Tusaale matoorka Carnot - matoor kuleyl oo ku habboon (isticmaalka sharciga labaad ee thermodynamics)

16 Tusaalooyin oo ah matoorada Carnot - matoorada kulaylka ee ugu fiican (isticmaalka sharciga labaad ee thermodynamics)

1. Fiiri garaafka P-V ee matoorka Carnot ee dhinaca! Haddii kulaylka la nuugo (Q1 ₎ = 10.000 joules, markaa xaddiga shaqada ee uu sameeyo matoorka Carnot waa…

A. 1.500 J

B. 4.000 J

C. 5.000 J

D. 6.000 J

E. 8.000 J

Dood

Waa la ogyahay in :

Heerkulka hoose (T)₂) = 400 K

Heerkul sare (T)₁) = 800 K

Kuleylka la nuugo (Q ₁ ) = 10.000 Joules

La Doonayo : Shaqada uu soo saaray matoorka Carnot (W)

Jawaab :

Hufnaanta matoorka kulaylka ku habboon (matoorka Carnot):

Shaqada uu qabto matoorka Carnot:

W = e Q ₁

W = (1/2)(10.000) = 5000 Joules

Jawaabta saxda ah waa C.

2. Sawirka dhinaca ka eeg! Besar usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus adalah…

A. 300 J

B. 400 J

C. 500 J

D. 600 J

E. 700 J

Dood

Waa la ogyahay in:

Heerkul hoose (TL ₎ = 400 K

Heerkulka sare (TH ₎ = 600 K

Kuleylka la nuugo (Q ₁ ) = 600 Joules

La Doonayo : Shaqada uu soo saaray matoorka Carnot (W)

Jawaab:

Hufnaanta matoorka kulaylka ku habboon (matoorka Carnot):

Shaqada uu qabto matoorka Carnot:

W = e Q ₁

W = (1/3)(600) = 200 Joules

Jawaabta saxda ah waa E.

3. Perhatikan grafik siklus Carnot ABCDA di bawah ini! Berdasarkan data pada grafik, efisiensi mesin Carnot adalah…

A. 10%

B. 20%

C. 25%

D. 30%

E. 35%

Dood

Waa la ogyahay in :

Heerkul hoose (TL ₎ = 350 K

Heerkulka sare (TH ₎ = 500 K

Su'aal : Waxtarka matoorka Carnot (e)

Jawaab :

Waxtarka matoorka gaariga:

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (500 – 350) / 500

e = 150 / 500

e = 0,3

e = 30/100 = 30%

Jawaabta saxda ah waa D.

4. Pada grafik P-V mesin Carnot berikut diketahui reservoir suhu tinggi 600 K dan suhu rendah 400 K. Jika usaha yang dilakukan oleh mesin adalah W, maka kalor yang dikeluarkan pada suhu rendah adalah…

A. W

B. 2 W

C. 3 W

D. 4 W

E. 6 W

Dood

Waa la ogyahay in :

Heerkul hoose (TL ₎ = 400 K

Heerkulka sare (TH ₎ = 600 K

La weydiiyay : Kalor yang dikeluarkan pada suhu rendah (Q₂)

Jawaab :

Efisiensi mesin Carnot :

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (600 – 400) / 600

e = 200 / 600

e = 1/3

Usaha yang dilakukan oleh mesin Carnot :

W = e Q ₁

Keterangan : W = usaha yang dilakukan mesin, e = efisiensi mesin, Q₁ = kalor yang diserap mesin.

W = (1/3)(Q ₁ )

3W = Q ₁

Kalor yang dikeluarkan pada suhu rendah :

Q₂ =Q₁ - W

Q₂ = 3W – W

Q₂ = 2W

Jawaabta saxda ah waa B.

5. Grafik P-V dari sebuah siklus Carnot terlihat seperti gambar berikut. Jika kalor yang dilepas ke lingkungan 3.000 Joule, maka kalor yang diserap sistem adalah…

A. 3.000 J

B. 4.000 J

C. 4.800 J

D. 6.000 J

E. 8.000 J

Dood

Waa la ogyahay in :

Heerkul hoose (TL ₎ = 500 K

Heerkulka sare (TH ₎ = 800 K

Kalor yang dilepaskan (Q₂) = 3000 Joule

La weydiiyay : Kalor yang diserap sistem (Q₁)

Jawaab :

Efisiensi mesin Carnot :

e = (TH _– TH ₎ / _TH

e = (800 – 500) /8600

e = 300 / 800

e = 3/8

Usaha yang dilakukan oleh mesin Carnot :

W = e Q ₁

W = (3/8)(Q ₁ )

8W/3 = Q₁

Q ₂ = Q ₁ – W

Q₂ = 8W/3 – 3W/3

Q ₂ = 5W/3

3Q₂ = 5W

W = 3Q 2/5 ₌ 3(3000)/5 = 9000/5 = 1800

Kalor yang diserap sistem :

Q ₁ = W + Q ₂ = 1800 + 3000 = 4800 Joules

Jawaabta saxda ah waa C.

6. Sebuah mesin Carnot menerima kalor dari reservoir suhu tinggi 800 K dan mempunyai efisiensi 50%. Agar efisiensi menjadi 80% dengan mempertahankan suhu reservoir rendah tetap, maka suhu tinggi harus diubah menjadi….

A. 1.600 K

B. 2.000 K

C. 2.400 K

D. 4.000 K

E. 6.400 K

Dood

Waa la ogyahay in:

Jika suhu tinggi (T_H) = 800 K , efisiensi (e) = 50% = 0,5

La weydiiyay: Berapa suhu tinggi (T_H) agar efisiensi (e) = 80% = 0,8

Jawaab:

Suhu rendah = 400 Kelvin

Berapa suhu tinggi (T_H) agar efisiensi (e) = 80 % ?

Suhu tinggi = 2.000 Kelvin

Jawaabta saxda ah waa B.

7. Sebuah mesin Carnot bekerja pada reservoir suhu tinggi 600 K mempunyai efisiensi 40%. Supaya efisiensi mesin menjadi 75% dengan suhu reservoir rendah tetap, maka reservoir suhu tinggi harus dinaikkan menjadi….

A. 480 K

B. 840 K

C. 900 K

D. 1028 K

E. 1440 K

Dood

Waa la ogyahay in:

Jika suhu tinggi (T_H) = 600 K , efisiensi (e) = 40% = 0,4

La weydiiyay: Berapa suhu tinggi (T_H) agar efisiensi (e) = 75% = 0,75

Jawaab:

Suhu rendah = 360 Kelvin

Berapa suhu tinggi (T_H) agar efisiensi (e) = 75 % ?

Suhu tinggi = 1440 Kelvin

Jawaabta saxda ah waa E.

8. Sebuah mesin Carnot menerima kalor dari reservoir suhu tinggi 800 K dan mempunyai efisiensi 50%. Agar efisiensi menjadi 80% dengan mempertahankan suhu reservoir rendah tetap, maka suhu tinggi harus diubah menjadi….

A. 1.600 K
B. 2.000 K
C. 2.400 K
D. 4.000 K
E. 6.400 K

Dood
Waa la ogyahay in:
Jika suhu tinggi (TH) = 800 K , efisiensi (e) = 50% = 0,5
Ditanya : Berapa suhu tinggi (TH) agar efisiensi (e) = 80% = 0,8
Jawaab:
Suhu rendah = 400 Kelvin

Berapa suhu tinggi (TH) agar efisiensi (e) = 80 % ?
Suhu tinggi = 2.000 Kelvin
Jawaabta saxda ah waa B.

9. Sebuah mesin Carnot bekerja pada reservoir suhu tinggi 600 K mempunyai efisiensi 40%. Supaya efisiensi mesin menjadi 75% dengan suhu reservoir rendah tetap, maka reservoir suhu tinggi harus dinaikkan menjadi….

A. 480 K
B. 840 K
C. 900 K
D. 1028 K
E. 1440 K

Dood
Waa la ogyahay in:
Jika suhu tinggi (TH) = 600 K , efisiensi (e) = 40% = 0,4
Ditanya : Berapa suhu tinggi (TH) agar efisiensi (e) = 75% = 0,75
Jawaab:
Suhu rendah = 360 Kelvin

Berapa suhu tinggi (TH) agar efisiensi (e) = 75 % ?
Suhu tinggi = 1440 Kelvin
Jawaabta saxda ah waa E.

10. Efisiensi suatu mesin Carnot yang menyerap kalor pada suhu 1200 Kelvin dan membuang kalor pada suhu 300 Kelvin adalah…

Dood
Waa la garanayaa :
Heerkul sare (T)_H) = 1200 K
Heerkulka hoose (T)_L) = 300 K
La weydiiyay : Waxtarka matoorka Carnot (e)
Jawab :
11. Sebuah mesin Carnot bekerja dalam suatu siklus antara 727^oC iyo 127^oC. Mesin tersebut menyerap kalor 6000 Joule pada reservoir suhu tinggi. Efisiensi mesin dan usaha yang dilakukan oleh mesin dalam satu siklus adalah…

Dood
Waa la garanayaa :
Heerkul sare (T)_H= 727^oC + 273 = 1000 K
Heerkulka hoose (T)_L= 127^oC + 273 = 400 K
Kuleylka la nuugo (Q)_H) = 6000 Joule
La weydiiyay : Efisiensi (e) dan usaha (W) yang dilakukan oleh mesin dalam satu siklus
Jawab :
Efisiensi mesin Carnot :
Usaha yang dilakukan oleh mesin Carnot :
W = e Q_H
W = (0,6)(6000)
W = 3600 Joule

12. Suatu mesin Carnot bekerja di antara reservoir suhu tinggi 527^oC iyo kaydka heerkulka hooseeya 127^oC. Mesin Carnot tersebut menyerap kalor 10.000 Joule dari reservoir panas. Banyaknya kalor yang dibuang oleh mesin pada setiap siklus adalah…
Dood
Waa la garanayaa :
Heerkul sare (T)_H= 527^oC + 273 = 800 K
Heerkulka hoose (T)_L= 127^oC + 273 = 400 K
Kuleylka la nuugo (Q)_H) = 10.000 Joule
La weydiiyay : Kalor yang dibuang oleh mesin per siklus
Jawab :
Hufnaanta matoorka kulaylka ku habboon (matoorka Carnot):
Shaqada uu qabto matoorka Carnot:
W = e Q₁
W = (0,5)(10.000)
W = 5000 Joule
Kalor yang dibuang oleh mesin setiap satu siklus (Q_L) = kulaylka la nuugo (Q_H) – usaha yang dilakukan (W)
Q_L =Q_H - W
Q_L = 10.000 - 5000
Q_L = 5000 Joule
Kalor yang dibuang oleh mesin per siklus = 5000 Joule

13.  Tentukan efisiensi dan usaha yang dilakukan mesin Carnot dalam satu siklus berdasarkan grafik di bawah…
Dood

Waa la garanayaa :
Heerkul sare (T)_H) = 800 K
Heerkulka hoose (T)_L) = 300 K
Kuleylka la nuugo (Q)_H) = 1000 Joule
La weydiiyay : Efisiensi (e) dan usaha (W) yang dilakukan mesin Carnot
Jawab :
Efisiensi mesin Carnot :
Usaha yang dilakukan oleh mesin Carnot :
W = e Q_H
W = (0,625)(1000)
W = 625 Joule

14. Perhatikan grafik siklus Carnot ABCDA di bawah ini!
Berdasarkan data pada grafik, efisiensi mesin Carnot adalah…

A. 10%
B. 20%
C. 25%
D. 30%
E. 35%

Dood
Waa la garanayaa :
Suuye rendah (T_L) = 350 K
Heerkul sare (T)_H) = 500 K
La weydiiyay : Waxtarka matoorka Carnot (e)
Jawab :

Waxtarka matoorka gaariga:
e = (T)_H - T_L) / T_H
e = (500 – 350) / 500
e = 150 / 500
e = 0,3
e = 30/100 = 30%
Jawaabta saxda ah waa D.

15. Pada grafik P-V mesin Carnot berikut diketahui reservoir suhu tinggi 600 K dan suhu rendah 400 K. Jika ganacsi yang dilakukan oleh mesin adalah W, maka kalor yang dikeluarkan pada suhu rendah adalah…

A. W
B. 2 W
C. 3 W
D. 4 W
E. 6 W

Dood
Waa la garanayaa :
Heerkulka hoose (T)_L) = 400 K
Heerkul sare (T)_H) = 600 K
La weydiiyay : Kalor yang dikeluarkan pada suhu rendah (Q₂)
Jawab :
Efisiensi mesin Carnot :
e = (T)_H - T_L) / T_H
e = (600 – 400) / 600
e = 200 / 600
e = 1/3
Usaha yang dilakukan oleh mesin Carnot :
W = e Q₁
Keterangan : W = usaha yang dilakukan mesin, e = efisiensi mesin, Q₁ = kalor yang diserap mesin.
W = (1/3)(Q)₁)
3W = Q₁
Kalor yang dikeluarkan pada suhu rendah :
Q₂ =Q₁ - W
Q₂ = 3W– W
Q₂ = 2W
Jawaabta saxda ah waa B.

16. Grafik P-V dari sebuah siklus Carnot terlihat seperti gambar berikut. Jika kulayl yang dilepas ke lingkungan 3.000 Joule, maka kalor yang diserap sistem adalah…
A. 3.000 J
B. 4.000 J
C. 4.800 J
D. 6.000 J
E. 8.000 J
Dood
Waa la garanayaa :
Heerkulka hoose (T)_L) = 500 K
Heerkul sare (T)_H) = 800 K
Kalor yang dilepaskan (Q₂) = 3000 Joule
La weydiiyay : Kalor yang diserap sistem (Q₁)
Jawab :
Efisiensi mesin Carnot :
e = (T)_H - T_L) / T_H
e = (800 – 500) /8600
e = 300 / 800
e = 3/8
Usaha yang dilakukan oleh mesin Carnot :
W = e Q₁
W = (3/8)(Q)₁)
8W/3 = Q₁
 
Q₂ =Q₁ - W
Q₂ = 8W/3 – 3W/3
Q₂ = 5W/3
3Q₂ = 5W
W = 3Q₂/5 = 3(3000)/5 = 9000/5 = 1800
Kalor yang diserap sistem :
Q₁ = W + Q₂ = 1800 + 3000 = 4800 Joule
Jawaabta saxda ah waa C.

Isha Su'aasha:

Su'aalaha Imtixaanka Qaranka ee Fiisigiska ee Dugsiga Sare/Dugsiga Sare ee Xirfadda