SOAL LITERASI

Soal 1 (Kontekstual: Ban Sepeda Meletus di Bawah Terik Matahari)

Teks Bacaan:

Rian (17 tahun) memarkir sepeda miliknya di lapangan terbuka yang terkena sinar matahari langsung. Karena ban sepeda terbuat dari karet tebal yang kokoh, volumenya relatif konstan (isokhorik) saat awal pemanasan. Seiring bertambahnya waktu, energi panas dari terik matahari diserap oleh udara di dalam ban, yang menyebabkan suhu (T) dan tekanan (P) udara di dalam ban meningkat pesat. Ketika tekanan udara di dalam ban melebihi batas kekuatan dinding karet, ban sepeda Rian meletus secara mendadak.

Berdasarkan Hukum Gay-Lussac pada proses isokhorik (volume konstan), mengapa kenaikan suhu udara di dalam ban menyebabkan tekanannya naik pesat hingga meletus?

A. Karena pada volume tetap, tekanan gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya (P = T), sehingga peningkatan suhu membuat partikel bergerak lebih cepat dan menumbuk dinding ban lebih keras.

B. Karena kenaikan suhu menyebabkan jumlah mol gas di dalam ban bertambah secara otomatis tanpa henti.

C. Karena udara di dalam ban mengalami pembekuan sehingga menyusut dan menarik dinding ban ke dalam.

D. Karena pada volume tetap, tekanan berbanding terbalik dengan suhu (P = 1 / T) sehingga energi dalam gas menjadi nol.

E. Karena sinar matahari mengubah gas oksigen di dalam ban menjadi energi kinetik padat.

Soal 2 (Kontekstual: Mesin Pembuat Es Krim / Es Puter)

Teks Bacaan:

Dina membuat es krim tradisional menggunakan wadah logam berisi adonan yang direndam dalam es batu dan garam. Selama proses pembekuan, adonan es krim dijaga agar suhunya tetap konstan pada titik beku tertentu sambil terus diaduk. Proses termodinamika di mana suhu sistem dijaga bernilai tetap/konstan (Delta T = 0) dinamakan proses isotermik. Karena suhunya tidak berubah, energi dalam (U) sistem gas/fluida ideal pada proses isotermik juga bernilai tetap (Delta U = 0).

Berdasarkan Hukum I Termodinamika (Delta U = Q - W), konsekuensi dari kondisi energi dalam yang konstan (Delta U = 0) pada proses isotermik adalah...

A. Seluruh kalor (Q) yang diserap oleh sistem sepenuhnya diubah menjadi usaha luar (W = Q).

B. Usaha luar yang dilakukan oleh sistem bernilai nol (W = 0) meskipun volumenya berubah drastis.

C. Tekanan gas di dalam sistem meningkat secara linear mengikuti kenaikan volume.

D. Sistem tidak dapat menyerap maupun melepas kalor ke lingkungan sekitar (Q = 0).

E. Kapasitas kalor sistem berubah menjadi tak terhingga sehingga suhu melonjak.

Soal 3 (Kontekstual: Pengembangan Udara pada Balon Udara Panas)

Teks Bacaan:

Saat pembakar (burner) pada balon udara panas dinyalakan, udara di dalam kantong balon memanas dan memuai. Karena mulut bagian bawah balon udara terbuka ke atmosfer, proses pemuaian udara di dalam balon berlangsung pada tekanan konstan/tetap (isobarik), yaitu setara dengan tekanan udara luar (1 atm). Ketika udara memuai, sebagian udara panas keluar dari mulut balon sehingga massa jenis udara di dalam balon menjadi lebih ringan daripada udara dingin di sekitarnya, membuat balon terangkat ke udara.

Proses termodinamika yang terjadi pada udara di dalam balon ketika memuai pada tekanan konstan disebut...

A. Proses Isokhorik

B. Proses Isobarik

C. Proses Isotermik

D. Proses Adiabatik

E. Proses Isentropik


SOAL NUMERASI

Soal 4 (Kontekstual: Menghitung Tekanan Akhir pada Proses Isobarik - Hukum Charles)

Sebanyak 0,02 m^3 gas ideal (V1 = 0,02 m^3) di dalam silinder piston berada pada suhu awal T1 = 300 K. Gas tersebut dipanaskan pada tekanan konstan (isobarik) hingga suhunya naik menjadi T2 = 600 K.

(Rumus Hukum Charles proses isobarik: V1 / T1 = V2 / T2)

Berapakah volume akhir (V2) dari gas tersebut setelah dipanaskan?

A. 0,01 m^3

B. 0,02 m^3

C. 0,04 m^3

D. 0,08 m^3

E. 0,12 m^3

Soal 5 (Kontekstual: Kalor pada Proses Isokhorik dalam Tabung Gas)

Suatu gas ideal berada di dalam tabung baja kaku ber volume V = 0,05 m^3 (Delta V = 0). Gas tersebut diberi kalor dari luar sebesar Q = 1.500 Joule.

(Rumus Hukum I Termodinamika: Delta U = Q - W. Pada proses isokhorik, W = 0)

Berapakah besar perubahan energi dalam (Delta U) yang dialami oleh gas di dalam tabung baja tersebut?

A. 0 Joule

B. 750 Joule

C. 1.500 Joule

D. 3.000 Joule

E. -1.500 Joule

Soal 6 (Kontekstual: Hukum Boyle pada Pemuaian Isotermik)

Gas ideal di dalam pompa sepeda memiliki volume awal V1 = 4 liter dan tekanan awal P1 = 2 atm. Piston pompa ditarik perlahan-lahan sehingga suhunya tetap konstan (isotermik) sampai volumenya membengkak menjadi V2 = 8 liter.

(Rumus Hukum Boyle proses isotermik: P1 . V1 = P2 . V2)

Berapakah besar tekanan akhir (P2) gas di dalam pompa tersebut?

A. 0,5 atm

B. 1,0 atm

C. 2,0 atm

D. 4,0 atm

E. 8,0 atm


Tuliskan jawabanmu di kolom komentar website ini ya?