Prediksi 1 TKA Fisika Soal Nomor 9: Perubahan Tekanan terhadap Suhu

Soal Interaktif — Perubahan Tekanan terhadap Suhu

Simulasi laboratorium & soal bergaya pembelajaran deliberate practice (Bahasa Indonesia).

Pemanasan global telah menjadi fenomena nyata yang berdampak besar terhadap lingkungan. Suhu rata-rata permukaan bumi meningkat dari 13,9°C pada 1960 menjadi 15,4°C pada 2024. Peningkatan ini berkorelasi kuat dengan melonjaknya kadar karbon dioksida (CO₂) dari 316 ppm menjadi 420 ppm dalam kurun waktu yang sama.

Meningkatnya suhu atmosfer menyebabkan molekul-molekul gas di udara bergerak lebih cepat sehingga memicu perubahan tekanan dan volume di berbagai lapisan atmosfer. Fenomena ini memperkuat penguapan, memperbesar badai tropis, dan berdampak pada kestabilan cuaca global. Perubahan tekanan ditunjukkan pada grafik di samping.

Untuk meneliti lebih lanjut, ilmuwan melakukan simulasi laboratorium menggunakan sebuah wadah tertutup berisi gas ideal. Wadah ini memiliki volume tetap sebesar 2,36 liter dan diisi oleh 0,1 mol gas. Percobaan dilakukan untuk mengamati hubungan antara suhu dan tekanan gas, dengan menggunakan konstanta gas ideal 0,0821 L·atm/(mol·K). Simulasi ini bertujuan merepresentasikan kondisi atmosfer bumi yang terus memanas akibat pemanasan global dan respons gas-gas penyusun atmosfer terhadap perubahan suhu dalam sistem tertutup.

Grafik: Grafik Perubahan Tekanan terhadap Suhu. Titik-titik yang ditunjukkan pada grafik: 0°C → 1,00 atm, 25°C → 1,09 atm, 50°C → 1,18 atm, 75°C → 1,30 atm, 100°C → 1,40 atm.

Grafik Perubahan Tekanan terhadap Suhu

Simulasi: hitung tekanan pada suhu tertentu

Menggunakan P = nRT / V dengan n = 0.1 mol, V = 2.36 L, R = 0.0821

Suhu

Tekanan

— atm

Soal (nomor 9)

Berdasarkan informasi di atas, jika suhu dinaikkan dari 0°C menjadi 100°C, berapakah perubahan tekanan gas yang diprediksi berdasarkan hukum gas ideal dan apa implikasinya terhadap kestabilan atmosfer dalam konteks pemanasan global?

A. Tekanan naik 1,00 atm. Hal ini berarti gas menyerap energi lebih banyak dari yang dilepaskan.

B. Tekanan tetap konstan. Hal ini menunjukkan bahwa suhu tidak memengaruhi tekanan dalam sistem gas ideal.

C. Tekanan naik sebesar 0,09 atm setiap suhu naik 25 K. Hal ini menunjukkan bahwa gas ideal bersifat konstan pada suhu berapa pun.

D. Tekanan turun sebesar 0,18 atm. Hal ini menunjukkan bahwa peningkatan suhu justru menurunkan energi kinetik partikel gas.

E. Tekanan naik sebesar 0,35 atm. Artinya, kenaikan suhu menyebabkan molekul bergerak lebih cepat dan menekan dinding lebih kuat, memicu ketidakstabilan cuaca.

Pembahasan (langkah demi langkah — deliberate practice):

1) Rumus yang digunakan

Untuk sistem tertutup dan n, V konstan, gunakan P = n R T / V atau perbandingan P1 / T1 = P2 / T2.

2) Konversi suhu ke Kelvin

T₁ = 0°C = 273.15 K; T₂ = 100°C = 373.15 K.

3) Perhitungan (metode perbandingan sederhana)

Jika pada 0°C tekanan dinyatakan 1,00 atm (sebagai baseline pada grafik), maka:

P2 = P1 * (T2 / T1) = 1.00 * (373.15 / 273.15) ≈ 1.366 atm
ΔP = P2 − P1 ≈ 1.366 − 1.00 = 0.366 atm ≈ 0.37 atm

Jika menghitung dengan konstanta yang diberikan (n=0.1, V=2.36 L, R=0.0821), hasil numerik relatif konsisten: perubahan ≈ 0.35 — 0.37 atm (pembulatan bisa sedikit berbeda).

4) Implikasi fisika & atmosfer

Kenaikan suhu membuat molekul gas bergerak lebih cepat → tumbukan lebih sering/lebih kuat ke dinding wadah (atau lapisan atmosfer) → tekanan bertambah. Dalam konteks atmosfer, ini berarti perubahan tekanan/volume yang dapat mengganggu aliran udara, memperbesar penguapan, dan memicu ketidakstabilan cuaca (badai, pola presipitasi berubah).

Latihan bertahap

Latihan 1 — Konversi

Ubah 25°C ke Kelvin. (klik Check)

Latihan 2 — Proporsi tekanan

Jika P pada 0°C = 1.00 atm, berapakah P pada 50°C menurut P ∝ T?

Latihan 3 — Interpretasi

Jelaskan singkat (1 kalimat) mengapa tekanan bertambah jika suhu naik (tekan tombol Hint jika perlu).

Kode ini menghitung tekanan dengan P = n R T / V dan juga menampilkan titik data eksperimen sebagaimana tercantum pada grafik sumber.