Perhatikangambar di samping besar usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus adalah

1. Soal UN 2008/2009 P12 No.18

Perhatikan grafik P – V mesin Carnot di samping! Jika kalor yang diserap [Q1] = 10.000 joule maka besar usaha yang dilakukan mesin Carnot adalah…

B. 4.000 J

C. 5.000 J

D. 6.000 J

E. 8.000 J

Pembahasan

Diketahui :

Suhu rendah [T2] = 400 K

Suhu tinggi [T1] = 800 K

Kalor yang diserap [Q1] = 10.000 Joule

Ditanya : Usaha yang dihasilkan mesin Carnot [W]

Jawab :

Efisiensi mesin kalor ideal [mesin Carnot] :

Usaha yang dilakukan oleh mesin Carnot :

W = e Q1

W = [1/2][10.000] = 5000 Joule

Jawaban yang benar adalah C.

2. Soal UN 2010/2011 P25

Perhatikan gambar di samping! Besar usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus adalah…

B. 400 J

C. 500 J

D. 600 J

E. 700 J

Pembahasan

Diketahui :

Suhu rendah [TL] = 400 K

Suhu tinggi [TH] = 600 K

Kalor yang diserap [Q1] = 600 Joule

Ditanya : Usaha yang dihasilkan mesin Carnot [W]

Jawab :

Efisiensi mesin kalor ideal [mesin Carnot] :

Usaha yang dilakukan oleh mesin Carnot :

W = e Q1

W = [1/3][600] = 200 Joule

Jawaban yang benar adalah E.

3. 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…

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.

4. 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…

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.

5. 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…

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.

6. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.19

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

Pembahasan

Diketahui :

Jika suhu tinggi [TH] = 800 K , efisiensi [e] = 50% = 0,5

Ditanya : Berapa suhu tinggi [TH] agar efisiensi [e] = 80% = 0,8

Jawab :

Suhu rendah = 400 Kelvin

Berapa suhu tinggi [TH] agar efisiensi [e] = 80 % ?

Suhu tinggi = 2.000 Kelvin

Jawaban yang benar adalah B.

7. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.19

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

Pembahasan

Diketahui :

Jika suhu tinggi [TH] = 600 K , efisiensi [e] = 40% = 0,4

Ditanya : Berapa suhu tinggi [TH] agar efisiensi [e] = 75% = 0,75

Jawab :

Suhu rendah = 360 Kelvin

Berapa suhu tinggi [TH] agar efisiensi [e] = 75 % ?

Suhu tinggi = 1440 Kelvin

Jawaban yang benar adalah E.

Video yang berhubungan