Pembahasan Soal SBMPTN Mesin Carnot Suhu dan kalor

Posted by on 28 October 2015 - 7:16 PM

  1. Mesin carnot dioperasikan antara 2 reservoir kalor masing-masing suhunya T1 dan T2, dengan T2 > T1. Efisiensi mesin tersebut 40% dan besarnya T1 = 27 oC. Supaya efisiensinya naik menjadi 60%, maka besarnya perubahan T2 adalah ....
    1. 250 K
    2. 300 K
    3. 350 K
    4. 400 K
    5. 500 K

    Pembahasan :
    Dik : T1 = 27 oC = 300 K; η = 40%, η' = 60%

    Berdasarkan teori termodinamika, efisiensi mesin Carnot dapat dihitung dengan rumus berikut :
    η = W = Q1 - Q2 = Tt - Tr
    Q1 Q1 Tt

    Dengan :
    η = efisiensi mesin carnot
    Q1 = kalor yang diserap
    Q2 = kalor yang dilepas
    W = usaha
    Tt = suhu resevoir tinggi
    Tr = suhu reservoir rendah 

    Keadaan Pertama 
    ⇒ η = Tt - Tr  = T2 - T1
    Tt T2
    ⇒ 40% = T2 - 300
    T2
    ⇒ 0,4 = T2 - 300
    T2
    ⇒ 0,4 T2 = T2 - 300
    ⇒ -0,6 T2 = -300
    ⇒ T2 = 500 K

    Keadaan Kedua
    Efisiensi dinaikkan menjadi 60%
    ⇒ η' = Tt - Tr  = T2 - T1
    Tt T2
    ⇒ 60% = T2 - 300
    T2
    ⇒ 0,6 = T2 - 300
    T2
    ⇒ 0,6 T2 = T2 - 300
    ⇒ -0,4 T2 = -300
    ⇒ T2 = 750 K

    Besar perubahan T2 adalah :
    ⇒ ΔT2 = 750 - 500
    ⇒ ΔT2 = 250 K
    Jawaban : A
  1. Suatu mesin carnot menerima 2000 J dari reservoir panas dan melepaskan 1750 J pada reservoir dingin. Dengan demikian, efisiensi mesin itu adalah .....
    A. 6,25%D. 25%
    B. 10%E. 87,5%
    C. 12,5%

    Pembahasan :
    Dik :  Q1 = 2000 J, Q2 = 1750 J.

    Efisiensi mesin Carnot :
    ⇒ η = Q1 - Q2
    Q2
    ⇒ η = 2000 - 1750
    2000
    ⇒ η = 250
    2000
    ⇒ η = 0,125
    ⇒ η = 12,5 %
    Jawaban : C
  1. Suatu pesawat pendingin Carnot mempunyai koefisien kinerja 6,5. Jika reservoir yang tinggi sama dengan 27 oC, maka reservoir yang bersuhu rendah adalah ....
    A. -5 oC D. -12 oC
    B. -8 oC E. -13 oC
    C. -10 oC

    Pembahasan :
    Dik : Tt = 27 oC = 300 K; Kp = 6,5

    Berdasarkan teori termodinamika, koefisien kinerja atau koefisien performa mesin pendingin dapat dihitung dengan rumus :
    Kp = Q2 = Q2 = Tr
    W Q1 - Q2 Tt - Tr

    Dengan :
    Kp = koefisien performa
    Q1 = kalor yang diberikan pada tempertaur tinggi
    Q2 = kalor yang diserap pada temperatur tinggi
    W = usaha
    Tt = suhu resevoir tinggi
    Tr = suhu reservoir rendah 

    Berdasarkan rumus tersebut :
    ⇒ Kp = Tr
    Tt - Tr
    ⇒ 6,5 = Tr
    300 - Tr
    ⇒ 6,5(300 - Tr) = Tr
    ⇒ 1950 - 6,5Tr = Tr
    ⇒ 1950 = 7,5Tr
    ⇒ Tr = 260 K
    ⇒ Tr = -13 oC .
    Jawaban : E


Edutafsi.com adalah blog bahan belajar sekolah yang ditujukan untuk membantu murid belajar. Dukung edutafsi untuk terus berkembang dengan like laman facebook edutafsi dan follow IG Tafsi Junior. Terimakasih telah berkunjung ke blog ini. Semoga bermanfaat.

Advertisements

0 comments :

Post a Comment