Termodinamika (Efisiensi mesin Carnot dan mesin kalor) – Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA/MA 2013

1. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 55 No.19

Perhatikan grafik siklus Carnot ABCDA di bawah ini!
Berdasarkan data pada grafik, efisiensi mesin Carnot adalah…
Termodinamika (Efisiensi mesin Carnot dan mesin kalor) - Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA MA 2013 - 1

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

Pembahasan
Diketahui :
Suhu rendah (TL) = 350 K
Suhu tinggi (TH) = 500 K
Ditanya : Efisiensi mesin Carnot (e)
Jawab :

Efisiensi mesin Carnot :
e = (TH – TL) / TH
e = (500 – 350) / 500
e = 150 / 500
e = 0,3
e = 30/100 = 30 %
Jawaban yang benar adalah D.

2. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 60 No.19

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…
Termodinamika (Efisiensi mesin Carnot dan mesin kalor) - Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA MA 2013 - 2

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

Pembahasan
Diketahui :
Suhu rendah (TL) = 400 K
Suhu tinggi (TH) = 600 K
Ditanya : Kalor yang dikeluarkan pada suhu rendah (Q2)
Jawab :
Efisiensi mesin Carnot :
e = (TH – TL) / TH
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)(Q1)
3W = Q1
Kalor yang dikeluarkan pada suhu rendah :
Q2 = Q1 – W
Q2 = 3W– W
Q2 = 2W
Jawaban yang benar adalah B.

3. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 67 No.19
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…
Termodinamika (Efisiensi mesin Carnot dan mesin kalor) - Pembahasan soal dan jawaban UN Fisika SMA MA 2013 - 3A. 3.000 J
B. 4.000 J
C. 4.800 J
D. 6.000 J
E. 8.000 J
Pembahasan
Diketahui :
Suhu rendah (TL) = 500 K
Suhu tinggi (TH) = 800 K
Kalor yang dilepaskan (Q2) = 3000 Joule
Ditanya : Kalor yang diserap sistem (Q1)
Jawab :
Efisiensi mesin Carnot :
e = (TH – TL) / TH
e = (800 – 500) /8600
e = 300 / 800
e = 3/8
Usaha yang dilakukan oleh mesin Carnot :
W = e Q1
W = (3/8)(Q1)
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
Jawaban yang benar adalah C.

(Jumlah halaman : 56)

Materi Pembahasan Soal :

  1. Pengukuran
  2. Vektor
  3. Gerak Lurus
  4. Gerak Melingkar Beraturan
  5. Hukum Newton
  6. Dinamika Rotasi
  7. Usaha dan Energi
  8. Elastisitas
  9. Momentum, Impuls dan Tumbukan
  10. Fluida Dinamis
  11. Suhu, Kalor dan Perpindahan Kalor
  12. Termodinamika
  13. Gelombang Mekanik
  14. Alat Optik
  15. Gelombang Cahaya
  16. Gelombang Bunyi
  17. Listrik Statis
  18. Listrik Dinamis
  19. Gaya Magnet
  20. Induksi Elektromagnetik
  21. Listrik Arus Bolak Balik
  22. Efek fotolistrik
  23. Relativitas Khusus
  24. Fisika Inti
Anda perlu masuk untuk melihat isi sepenuhnya. Silahkan . Bukan Member? Bergabung

Penulis, Netpreneur, Guru. Dari Lembata/Flores Timur, Nusa Tenggara Timur.