1. Materi pembelajaran mata pelajaran fisika kelas XI semester 2 membahas konsep hukum termodinamika dan siklus-siklus gas ideal, termasuk siklus Carnot dan efisiensinya. 2. Pembelajaran dilakukan dengan metode ceramah, diskusi kelompok, dan tanya jawab serta menggunakan video animasi sebagai media. 3. Tujuan pembelajaran adalah agar siswa dapat menganalisis konsep usaha, kalor, dan energi berdas

1. RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
(RPP)
I. IDENTITAS MATA PELAJARAN
Satuan Pendidikan : SMA
Kelas : XI
Semester : Dua
Program : Ilmu Pengetahuan Alam
Mata Pelajaran
: XI/ 1
: Fisika
Jumlah Pertemuan : 2 Kali Pertemuan ( 4 JP )
II. STANDAR KOMPETENSI
3. Menerapkan konsep termodinamika dalam mesin kalor
III. KOMPETENSI DASAR
3.2. Menganalisis perubahan keadaan gas ideal dengan menerapkan hukum
termodinamika
IV. INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI
3.2.1. Menganalisis konsep usaha, kalor, dan energi dalam berdasarkan hukum
pertama termodinamika.
3.2.2. Menganalisis proses gas ideal berdasarkan grafik tekanan-volume (P-V).
3.2.3. Menganalisis prinsip kerja mesin Carnot.
V. TUJUAN PEMBELAJARAN
Ranah Kognitif
Setelah melakukan diskusi, siswa mampu:
1. Membedakan antara sistem dan lingkungan
2. Mendiskripsikan pengertian sistem dan lingkungan untuk menganalisis konsep
hukum I termodinamika
3. Mendiskripsikan dan memformulasikan usaha pada gas dengan berbagai proses
4. Menjelaskan tentang pengertian siklus Carnot
5. Menjelaskan konsep siklus Carnot
6. Menghitung efisiensi siklus Carnot
Ranah Afektif

2. Religius, Jujur, Toleransi, Mandiri, Demokratis, Komunikatif, Tanggung Jawab, Percaya
diri, Berorientasi tugas dan hasil.
VI. MATERI AJAR
Usaha Yang Dilakukan Gas
Temodinamika merupakan cabang ilmu fisika yang mempelajari mengenai pengaliran
panas, perubahan-perubahan energi yang diakibatkan dan usaha yang dilakukan oleh
panas.
Sistem adalah sejumlah gas dalam benda tertutup
Lingkungan adalah segala benda diluar sistem
1. Usaha luar ( W ) yaitu : Usaha yang dilakukan oleh sistem terhadap sekelilingnya
terhadap sistem. Misalkan gas dalam ruangan yang berpenghisap bebas tanpa gesekan
dipanaskan ( pada tekanan tetap ) ; maka volume akan bertambah dengan V.
Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar :
W = p. ∆V
2. Usaha / energi dalam ( U ) adalah : Usaha yang dilakukan oleh bagian dari suatu sistem
pada bagian lain dari sitem itu pula. Pada pemanasan gas seperti di atas, usaha dalam
adalah berupa gerakan-gerakan antara molekul-molekul gas yang dipanaskan menjadi
lebih cepat.
Energi dalam suatu gas Ideal adalah : U n R T=
3
2
. .
Hukum I Termodinamika
Dalam suatu sistem yang mendapat panas sebanyak Q akan terdapat perubahan energi
dalam ( ∆U ) dan melakukan usaha luar (W ).
Q = ∆U + W
Q = kalor yang masuk/keluar sistem

3. ∆U = perubahan energi dalam
W = Usaha luar.
Q bernilai positif jika sistem menerima kalor dari lingkungan
Q bernilai negatif jika sistem mengeluarkan kalor ke lingkungan
W bernilai positif jika sistem melakukan usaha ke lingkungan
W bernilai negatif jika sistem menerima usaha dari lingkungan
Proses - Proses Pada Hukum Termodinamika I
1. Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik.
Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap.
( lihat gambar ).
sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan
Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac
V
T
V
T
1
1
2
2
=
Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut :
Pemanasan Pendinginan
Usaha luar yang dilakukan adalah : W = p ( V2 - V1 ). karena itu hukum I termodinamika
dapat dinyatakan :
∆Q = ∆U + p ( V2 - V1 )
Panas yang diperlukan untuk meningkatkan suhu gas pada tekanan tetap dapat dinyatakan
dengan persamaan :
∆Q = m cp ( T2 - T1 )
Pertambahan energi dalam gas dapat pula dinyatakan dengan persamaan :
∆U = m cv ( T2 - T1 )
Karena itu pula maka usaha yang dilakukan pada proses isobarik dapat pula dinyatakan
dengan persamaan :
∆W = ∆Q - ∆U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

4. m = massa gas
cp = kalor jenis gas pada tekanan tetap
cv = kalor jenis pada volume tetap.
2. Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )
Pada proses ini volume Sistem konstan. ( lihat gambar )
Sebelum dipanaskan. Sesudah dipanaskan.
Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk :
P
T
P
T
1
1
2
2
=
Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut :
Pemanasan Pendinginan
Karena ∆V = 0 maka W = p . ∆V
W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )
∆Q = U2 - U1
Kalor yang diserap oleh sistem hanya dipakai untuk menambah energi dalam ( ∆U )
∆Q = ∆U
∆U = m . cv ( T2 - T1 )
3. Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik.
Selama proses suhunya konstan.
( lihat gambar )
Sebelum dipanaskan. Sesudah dipanaskan.
Oleh karena suhunya tetap, maka berlaku Hukum BOYLE.
P1 V2 = P2 V2

5. Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa :
Pemanasan Pendinginan
Karena suhunya konstan T2 = T1 maka :
∆U = U2 - U1
= 3
2 n R T2 - 3
2 n R T1 = 0 ( Usaha dalamnya nol )
Kalor yang diserap sistem hanya dipakai untuk usaha luar saja.
W P V
V
V
P V
V
V
= =1 1
2
1
2 2
2
1
( ln ) ( ln )
W P V
P
P
P V
P
P
= =1 1
1
2
2 2
1
2
( ln ) ( ln )
W n R T
V
V
n R T
V
V
= =1
2
1
2
2
1
( ln ) ( ln )
W n R T
P
P
n R T
P
P
= =1
1
2
2
1
2
( ln ) ( ln )
4. Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik.
Selama proses tak ada panas yang masuk / keluar sistem jadi Q = 0
( lihat gambar )
Sebelum proses Selama/akhir proses
oleh karena tidak ada panas yang masuk / keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay
Lussac
PV
T
P V
T
1 1
1
2 2
2
=
Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa :

6. Pengembangan Pemampatan
Karena ∆Q = 0 maka O = ∆U + ∆W
U2 -U1 = - ∆W
Bila ∆W negatif ( -W = sistem ditekan ) usaha dalam sistem ( ∆U ) bertambah.
Sedangkan hubungan antara suhu mutlak dan volume gas pada proses adibatik, dapat
dinyatakan dengan persamaan :
T.V
γ-1 = konstan atau T1.V1
γ-1 = T2.V2
γ-1
Usaha yang dilakukan pada proses adiabatik adalah :
W = m . cv ( T1 - T2 ) atau W =
P V1 1
1
.
−γ ( V2
γ-1 - V1
γ-1 )
Juga berlaku persamaan : P1.V1
γ
= P2.V2
γ
Pengertian Siklus
Suatu pesawat yang dapat mengubah seluruh kalor yang diserapnya menjadi usaha secara
terus menerus belum pernah kita jumpai. yang ada hanya pengubahan kalor menjadi usaha
melalui satu tahap saja. Misalnya : proses isothermik.
Agar sistem ini dapat bekerja terus-menerus dan hasilnya ada kalor yang diubah menjadi
usaha, maka harus ditempuh cara-cara tertentu. Perhatikan gambar di bawah ini.
- Mulai dari ( P1 , V1 ) gas mengalami proses isothermis sampai ( P2 , V2 ).
- Kemudian proses isobarik mengubah sistem dari ( P2 , V2 ) sampai ( P2 , V1 ).
- Akhirnya proses isobarik membuat sistem kembali ke ( P1 , V1 ).
Usaha yang dilakukan sama dengan luas bagian gambar yang diarsir proses seperti yang
ditunjukkan pada gambar diatas disebut : SIKLUS. Pada akhir proses sistem kembali ke
keadaan semula. Ini berarti pada akhir siklus energi dalam sistem sama dengan energi
dalam semula. Jadi untuk melakukan usaha secara terus menerus, suatu siklus harus
melakukan usaha secara terus menerus, suatu siklus harus bekerja dalam suatu siklus.

7. Efisiensi Mesin
Mengubah tenaga panas menjadi tenaga mekanik pertama-tama selalu memerlukan sebuah
mesin, misalnya : mesin uap, mesin bakar atau mesin diesel. Pengalaman-pengalaman
dengan mesin-mesin yang terdapat dalam praktek membawa kita kepada hukum
Termodinamika II yang ringkasnya sebagai berikut :
“Tidak Mungkin Suatu Mesin Yang Bekerja Dalam Lingkaran Yang Tidak
Menimbulkan Efek Lain Selain Daripada Mengambil Panas Dari Suatu Sumber
Dan Merubah Panas Ini Seluruhnya Menjadi Usaha “.
Siklus Carnot Dan Efesiensinya.
Siklus Carnot.
Siklus carnot yang disebut siklus ideal ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Siklus Carnot dibatasi oleh garis lengkung isothermik dan dua garis lengkung adiabatik.
Hal ini memungkinkan seluruh panas yang diserap ( input panas ) diberikan pada satu suhu
panas yang tinggi dan seluruh panas yang dibuang ( panas output ) dikeluarkan pada satu
suhu rendah.
− Kurva ab dan cd masing-masing adalah kurva pengembangan dan pemampatan isoteremis.
− Kurva bc dan da masing-masing adalah kurva pengembangan dan pemampatan adiabatik.
Untuk bahan perbandingan, ditunjukkan beberapa siklus untuk berbagai jenis mesin.
Effisiensi (daya guna mesin)
Dalam hukum II Termodinamika akan dibahas perubahan kalor menjadi energi mekanik
melalui sebuah mesin, dan ternyata belum ada sebuah mesinpun yang dapat mengubah
sejumlah kalor menjadi energi mekanik seluruhnya.

8. Sebuah mesin diberi energi berupa kalor Q1 pada suhu tinggi T1, sehingga mesin
melakukan usaha mekanik W. Energi yang dibuang berupa kalor Q2 pada suhu T2, maka
effisiensi mesin adalah :
η =
Energi yang bermanfaat
Energi yang asukkandim
η = =
−W
Q
Q Q
Q2
2 1
2
η = − ×( )1 100%1
2
Q
Q
Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula :
η = − ×( )1 100%1
2
T
T
Sebenarnya tidak ada mesin yang mempunyai effisiensi 100 % dan dalam praktek
effisiensi mesin kurang dari 50 %.
VII. ALOKASI WAKTU
4 x 45 menit ( 2 x Pertemuan )
VIII. METODE PEMBELAJARAN
1. Pendekatan : Saintifik
2. Metode : Ceramah, Tanya jawab, Diskusi Kelompok
IX. MEDIA PEMBELAJARAN
Video animasi / flash movie
X. KEGIATAN PEMBELAJARAN

9. Pertemuan Pertama ( 2 x 45 menit )
Kegiatan
Waktu
(Menit)
Pendahuluan
• Siswa mempersiapkan diri untuk melaksanakan KBM
• Siswa dibimbing melaksanakan Berdoa bersama dan dan absensi
• Siswa bergabung dan berada dalam kelompok masing-masing
• Apersepsi :
bagaimana hubungan tekanan terhadap usaha yang dilakukan gas?
• Motivasi:
pernahkah kamu memompa ban sepada dengan pompa piston! Apa yang kamu
rasakan saat menekan klep ke bawah? Coba terangkan..!
Kenapa roda kendaraan bermotor bisa berputar dan akan semakin kencang
ketika di gas?
• Guru menyampaikan tujuan pembelajaran yang akan dicapai
15
Kegiatan Inti
 Eksplorasi
• Siswa memperhatikan tayangan flash movie tentang termodinamika dan
memberikan tanggapan.
• Siswa di bimbing guru dalam melakukan diskusi kelas untuk mengidentifikasi
konsep, proses, dan siklus gas pada hukum termodinamika
• Siswa mendiskusikan hukum pertama termodinamika
• Memberikan informasi yang disertai dengan tanya jawab untuk menjelaskan
pengertian proses isotermik, isokhorik, isobarik, dan adiabatik beserta
persamaannya.
• Memberikan informasi yang diteruskan dengan diskusi kelas untuk
mendeskripsikan usaha yang dilakukan oleh lingkungan kepada gas.
 Elaborasi
• Salah satu kelompok mempresentasikan hasil diskusi
• Siswa melakukan tanya jawab, menyampaikan pendapat, siswa dari kelompok
lainnya bisa menanggapi pertanyaan/pendapat teman.
• Siswa memperhatikan penjelasan contoh soal tentang termodinamika
 Konfirmasi
• Guru memberikan reinforcement terhadap siswa yang aktif/menyampaikan ide
• Guru mendorong dan memotivasi siswa yang belum berpartisipasi aktif dan
bertanya pada materi yang belum di ketahui
• Guru mengkonfirmasi seluruh pertanyaan, ide dan jawaban siswa
60

10. Kegiatan Akhir
• Siswa dibimbing guru mendiskusikan kesimpulan dari kegiatan pembelajaran
• Siswa mengumpulkan hasil kesimpulan dalam bentuk narasi
• Guru memberikan penghargaan kepada siswa yang melaksanakan kerja
deengan baik
• Guru memberikan tugas individu berupa soal uraian
• Guru memberi tugas untuk mempelajari materi berikutnya
15
XI. Penilaian Hasil Belajar
1. Penilaian kognitif
Penilaian kognitif dapat dilakukan melalui beberapa kegiatan seperti kuis di akhir
pembelajaran atau di awal pembelajaran pada pertemuan berikutnya, soal latihan, melalui
tugas individu, atau tugas kelompok dan ulangan harian/blok.
PENILAIAN KOGNITIF
a. Tes Tertulis
NO Indikator Soal Soal Kunci Jawaban Skor
1
3.2,1
Mendeskripsika
n usaha, kalor,
dan energi
dalam
berdasarkan
hukum utama
termodinamika.
1. Suatu sistem menyerap kalor
2000 kalori dari
lingkungannya (1 kalori= 4,2
J) dan melakukan kerja
sebesar 2400 J terhadap
lingkungannya.Tentukan
perubahan energi dalam
sistem!
Penyelesaian
Q = + 2000 (4,2 J) = 8400 J
�W = + 2400 J
�U = .....?
�Q = �U + �W
� U = �Q - �W
= 8400 – 2400
= 6000 J
1
1
2
1
2. 10 mol gas helium
disimpan dalam tabung
tertutup, volume 2 lt tetap
memiliki tekanan
1,2.106Pa. Jika gas
menyerap kalor sehingga
tekanan menjadi 2.106Pa
maka tentukan:
a. perubahan energi dalam,
b. kalor yang diserap gas!
Penyelesaian
V = 2 lt = 2.10-3m3
PA = 1,2.106Pa
PB = 2.106Pa
a. Perubahan energi dalam
sebesar:
U= n R T
= (n R TB - n R TA)
= (PBVB - PAVA)
= (2.106 . 2.10-3 - 1,2.106 .
2.10-3)
= (400 - 240) = 240 joule
1
1
2
2
2

11. 2. Penilaian afektif
Penilaian afektif dapat dilakukan selama proses pembelajaran dengan menggunakan
instrumen daftar nilai afektif.
OBSERVASI SIKAP
Mata Pelajaran : FISIKA
Kelas / smt : XI / 2
Tanggal Pengamatan :
Materi pokok : Termodinamika
N0 Nama siswa
Aspek yang di amati
Jumlah
skor
Siswamasuktepatwaktu
Siswamemperhatikankonsepmateriyang
diberikanguru
Siswaaktifselamaprosespembelajaran
Siswadapatbekerjasamadalamdiskusi
kelompok
Siswabertanggungjawabmelaporkanhasil
bahandiskusikelompok
Siswamengumpulkanlaporandiskusi
tepatwaktu
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27

12. 28
29
30
Kriteria :
4 = Selalu, apabila selalu melakukan pernyataan
3 = Sering, Apabila sering melakukan sesuai pernyataan dan kadang-kadang tidak
melakukan
2 = Kadang-kadang, apabila kadang-kadang melakukan dan sering tidak melakukan
1 = Tidak pernah, apabila tidak pernah melakukan
Nilai siswa = jumlah skor/jumlah skor maksimum x 100
Pertemuan kedua ( 2 x 45 menit )
Kegiatan
Waktu
(Menit)
Pendahuluan
• Siswa mempersiapkan diri untuk melaksanakan KBM
• Siswa dibimbing untuk melaksanakan Berdoa bersama dan dan absensi
• Siswa bergabung dan berada dalam kelompok masing-masing
Apersepsi :
• bagaimana konsep usaha pada gas?
Motivasi :
• Terangkan cara kerja piston pada mesin kendaraan bermotor!
• Apa bedanya motor 4 strocke dan 2 strocke? ada tidak mesin motor 8 strocke?
• Menjelaskan SK, KD, indikator dan tujuan pembelajaran yang akan dicapai
15
Kegiatan Inti
 Eksplorasi
• Siswa memperhatikan tayangan flash movie tentang Mesin Carnot
• Siswa dibimbing guru melakukan diskusi kelas mengenai Mesin Carnot
• Melakukan diskusi kelas untuk menjelaskan siklus Carnot yang merupakan siklus
yang ideal.
• Melakukan diskusi kelas untuk menjelaskan usaha yang dilakukan gas dalam
Siklus Carnot.
 Elaborasi
• Diskusi kelompok mengenai pemecahan persoalan terkait materi pembelajaran
yang telah dibahas
• Siswa tampil menyampaikan jawaban yang telah didiskusikan
60

13. • Siswa melakukan tanya jawab, menyampaikan pendapat, siswa dari kelompok
lainnya bisa menanggapi pertanyaan/pendapat temanan
 Konfirmasi
• Guru memberikan reinforcement terhadap siswa yang aktif/menyampaikan ideKegiatan Akhir
• Siswa dan guru mendiskusikan kesimpulan dari kegiatan pembelajaran
• Siswa mengumpulkan hasil kesimpulan dalam bentuk narasi
• Guru memberikan penghargaan kepada siswa yang melaksanakan kerja
deengan baik
• Guru memberikan tugas individu berupa soal uraian
• Guru memberi tugas untuk mempelajari materi berikutnya
15
XII. Penilaian Hasil Belajar
3. Penilaian kognitif
Penilaian kognitif dapat dilakukan melalui beberapa kegiatan , soal latihan, melalui tugas
individu, atau tugas kelompok dan ulangan harian/blok
PENILAIAN PENGETAHUAN
b. Tes Tertulis
NO
Indikator
Soal
Soal Kunci Jawaban Skor
1 3.2.2
Menganali
sis proses
gas ideal
berdasarka
n grafik
tekanan-
volume
(P-V).
. Sejumlah gas ideal
mengalami proses ABC
seperti
Gambar 8.9.
P
2
1
Penyelesaian
Usaha total proses dapat ditentukan
dari luas
kurva.
a. W = luas AB (trapesium) + luas BC
(persegi panjang)
= 225 + 200 = 425 joule
b. Perubahan energi dalam.
U = n R T
= (n R Tc - n R TA)
= (PcVc - PAVA)
1
1
1
2

14. 0,5 2 4
V
tentukan:
a. usaha total proses,
b. perubahan energi dalam
total,
c. perubahan kalor sistem
= (1.4.102 - 2.0,5.102)
= 450 joule
c. penentuan kalornya:
Q = W + U
= 425 + 450 = 875 joule
Q(+) berarti menyerap kalor
1
2
1
2
3.2.3
Mendeskri
psikan
prinsip
kerja
mesin
Carnot
Sebuah mesin kalor
menyerap kalor dari
reservois
1000 K sebesar 250 kal.
Kemudian membuang
usahanya
ke reservois bersuhu 300 K
sebesar 100 kal.
Tentukan efisiensi mesin
kalor tersebut!
Penyelesaian
T1 = 1000 K Q1 = 250 kal
T2 = 300 K Q2 = 100 kal
Efisiensi mesin memenuhi:
= 60%
1
1
2
1
4. Penilaian afektif
Penilaian afektif dapat dilakukan selama proses pembelajaran dengan menggunakan
instrumen daftar nilai afektif.
OBSERVASI SIKAP
Mata Pelajaran : FISIKA
Kelas / smt : XI / 2
Tanggal Pengamatan :
Materi pokok : Termodinamika
N0 Nama siswa Aspek yang di amati Jumlah
skor

15. Siswamasuktepatwaktu
Siswamemperhatikankonsepmateriyang
diberikanguru
Siswaaktifselamaprosespembelajaran
Siswadapatbekerjasamadalamdiskusi
kelompok
Siswabertanggungjawabmelaporkan
hasilbahandiskusikelompok
Siswamengumpulkanlaporandiskusi
tepatwaktu
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Kriteria :
4 = Selalu, apabila selalu melakukan pernyataan
3 = Sering, Apabila sering melakukan sesuai pernyataan dan kadang-kadang tidak melakukan
2 = Kadang-kadang, apabila kadang-kadang melakukan dan sering tidak melakukan
1 = Tidak pernah, apabila tidak pernah melakukan.
XIII.SUMBER BELAJAR
1. Bob Foster, Fisika XI, Erlangga. 2006. Jakarta.
2. Purwoko, Fisika 2, Yudhistira. 2009. Jakarta.
3. Abdullah Mikrajudin, Fisika 2A. Esis.Bandung
4. Kanginan Marthen, Fisika Untuk SMA Kelas XI.2007. Erlangga. Jakarta

16. 5. Flash movie termodinamika
TUGAS
SOAL-SOAL ULANGAN HARIAN TERMODINAMIKA
1. Sebuah silinder tertutup suatu gas mengalami proses isobaric sedemikian rupa sehingga
pengisap bergerak tanpa gesekan. Perumusan Hukum I termodinamika yang benar adalah …
A. vpQ ∆=∆ C. UPQ ∆=∆ E. UW ∆−=∆
B. UvpQ ∆+∆=∆ D. vWQ ∆+∆=∆ ln Jawab : B
UVPQUWQ ∆+∆=∆∴∆+∆=∆
2. Suatu sistim gas ideal dapat mengubah semua kalor yang diserap menjadi tambahan energi
dalam jika prosesnya adalah …
A. adiabatic C. isokhorik E. pemampatan
B. isobaric D. isothermal Jawab : C
UQUUWQ
VUVPUWQ
∆=∴∆+=∆+=
=∆∆+∆=∆+=
0
:maka,isokhorik)(0
3. Suatu gas dalam ruang tertutup mempunyai proses isokhorik. Hukum I Termodinamika pada
proses ini dapat dirumuskan sebagai
A. UQ ∆−=∆ C. WQ ∆−=∆ E. VQQ ln+∆=∆
B. UWQ ∆+∆=∆ D. WQ ∆=∆
Jawab : D (Isokhorik adalah gas ideal yang memeiliki tekanan tetap)
4. Usaha yang dilakukan oleh gas ideal yang mengalami proses isokhorik dari tekanan 1P dan
2P adalah …
A. nol B. 21VP C. 22VP D.
22
2121 VV
x
PP ++
E. VPP )( 21 −
Jawab : A
0)0(:makatetapVisokhorik ==∆=>>=→ PVPW
5. Karena mengalami perubahan volume dari V menjadi V2
1
pada tekanan tetap, berarti
A. sistim ini telah melakukan kerja sebesar PV2
1
B. sistim ini telah melakukan kerja sebesar 2PV
C. sistim ini tidak melakukan kerja
D. pada sistim ini telah dilakukan kerja sebesar 2PV
E. Pada sistim ini telah dilakukan kerja sebesar PV2
1

17. Jawab : E
kerja)dilakukan()(
?...V:idealgastetap)isobarik(Pproses
2
1
2
1
2
1
PVVVPVPW
WV
−=−=∆=
=↑= 
6. Sejumlah gas ideal dengan massa tertentu mengalami pemampatan secara adiabatic. Jika W
adalah kerja yang dilakukan oleh sistim (gas) dan T∆ adalah perubahan suhu dari sistim,
berlaku keadaan …
A. 0,0 >∆= TW C. 0,0 =∆> TW E. 0,0 <∆< TW
B. 0,0 <∆= TW D. 0,0 >∆< TW Jawab : D
Gas ideal dimampatkan, maka volume berkurang ( 0<W )Proses adiabatic, kalor yang
dihasilkan sama dengan nol (Q = 0), maka :
0
:maka,0
2
3 >∆↑∆≈∆↑∆=∆
∆−=∆↑=∆+∆=
TTUTNkU
WUUWQ


7. Suatu sistim mengalami proses adiabatic. Pada sistim dilakukan usaha 100 joule. Jika
perubahan energi dalam sistim adalah U∆ dan kalor yang diserap sistim adalah Q, maka :
A. JQ 1000−=∆ C. JQ 10=∆ E. 0=Q
B. JQ 100=∆ D. JQU 100−=∆+∆ Jawab : B
joule100)100(0joule100
0;joule100:adiabatis
=−−=−=∆↑+∆=↑−=
==
WQUWUQW
QW
8. Suatu gas voliumenya 3
5,0 m perlahan-lahan dipanaskan pada tekanan tetap hingga
volumenya menjadi 3
2m . Jika usaha luar gas tersebut joulex 5
103 , mak tekanan gas adalah
… 2
/ mN
A. 5
106x B. 5
102x C. 5
105,1 x D. 4
106x E.. 4
103x
Jawab : B
25
5
12
12
53
2
3
1
Nm102
)5,02(
103
)(
)(
:maka,tetap:isobar?...,joule103;m2;m5,0
−
=
−
=
−
=↑−=
=====
x
x
VV
W
PVVPW
PPxWVV
9. 3
5,1 m gas helium yang bersuhu 27 C0
dipanaskan secara isobaric sampai 87 C0
. Jika
tekanan gas helium 25
/102 mNx , maka gas helium melakukan usaha luar sebesar … kJ
A. 60 B. 120 C. 280 D. 480 E. 660
Jawab : A

18. kJxW
VVPWx
T
T
VV
T
T
V
V
WxP
KCTVKCTmV
60)5,18,1(102
)(:maka,m8,1
300
360
5,1
?...;N/m102
36087?,...;30027;5,1:isobarik
5
12
3
1
2
12
1
2
1
2
25
0
12
0
1
3
1
=−=
−====↑=
==
======
10. Satu mol gas ideal menempati suatu silinder berpengisap tanpa gesekan, mula-mula
mempunyai suhu T. Gas tersebut kemudian dipanaskan pada tekanan konstan sehingga
volumenya menjadi 4 kali lebih besar. Bila R adalah tetapan gas universal, maka besarnya
usaha yang telah dilakukan oleh gas untuk menaik kan volumenya jadi adalah …
A.
4
RT
B. 4lnRT C. RT6 D. RT4 E. RT3
Jawab : E
R = tetapan gas umum----------T = suhu dalam Kelvin
RTnRTPVVVPVVPW
molnVVP
333)4()(
1:4:tetap:isobar
12
2
===−=−=
===
11. Dalam P-V dibawah ini menggambarkan proses satu siklus penuh yang dialami gas ideal
dengan keadaan awal ( 11 ;VP ). Usaha yang telah dilakukan gas dalam satu siklus adalah …
A. 11VP D. )( 122 VVP −
B. 1122 VPVP − E. )(( 122 PPV −
C. ))(( 1212 VVPP −−
Jawab : C
))(( 1212 VVPPW −−=
12. Suatu gas ideal mengalami proses siklus seperti pada gambar pada diagram P-V di atas. Maka
kerja yang dihasilkan pada proses siklus ini adalah …kJ
A. 200 B. 400 C. 600 D. 800 E. 1000
Jawab : B
Usaha atau kerja yang dihasilkan oleh siklus
merupakan luas bangun pada grafik, maka :
kJxW
PVPPLW
400)24(10)13(
))((
5
2413abcd
=−−=
−−==


13. Gas ideal didalam ruang tertutup melakukan proses dari A ke B seperti pada gambar dibawah.
Usaha yang dilakukan gas dari kedudukan A ke B … joule
2P
1P
1V 2V
P
V
a b
cd
2 4
3
1
)10( 5
PaP
)V(m2

19. A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
E. 15
Jawab : B (perhatikan grafik)
JVVPW 210.10.10.2)10.510.15(10.2)( 65665
12 ==−=−= −−−
14. Pada grafik P-V suatu gas dibawah ini. Bila gas ideal melakukan proses ABC, maka usaha
total yang dilakukan gas adalah … J
A. 5 C. 5x104
E. 5x105
B. 5x104
D. 2,5x105
Jawab : E
25
5
/105
)5,25(102)(
0
mNxWabc
xVVPWabc
WWWWWabc
bc
bcbcbcab
=
−=−=
=+=+=
15. Grafik dibawah ini memberi hubungan antara tekanan P terhadap volume (V) sejumlah massa
gas ideal. Dari grafik tersebut , maka usaha yang dilakukan selama proses adalah … joule
A. 1,5 B. 2,0 C. 3,5 D. 4,0 E. 6,5
Jawab : A (perhatikan grafik)
jouleVVPPW 5,1)12)(21())(( 2
1
12212
1
=−+=−+=
16. Jika sebuah mesin karnot mengambil 1000 kkal dan reservoir 627o
C dan mengeluarkan kalor
pada suhu 27o
C, maka kalor yang dikeluarkan pada reservoir 27o
C adalah … kkal
A. 43,1 B. 333,3 C. 600 D. 666,7 E. 956,9
Jawab : B
kkalx
T
T
xQQ
Q
Q
T
T
Q
Q
T
T
x
Q
Q
x
T
T
QkkalQKTKT
3,333
900
300
1000
11%1001%1001
?...:100030027327:900273627
1
2
12
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
2121
===∴
=↑−=−↑





−=





−=
==∴=+==+=
η
17. Sebuah mesin karnot membangkitkan tenaga 2000 joule dari reservoir bertemperatur 1200K
ke reservoir bertemperatur 400K, maka mesin karnot pada saat itu menghabiskan energi
sebesar …J
A. 2500 B. 3000 C. 32000 D. 36000 E. 6000
2.105
155
BA
P(N/m2
)
V(cm3
)
2
1
2,5
P(105
N/m2
)
5
A
B C
V(m3
)
P(N/m2
)
V(m3
)
2
1
2
1

20. Jawab : B
JQ
Q
QQQ
QWQQQWQQ
Q
Q
T
T
Q
Q
QKTKTJW
30002000
3
2
3
1
20002000
3
1
3
1
1200
400
?....:400:1200:2000
1
1
121
212112
1
2
1
2
1
2
121
=∴=↑+=+=
+=↑−=∴=∴==↑=
====
18. Sebuah mesin kalor yang mempunyai efisiensi 40% dapat menyerap kalor 500 joule
persiklus. Bila frekuensi putaran mesin 50 Hz, daya mesin itu … Watt
A. 200 B. 500 C. 1000 D. 2000 E. 10.000
Jawab : A
watt
t
W
PJQQW
JxxxQQx
Q
Q
PJQ
200
1
200
200300500
300500
5
3
500
%100
%40
1
%100
1%1001
?...:%40:500
21
12
1
2
1
===∴=−=−=
==





−=





−=↑





−=
===
η
η
η
19. Dari grafik hubungan P-V pada mesin karnot gambar di bawah ini dapat diketahui bahwa
kalor yang diterima setiap siklus adalah …
A. 3x105
J C. 5x105
J E. 6x106
J
B. 4x105
J D. 6x105
J
Jawab : D (perhatikan grafik)
Q
W
T
T
Q
W
T
T
=−↑=





−=
1
2
1
2
11η
JxxxQ
Q
x
Q
x 55
55
106)102(3
102
3
1102
900
600
1 ==↑=↑=−
20. Sebuah mesin karnot membangkitkan tenaga 2000 joule dari reservoir bertemberatur 1200K
ke reservoir 400K, maka mesin pada saat itu menghabiskan energi sebesar …joule
A. 2500 B. 3000 C. 3200 D. 3600 E. 6000
Jawab : B
J
x
Q
QT
TT
Q
W
QJWKTKT
3000
800
20001200
1200
40012002000
?...;2000;400;1200
1
11
21
1
121
==↑
−
=↑
−
=
====
21. Sebuah mesin karnot memiliki suhu reservoir tinggi 600 K dan suhu reservoir rendah 200 K.
Efisiensi mesin karnot tersebut adalah … %
A. 76,67 B. 66,67 C. 56,67 D, 46,67 E. 40
Jawab : B
a b
cd
Q1
Q2
T2
=6000
K
T1
=9000
K
W=2x105
J
P
V

21. %67,66%100
600
200
1%1001?...:200:600
1
2
21 =





−=





−=∴=== xx
T
T
KTKT ηη
22. UMPTN 1991 Rayon B
Sebuah mesin turbin memakai uap dengan suhu awal 550 C0
dan membuangnya pada suhu
35 C0
. Efisiensi maksimum mesin turbin tersebut adalah …%
A. 33 B. 43 C. 53 D. 63 E. 73
Jawab: D
%6337,01
823
308
1
?...;30827335;823273550 21
=−=−=
==+==+=
η
ηKTKT
23. UMPTN 1990/1991 Rayon A
Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi bersuhu 800K mempunyai
efisiensi maksimum sebesar 40%. Agar efisiensi maksimum naik menjadi 50%, maka suhu
reservoir suhu tinggi dinaikkan menjadi …K
A. 900 B. 960 C. 1000 D. 1180 E. 1600
Jawab : B
?...%;50%;40?....;800 3121 ===== TTKT ηη
KT
T
T
KxTTT
T
T
960
)5,01(
480
1
4806,0800)4,01(800)1(1
3
2
3
1
212
1
2
=
−
=↑−=
==−=↑−=↑−=
η
ηη
24. UMPTN 1994 Rayon B kode 25
Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi 727 C0
mempunyai efisiensi
30%, maka reservoir suhu rendahnya bersuhu … C0
A. 327 B. 373 C. 417 D. 427 E. 509
Jawab : D
CT
KxTTT
T
T
TKT
0
2
212
1
2
21
427273700
7007,01000)3,01(1000)1(
1?...%;30;1000273727
=−=
==↑−=−=
−=↑===+=
η
ηη
25. Suatu mesin karnot mempunyai suhu reservoir tinggi 3730
C dan suhu reservoir rendah 500
C.
Maka efisiensi yang dihasilkan mesin karnot adalah …
A. 50% B. 58% C. 70% D. 85% E. 139%
Jawab : A

22. %50%100
646
323
1%1001
?...:32327350:646273373
1
2
21
=





−=





−=
==+==+=
xx
T
T
KTKT
η
η
Jambi, Maret 2015
Mengetahui
Kepala SMA Guru bidang study
.................................. .....................................