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

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.

 

close

Daftar untuk dapat ebook fisika

We don’t spam! Read our privacy policy for more info.