometer menunjukkan angka 28 derajat C (suhu ruangan). Setelah didiamkan selama beberapa menit, angka pada layar perlahan naik dan akhirnya berhenti stabil di angka 37,5 derajat C. Dokter menjelaskan bahwa aliran kalor berhenti karena suhu termometer dan suhu tubuh Rian telah mencapai kesetimbangan termal.

Prinsip dasar termodinamika yang menjadi landasan kerja pengukuran suhu dengan termometer tersebut adalah...

A. Hukum I Termodinamika, karena energi panas dari tubuh diciptakan oleh termometer.

B. Hukum II Termodinamika, karena kalor mengalir spontan dari tempat dingin ke tempat panas.

C. Hukum Ke-0 Termodinamika, karena dua sistem yang berada dalam kesetimbangan termal dengan sistem ketiga akan memiliki suhu yang sama.

D. Hukum III Termodinamika, karena suhu tubuh Rian mencapai titik nol mutlak.

E. Hukum Kekekalan Massa, karena massa termometer bertambah seiring bertambahnya suhu.

Soal 2 (Kontekstual: Mengocok Minuman Boba / Kalor dan Usaha)

Teks Bacaan:

Siti membeli segelas minuman boba dingin yang berisi campuran es dan susu. Karena penasaran, Siti mengocok gelas minuman tersebut secara cepat dan kuat selama beberapa menit tanpa henti. Setelah dikocok, Siti mendapati bahwa es batu di dalam gelas meleleh lebih cepat daripada segelas boba lain yang diam di atas meja. Guru fisika menjelaskan bahwa usaha mekanik (W) yang diberikan Siti saat mengocok gelas berubah menjadi tambahan energi dalam (Delta U) pada cairan boba.

Berdasarkan Hukum I Termodinamika (Delta U = Q - W), fenomena bertambahnya energi dalam cairan akibat usaha kocokan tersebut menunjukkan bahwa...

A. Usaha luar yang dilakukan pada sistem dapat meningkatkan energi dalam sistem meskipun tidak ada penambahan kalor langsung dari luar (Q = 0).

B. Energi dalam sistem selalu bernilai nol jika cairan mengalami perubahan wujud dari padat ke cair.

C. Kalor dari lingkungan berpindah ke dalam gelas karena gesekan udara menghentikan aliran usaha.

D. Usaha mekanik menghancurkan molekul es sehingga suhu cairan turun secara konstan.

E. Sistem mengalami proses isokhorik sempurna di mana nilai usaha bernilai maksimum positif.

Soal 3 (Kontekstual: Es Batu Mencair di Udara Terbuka / Entropi)

Teks Bacaan:

Budi meletakkan sekerat es batu di atas meja dapur. Secara spontan, es batu tersebut menyerap panas dari udara sekitar, meleleh menjadi air cair, dan akhirnya menyebar di permukaan meja. Namun, kita tidak pernah melihat genangan air di atas meja secara spontan membeku kembali menjadi es batu sambil melepaskan panas ke udara ruangan yang hangat. Hukum II Termodinamika menjelaskan bahwa semua proses alamiah di alam semesta berlangsung secara satu arah (ireversibel) menuju tingkat ketidakberaturan yang lebih tinggi.

Besaran termodinamika yang selalu meningkat pada proses perubahan wujud alami es batu mencair tersebut adalah...

A. Kapasitas kalor jenis air.

B. Entropi total alam semesta.

C. Energi potensial gravitasi bumi.

D. Tegangan permukaan meja.

E. Koefisien muai panjang es.


SOAL NUMERASI

Soal 4 (Kontekstual: Perubahan Energi Dalam pada Silinder Mesin)

Sebuah silinder mesin sepeda motor menyerap energi kalor dari pembakaran bahan bakar sebesar Q = 900 Joule. Pada saat yang sama, gas hasil pembakaran memuai dan melakukan usaha luar pada piston sebesar W = 350 Joule.

(Rumus Hukum I Termodinamika: Delta U = Q - W)

Berapakah besar perubahan energi dalam (Delta U) gas di dalam silinder mesin tersebut?

A. 350 Joule

B. 550 Joule

C. 900 Joule

D. 1.250 Joule

E. 1.800 Joule

Soal 5 (Kontekstual: Efisiensi Termal Mesin Mobil)

Sebuah mesin mobil dalam satu siklus pembakaran menyerap kalor sebesar Q1 = 2.000 Joule dari reservoir suhu tinggi dan membuang sisa kalor sebesar Q2 = 1.200 Joule ke udara luar melalui sistem pendingin.

(Rumus Efisiensi Mesin Kalor: eta = W / Q1 x 100% = (Q1 - Q2) / Q1 x 100% )

Berapakah efisiensi termal (eta) dari mesin mobil tersebut?

A. 20%

B. 40%

C. 60%

D. 80%

E. 100%

Soal 6 (Kontekstual: Kalor yang Diserap Sistem Gas Kompresor)

Dalam suatu sistem kompresor udara, udara mengalami pemampatan sehingga sistem menerima usaha dari luar sebesar W = -200 Joule (bernilai negatif karena usaha dilakukan pada sistem). Akibatnya, energi dalam udara meningkat sebesar Delta U = 500 Joule.

(Rumus Hukum I Termodinamika: Q = Delta U + W)

Berapakah besar kalor (Q) yang diserap oleh udara di dalam kompresor tersebut?

A. 100 Joule

B. 300 Joule

C. 500 Joule

D. 700 Joule

E. 1.000 Joule


Tuliskan jawabanmu di kolom komentar website ini ya?