Mesin kalor, mesin Carnot – contoh soal UN

1. Perhatikan grafik P-V mesin Carnot di bawah. Jika W = 5000 Joule maka jumlah kalor yang dilepas oleh mesin setiap siklus adalah …
A. 2.315 Joule
B. 3.475 Joule
C. 3.750 Joule
D. 5.000 Joule
E. 5.600 Joule

Mesin kalor - 1Pembahasan :
Diketahui :
W = 5000 Joule
TH = 780 K
TL = 320 K
Ditanya :
Q2 ?
Jawab :
Efisiensi mesin Carnot :
e = 1 – (TL/TH) = 1 – (320/780) = 1 – 0,41 = 0,59
Hanya 59 % kalor yang digunakan untuk melakukan Usaha. Gunakan data ini untuk menghitung kalor yang diserap oleh mesin Carnot (Q1).
(0,59)(Q1) = 5000 Joule
Q1 = 5000 Joule/0,59 = 8475 Joule
Jumlah kalor yang diserap oleh mesin adalah 8475 Joule.
Jumlah kalor yang dilepas oleh mesin tiap siklus :
W = Q1 – Q2
5000 Joule = 8475 Joule – Q2
Q2 = 8475 Joule – 5000 Joule
Q2 = 3475 Joule
Jawaban yang benar adalah B.

2. Perhatikan diagram P-V mesin Carnot di bawah!. Jika kalor yang diserap (Q1) = 8000 Joule maka usaha yang dilakukan mesin Carnot adalah…
A. 1640 J
B. 4720 J
C. 5640 J
D. 6270 J
E. 8840 J

Mesin kalor - 2Pembahasan :
Diketahui :
Q1 = 8000 J
TH = 820 K
TL = 380 K
Ditanya :
W ?
Jawab :
Efisiensi mesin Carnot :
e = 1 – (TL/TH) = 1 – (380/820) = 1 – 0,46 = 0,54
Hanya 54 % kalor yang digunakan untuk melakukan usaha. Gunakan data ini untuk menghitung usaha yang dilakukan mesin Carnot (W).
(0,59)(8000) = 4720 Joule
Usaha yang dilakukan oleh mesin Carnot adalah 4720 Joule.
Jawaban yang benar adalah B.

3. Sebuah mesin Carnot bekerja di antara reservoir panas 520 oC dan reservoir dingin 110 oC. Jika mesin tersebut menyerap kalor 3000 Joule dari reservoir panas, maka jumlah kalor yang dibuang dari mesin adalah …
A. 450 joule
B. 800 joule
C. 1000 juole
D. 1200 joule
E. 1440 joule
Pembahasan :
Diketahui :
TH = 520 + 273 = 793 K
TL = 110 + 273 = 383 K
Q1 = 3000 J
Ditanya :
Q2 = … ?
Jawab :
Efisiensi mesin Carnot :
e = 1 – (383/793) = 1 – 0,48 = 0,52
Gunakan data ini untuk menghitung usaha yang dilakukan oleh mesin (W)
(0,52)(3000) = 1560 Joule
Usaha yang dilakukan oleh mesin adalah 1560 Joule.
Jumlah kalor yang dibuang oleh mesin :
Q2 = 3000 Joule – 1560 Joule
Q2 = 1440 Joule
Kalor yang dibuang oleh mesin adalah 1440 Joule.

Anda perlu masuk untuk melihat isi sepenuhnya. Silahkan . Bukan Member? Bergabung