usahayang dilakukan gas adalah . 9. Sebuah mesin bekerja dalam suatu siklus mesin Carnot seperti gambar di samping! Jika kalor yang terbuang 2000 joule, besar usaha yang dihasilkan mesin adalah . a. 800 joule b. 8 000 joule c. 12 000 joule d. 20 000 joule e. 80 000 joule 10. Besarusaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus adalah SD SMP. SMA Dengan demikian, besar usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus adalah 500 J. Jadi, jawaban yang tepat adalah E. 11rb+ 4.8 (29 rating) EP. Evrilia Puspa Dewi. Pembahasan lengkap banget. Pertanyaan serupa. Secaramatematis, Hukum Pertama Termodinamika dituliskan sebagai berikut. Q = ΔU + W (9-9) dengan: Q = kalor yang diterima atau dilepaskan oleh sistem, ΔU= U2 — U1 = perubahan energi dalam sistem, dan W = usaha yang dilakukan sistem. Perjanjian tanda yang berlaku untuk Persamaan (9-9) tersebut adalah sebagai berikut. 1. Jikakalor yang diserap (Q 1) =10.000 joule maka besar usaha yang dilakukan mesin Carnot adalah A. 1.500 J B. 4.000 J C. 5.000 J D. 6.000 J E. 8.000 J (4) UN Fisika 2010 P04 No. 17 Diagram P−V dari gas helium yang mengalami proses termodinamika ditunjukkan seperti gambar berikut! Usaha yang dilakukan gas helium pada proses ABC sebesar Kaji2: Satu mol gas ideal menempati suatu selinder berpenghisap tanpa gesekan, mula-mula mempunyai suhu T. Gas tersebut kemudian dipanaskan pada tekanan konstan sehingga volumenya 4 kali lebih besar. Bila R adalah tetapan gas universal, tentukanlah usaha yang dilakukan oleh gas untuk menaikan volumenya (nyatakan dalam R dan T)! Jawab: SISTEMUSAHA AGRIBISNIS IKAN PATIN SEKOLAH PASCASARJANA MAGISTER SAINS AGRIBISNIS FAKULTAS EKONOMI DAN MANAJEMEN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2013. Andreas Simanjuntak. Download Download PDF. Full PDF Package Download Full PDF Package. This Paper. A short summary of this paper. Mesinini berdasarkan suatu proses siklik sederhana termodi- namika. Gagasan Carnot ini dikenal sebagai siklus Carnot. aliran arus pada sistem ini dapat ditunjukkan seperti Gam- bar 8.12. Usaha total yang dihasilkan mesin dalam satu siklus adalah W = W 1 + W 2 + W 3 + W 4 W = Q 1 - Q 2 Keterangan: Q 1 = kalor yang diserap Padagrafik PV mesin Carnot di bawah ini, W = 6.000 joule. Banyak kalor yang dilepas oleh mesin tiap siklus adalah A. 2.250 joule B. 3.000 joule C. 3.750 joule D. 6.000 joule E. 9.600 joule 09. EBTANAS -98 28 Dari grafik hubungan P-V pada mesin Carnot di gambar samping dapat diketahui bahwa kalor yang diserap mesin setiap siklus adalah Besarefisiensi tiap siklus adalah . 629. 5.0. Jawaban terverifikasi. Perhatikan gambar di bawah ini! Besar usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus adalah 11rb+ 4.8. Jawaban terverifikasi. Jikakalor yang diserap reservoir suhu tinggi adalah 1200 joule, tentukan : a) Efisiensi mesin Carnot b) Usaha mesin Carnot c) Perbandingan kalor yang dibuang di suhu rendah dengan usaha yang dilakukan mesin Carnot d) Jenis proses ab, bc, cd dan da Pembahasan a) Efisiensi mesin Carnot Data : Tt = 227 o C = 500 K Tr = 27 o C = 300 K η = ( 1 − Suatupercobaan di laboratorium fisika seperti gambar di atas yang bertujuan untuk menentukan koefisien gesek statik sebuah benda terhadap bidang miring, dilakukan sebagai berikut. Benda yang massanya m, diletakkan di atas bidang yang masih pada posisi horizontal, lalu bidang sedikit demi sedikit dimiringkan sampai benda pada posisi saat akan Programaudit selalu meliputi prosedur audit dan dapat juga mencakup ukuran sampel, item yang dipilih, dan penetapan waktu pengujian. (Arens et al. 2008 : 253). Secara sederhana, program audit yang ada pada KAP adalah rencana kerja yang akan dilakukan auditor ketika melakukan proses audit terhadap perusahaan klien. Usahayang dilakukan mesin dalam satu siklus adalah . a. 300 J. b. 400 J. c. 500 J. d. 600 J. e. 700 J. Kunci Jawaban : W = 500 joule. Jawab: c. C. Hukum Termodinamika 2. 1. Watt adalah seorang ilmuwan dan insinyur besar yang berasal dari Britania. Ia menciptakan mesin uap pertama, yang menjadi kekuatan utama terjadinya Revolusi Industri Perbandinganantara besar usaha yang dilakukan sistem (W) terhadap energi kalor yang diserapnya (Q1) disebut sebagai efisiensi mesin. Persamaan matematis efisiensi mesin ini dituliskan dengan persamaan : η = (W/Q1) x 100 %. dengan η = efisiensi mesin. Oleh karena usaha dalam suatu siklus termodinamika dinyatakan dengan. 3 perhatikan gambar di bawah! besar usaha mesin yang dilakukan satu siklus adalah 4. Sebuah mesin carnot menerima kalor dari reservoir suhu tinggi 1000ºK mempunyai efisiensi 40% agar efisiensi menjadi 60% dengan mempertahankan suhu reservoir rendah tetap, maka suhu reservoir tinggi harus dirubah menjadi DdCPY9. Home / Fisika / Soal IPA Suatu gas ideal mengalami proses siklus seperti grafik P-V berikut! Tentukan a. usaha gas dari A ke B b. usaha gas dari B ke C c. usaha gas dari C ke A d. usaha netto gas dalam satu siklus Pembahasan Diketahui PA = PB = 3 x 105 Pa PC = 1 x 105 Pa VA = 2 liter VB = VC = 6 liter Ditanya a. Proses AB adalah proses isobarik, usahanya adalah b. Proses BC adalah proses isokhori, Usahanya WBC = 0 c. Proses CA adalah isotermal. Oleh karena d. Usaha neto gas dalam satu siklus A-B-C-A Wsiklus = WAB + WBC + WCA - Jangan lupa komentar & sarannya Email Soal 1 Sejumlah gas didinginkan sehingga volumenya berkurang dari 4,0 L menjadi 2,5 L pada tekanan konstan 105 Hitung usaha luar yang dilakukan oleh gas. Solusi usaha luar pada proses tekanan konstan isobarik dihitung dengan persamaan W = p V = p V2 – V1, maka W = 105 Pa 2,5 L – 4,0 L = – 1,5 x 102 J = – 150 J Usaha negatif menunjukkan bahwa volume gas berkurang. Soal 2 Diagram di bawah ini menunjukkan suatu perubahan keadaan gas. Hitung usaha yang dilakukan dalam tiap bagian siklus a dari a ke b, b dari b ke c, c dari a ke c melalui b, d dari a ke c langsung, e bandingkan hasil c dan d kemudian nyatakan kesimpulan anda, f usaha dari a kembali lagi ke a melalui bc, g luas siklus abca, h bandingkan hasil f dan g kemudian nyatakan kesimpulan anda! ac = 10 – 4 m3 = 6 m3 bc = 180 – 100 kPa = 80 kPa aa’ = 100 kPa a Usaha dari proses a ke b, Wab, Wab = + luas abc’a’ bertanda positif karena Vb > Va = Luas abca + luas persegi panjang acc’a’a = ac x bc/2 + ac x aa’ = 6 x 8 x 104/2 + 6 x 1 x 105 = 8,4 x 105 J b Usaha dari proses b ke c, Wbc, Wbc = 0 sebab volume tetap c Usaha dari a ke c melalui b, Wabc, Wabc = Wab + Wbc = 8,4 X 105 J d Usaha dari proses a ke c langsung, Wac, Wac = luas persegi panjang acc’a’a = 6,0 x 105 J e Keadaan proses abc dan proses ac sama, yaitu keadaan awal a dan keadaan akhir c. Usaha yang dilakukan gas ternyata tidak sama. Dapatlah kita simpulkan bahwa usaha yang dilakukan gasuntuk suatu perubahan keadaan bergantung pada lintasan yang ditempuh dalam perubahan keadaan tersebut. Walaupun kedudukan awal dan akhir gas sama, tetapi lintasan yang ditempuh berbeda maka, usaha yang dilakukan gas adalah berbeda. Karena usaha bergantung pada lintasan yang ditempuh, maka dikatakan bahwa usaha bukanlah fungsi keadaan. f Usaha dari a ke a melalui bc, Wabca, Wabca = Wab + Wbc + Wca = 8,4 x 105 J + 0 + - 6,0 x 105 J = 2,4 x 105 J g Luas siklus abcd = luas segitiga = ac x bc/2 = 6 x 8 x 105 J = 2,4 x 105 J h Hasil dari f sama dengan g, dapatlah kita mengambil suatu kesimpulan bahwa, usaha siklus = luas siklus usaha yang dilakukan gas mulai dari suatu keadaan awal kembali lagi ke keadaan awal tersebut sama dengan luas siklus Soal 3 Dua mol gas ideal pada awalnya bersuhu 270 C, volume V1 dan tekanan p1 = 6,0 atm. Gas mengembang secara isotermik ke volume V2 dan tekanan p2 = 3,0 atm. Hitung usaha luas yang dilakukan gas! Solusi Kita hitung dahulu ratio V2/V1 dengan menggunakan persamaan gas ideal untuk proses isotermik, yaitu pV = C atau p1V1 = p2V2, maka V2/V1 = 2,0 Selanjutnya usaha yang dilakukan gas dalam proses isotermik yaitu W = nRT ln V2/V1 = 2,0 mol8,3 J/molK300 K ln 2,0 = 11,5 J Soal 4 Dua mol gas helium γ = 5/3 suhu awalnya 270C dan menempati volume 20 L. Gas mula-mula memuai pada tekanan konstan sampai volumenya menjadi dua kali. Kemudian gas mengalami suatu perubahan adiabatik sampai suhunya kembali ke nilai awalnya. R = 8,3 J/molK. a Buatlah sketsa proses yang dialami gas pada diagram p-V, b berapa volume dan tekanan akhir gas, dan c berapa usaha yang dilakukan gas? Solusi a Misalkan keadaan awal gas A. Mula-mula gas mengalami perubahan pada tekanan tetap isobarik dari keadaan A ke keadaan B. Proses A à B digambarkan pada diagram p-V sebagai garis mendatar sepanjang sumbu V. Kemudian garis mengalami perubahan adiabatik dari B ke C. Proses adiabati B à C digambarkan pada diagram p-V sebagai garis melengkung. Sketsa proses dari A à Bà C pada diagram p-V adalah sebagai berikut. b Keadaan awal gas titik A, suhu awal TA = 27 + 273 = 300 K, volume VA = 20 L = 20 x 10-3 m3, jumlah mol n = 2 mol. Tekanan pada A, pA, dihitung dengan persamaan gas ideal, pV = nRT pA = nRT/VA = 2 x 8,3 x 300/0,02 = 2,5 x 105 Pa perubahan dari A ke B melalui proses isobarik tekanan konstan, sehingga pB = pA = 2,5 x 105 Pa, dan volume menjadi dua kali, VB = 2VA, VB = 2 20 L = 40 x 10-3 m3. Suhu gas di B dihitung dengan persamaan V/T = C, VB/TB = VA/TA à TB = VB/VATA = 2TA = 600 K Perubahan dari B ke C melalui proses adiabatik, dengan suhu TC = 300 K. Volume akhir, VC, dihitung dengan persamaan TCVCγ – 1 = TBVBγ – 1 VC/VBγ – 1 = TB/TA = 600/300 = 2 VC/VB = 2 1/γ – 1 VC/VB = 2 1/5/3 – 1 = 23/2 VC/VB = 2√2 VC = 2√2 VB = 80√2 x 10-3 m3 Tekanan akhir , pC dihitung dengan persamaan umum gas ideal untuk jumlah mol tetap, pV/T = C atau pCVC/TC = pBVB/TB pC = pBVBTC/VCTB = 2,5 x 105 1/2√2300/600 = 5√2/16 x 105 Pa c Dari A ke B adalah proses isobarik, sehingga WAB = pVB – VA = 2,5 x 105 40 x 10-3 – 20 x 10-3 = 5,0 x 103 J Dari B ke C adalah proses adiabatik, sehingga WAB dihitung dengan persamaan WBC = 1/γ – 1 [pBVB – pCVC] = 3/2[2,5 X 10540 x 10-3 – 5√2/16 x 10580 x 10-3] WAB = 7,5 x 103 J Usaha total dari A à B à C, WABC, adalah WABC = WAB + WBC = 5,0 x 103 + 7,5 x 103 = 12,5 x 103 J = 12,5 kJPage 2 1. Diagram P−V dari gas helium yang mengalami proses termodinamika ditunjukkan seperti gambar berikut! usaha yang dilakukan gas helium pada proses ABC sebesar.... Pembahasan WAC = WAB + WBC WAC = 0 + 2 x 1053,5 − 1,5 = 4 x 105 = 400 Kj 2. Perhatikan gambar berikut ini! Jika kalor yang diserap reservoir suhu tinggi adalah 1200 joule, tentukan a Efisiensi mesin Carnot b Usaha mesin Carnot c Perbandingan kalor yang dibuang di suhu rendah dengan usaha yang dilakukan mesin Carnot d Jenis proses ab, bc, cd dan da Pembahasan a Efisiensi mesin Carnot Data Tt = 227oC = 500 K Tr = 27oC = 300 K η = 1 − Tr/Tt x 100% η = 1 − 300/500 x 100% = 40% b Usaha mesin Carnot η = W/Q1 4/10 = W/1200 W = 480 joule c Perbandingan kalor yang dibuang di suhu rendah dengan usaha yang dilakukan mesin Carnot Q2 = Q1 − W = 1200 − 480 = 720 joule Q2 W = 720 480 = 9 6 = 3 2 d Jenis proses ab, bc, cd dan da ab → pemuaian isotermis volume gas bertambah, suhu gas tetap bc → pemuaian adiabatis volume gas bertambah, suhu gas turun cd → pemampatan isotermal volume gas berkurang, suhu gas tetap da → pemampatan adiabatis volume gas berkurang, suhu gas naik 3. Suatu gas ideal mengalami proses siklus seperti pada gambar P − V di atas. Kerja yang dihasilkan pada proses siklus ini adalah....kilojoule. Pembahasan W = Usaha kerja = Luas kurva siklus = Luas bidang abcda W = ab x bc W = 2 x 2 x 105 = 400 kilojoule 4. Diagram PV di bawah ini menunjukkan siklus pada suatu gas. Tentukan usaha total yang dilakukan oleh gas! Jawaban Usaha W = luas daerah di bawah grafik PV W = {3-1 x 105 } x 5-3 = 4 x 105 J 5. Suatu gas dalam wadah silinder tertutup mengalami proses seperti pada gambar di bawah ini. Tentukan usaha yang dilakukan oleh gas pada a. proses AB b. Proses BC c. proses CA d. Keseluruhan proses ABCA Jawaban a. Usaha dari A ke B sama dengan luas ABDE dan bertanda positif karena arah proses ke kanan VB > VA . WAB = luas ABDE = AB x BD = 100-25 L x 300 kPa = 75 x 10-3 m3 300 x 103 Pa = J b. Usaha dari B ke C sama dengan negatif luas BCED karena arah proses ke kiri VC < VB . WBC = - luas BCDE = - ½ CE + BD ED = - ½ 100+300 kPa x 100-25 L = - ½ 400 x 103 Pa 75 x 10-3 m3 = -15 000 J = -15 kJ c. Usaha dari CA sama dengan nol karena CA dengan sumbu V tidak membentuk bidang luasnya = 0. d. Usaha keseluruhan proses ABCA sama dengan usaha proses AB + usaha proses BC + usaha CA WABCA = 22 500 – 15 000 + 0 = 7500 J 6. Sebuah sistem termodinamika mengalami siklus A-B-C-A seperti gambar diagram p – V di bawah ini. Lengkapilah tabel dibawah ini dengan mengisi tanda + plus – minus atau nol yang sesuai dengan kuantitas termodinamika yang diasosiasikan untuk setiap proses. Q W S A→B + + + B→C + 0 + C→A - - 0 A→B isobarik W=PT Q= T U=Q-W B→C isokhorik W=PV=0 W=0 Q= U=Q C→A Isotermal U=0 Q=W=nRT 7. Suatu gas ideal mengalami proses siklus seperti gambar di bawah ini Kerja yang dihasilkan pada siklus tersebut adalah..... Penyelesaian W = P × V W = 2. 105 x 2 = 4 x 105 = 400 kJ 8. Suatu mesin carnot bekerja di antara suhu 600 K dan 300 K dan menerima masukkan kalor 1000 joule diperlihatkan pada gambar berikut ini.Usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus adalah... 9. Perhatikan grafik P-V di sebelah, mesin memiliki efisiensi 57%, maka banyaknya panas yang dijadikan usaha adalah… 10. Perhatikan grafik P – V mesin Carnot di bawah! Jika kalor yang diserap Q1 = joule maka besar usaha yang dilakukan mesin Carnot adalah ... Penyelesaian Gunakan cara sama seperti no .8, kita peroleh W = 5000 joule 11. Diagram P−V dari gas helium yang mengalami proses termodinamika ditunjukkan seperti gambar berikut! Usaha yang dilakukan gas helium pada proses ABC sebesar.... Penyelesaian Proses AB tidak memberikan usaha karena ΔV= 0, jadi usaha hanya diberikan oleh proses BC W = P × V W = 4 x 105 = 400 kJ 12. Proses pemanasan suatu gas ideal digambarkan seperti grafik P−V berikut ini! Besar usaha yang dilakukan gas pada siklus ABC adalah.... Sama dengan proses AB saja yang menimbulkan usaha , sebaliknya proses BC , W= o V = 3 cm3 = 3 × 10-6 m3 W = P × V W = × W = 6 joule 13. Perhatikan gambar berikut! Suatu gas mengalami proses A-B-C. Usaha yang dilakukan gas pada proses tersebut adalah.... W = P × V = 4 × 2 = 8 joule 14. Perhatikan Gambar ! Jika kalor yang diserap reservoir suhu tinggi adalah 1200 joule, tentukan a Efisiensi mesin Carnot b Usaha mesin Carnot c Perbandingan kalor yang dibuang di suhu rendah dengan usaha yang dilakukan mesin Carnot d Jenis proses ab, bc, cd dan da Pembahasan a. Efisiensi mesin Carnot Data Tt = 227oC = 500 K Tr = 27oC = 300 K η = 1 − Tr/Tt x 100% η = 1 − 300/500 x 100% = 40% b. Usaha mesin Carnot η = W/Q1 4/10 = W/1200 W = 480 joule c. Perbandingan kalor yang dibuang di suhu rendah dengan usaha yang dilakukan mesin Carnot Q2 = Q1 − W = 1200 − 480 = 720 joule Q2 W = 720 480 = 9 6 = 3 2 d. Jenis proses ab, bc, cd dan da ab → pemuaian isotermis volume gas bertambah, suhu gas tetap bc → pemuaian adiabatis volume gas bertambah, suhu gas turun cd → pemampatan isotermal volume gas berkurang, suhu gas tetap da → pemampatan adiabatis volume gas berkurang, suhu gas naik 15. Perhatikan Gambar ! Suatu gas ideal mengalami proses siklus seperti pada gambar P − V di atas. Kerja yang dihasilkan pada proses siklus ini adalah....kilojoule. Pembahasan W = Usaha kerja = Luas kurva siklus = Luas bidang abcda W = ab x bc W = 2 x 2 x 105 = 400 kilojoule 16. Perhatikan grafik P – V untuk mesin Carnot seperti gambar di bawah ini! Jika mesin mengambil panas J, banyaknya panas yang diubah menjadi usaha adalah .... Pembahasan W = Q1 1 – T2/T1 = 1000 1 – 600/1000 = 1000 400/100 = 400 joule 17. Perhatikan Gambar ! Besar usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus adalah .... J Pembahasan W = Q1 1 – T2/T1 = 1000 1 – 450/900 = 1000 450/900 = 500 joule 18. Sebuah mesin Carnot memiliki spesifikasi seperti gambar di samping. Usaha yang dihasilkan mesin Carnot adalah .... satuan suhu adalah kelvin Pembahasan Q1/W = 500/200 W= 200/500 × Q1 Jadi, nilai usahanya adalah 2/5 dari Q1 19. Diagram PV di bawah ini menunjukkan siklus pada suatu gas. Tentukan usaha total yang dilakukan oleh gas! Jawaban Usaha W = luas daerah di bawah grafik PV W = {3-1 x 105 } x 5-3 = 4 x 105 J 20. Perhatikan gambar berikut! Suatu gas mengalami proses A-B-C. Usaha yang dilakukan gas pada proses tersebut adalah.... W = P × V = 4 × 2 = 8 joule 21. Suatu gas ideal mengalami proses siklus seperti gravik p – V berikut Tentukanlah usaha gas dari A ke B! Diketahui pA = pB = 3 × 105 pa, pC = 1 × 105 pa, VA = 2 L, dan VB = VC = 6 L Proses A ke B adalah proses isobaric, Usaha dari A ke B dapat dihitung dengan persamaan WAB = pVB – VA WAB = 3 × 105 6 – 2 x 10-3 = joule 22. Sebuah mesin carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi bersuhu 800 K memiliki efisiensi 400% agar efisiensi maksimumnya naik menjadi 50%, tentukan kenaikan suhu yang harus dilakuka pada reservoir suhu tinggi? Dik T1 = 800 K, η1 = 40 %, η2 = 50% Cara Umum Efisiensi mesin semula , η1 = 40 % η1 = 1 – T2/ T1 → 40% = 1 - T2/800 → T2/800 = 0,6 → T2 = 480 K Agar efisiensi menjadi η2 = 50% untuk T2 = 480 K η2 = 1 – T2/ T1 → 50% = 1 - 480/ T1 → 480/ T1 = 0,5 → T1 = 960 K 23. Perhatikan gambar! Berapa Perbandingan usaha W proses I dan proses II? Diketahui Proses I P = 15 N/m2, V1 = 15 m3, V2 = 35 m3 Proses II P = 10 N/m2, V1 = 5 m3, V2 = 45 m3 Ditanya Perbandingan usaha W proses I dan proses II ? Jawab W1 = P V2 – V1 = 15 35 - 15 = 15 20 = 300 joule W2= P V2 – V1 = 10 45 - 5 = 10 40 = 400 joule Perbandingan W1 dan W2 = 300 400 = 3 4 24. perhatikan gambar berikut ini, dan tentukan Usaha W pada proses ABC ! Diketahui P1 = 2 x 105 N/m2 P2 = 1 x 105 N/m2 V1 = 5 m3 V2 = 15 m3 Ditanya Usaha W pada proses ABC ? Jawab Usaha dilakukan hanya ketika volume gas bertambah. Pada proses AB, volume gas tetap sehingga tidak ada usaha yang dilakukan oleh gas helium. Pada proses BC, volume gas bertambah karenanya ada usaha yang dilakukan oleh gas helium. W = P2 V2 – V1 = 105 15 - 5 = 105 10 = 106 25. Tunjukan proses yang menunjukan pengurangan volme gas pada gambar! Pembahasan Jika gas melakukan usaha maka volume gas bertambah. Sebaliknya jika gas memperoleh usaha dari luar maka volume gas berkurang. Proses pada grafik di atas yang menunjukan volume gas berkurang adalah proses CD. Page 2 Besar usaha W dan efisiensi mesin Carnot η dipengaruhi oleh nilai kalor Q dan suhu T yang terlibat dalam sebuah sistem. Di mana besar usaha yang dilakukan mesin Carnot sama dengan banyak kalor yang diserap. Sementara efisiensi mesin Carnot adalah perbandingan antara besar usaha yang dilakukan sistem terhadap energi kalor yang diserapnya. Satuan usaha mesin Carnot dinyatakan dalam Joule J dan efisiensi mesin Carnot dinnyatakan dalam persen. Mesin Carnot disebut juga mesin kalor adalah alat yang berfungsi mengubah energi panas menjadi energi mekanik. Konsep mengenai kerja mesin Carnot diperkenalkan oleh Sadi Carnot yang pemanfaatannya terdapat di berbagai kerja mesin seperti pada lokomotif uap. Bahasan mesin Carnot termasuk dalam termodinamika yaitu cabang ilmu Fisika yang mempelajari hubungan antara panas/kalor dan usaha yang dilakukan oleh kalor tersebut. Pokok bahasan dalam mesin Carnot adalah bagaimana suatu mesin kalor dapat menghasilkan efisiensi tertinggi. Kerja mesin Carnot sesuai siklus Carnot yang terdiri dari empat tahapan proses termodinamika yaitu pemuaian isotermal, pemuaian adiabatik, pemampatan isotermal, dan pemampatan adibatik. Proses isotermal adalah suatu proses perubahan keadaan gas pada suhu tetap. Sedangkan proses adiabatik adalah suatu proses perubahan keadaan gas di mana tidak ada kalor Q yang masuk atau keluar dari sistem. Diketahui bahwa kalor yang masuk atau keluar mesin Carnot sebanding dengan suhu mutlaknya. Dengan demikian dapat diperoleh persamaan antara nilai kalor dan suhunya dengan hubungan sebanding yaitu Q2/Q2= T2/T1. Baca Juga Penerapan Asas Black untuk Memecahkan Masalah Kalor Bagaimana cara menghitung besar usaha W yang dilakukan mesin Carnot? Bagaimana cara mengetahui besar efisiensi mesin Carnot? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah. Table of Contents Rumus Usaha Mesin Carnot Rumus Efisiensi Mesin Carnot Contoh Soal dan Pembahasan Contoh 1 – Kalor yang Dilepas Mesin Carnot Contoh 2 – Besar Usaha Mesin Carnot Contoh 3 – Efisiensi Mesin Carnot Proses yang terjadi dalam siklus Carnot adalah sistem menerima kalor Q1 dari reservoir bersuhu tinggi T1 dan melepas kalor Q2 ke reservoir bersuhu rendah T2. Pada siklus Carnot, proses selalu kembali ke keadaan semula sehingga ΔU = 0. Besar usaha yang dilakukan mesin Carnot sama dengan luas daerah di dalam siklus suatu sistem. Sehingga besar usaha W yang dilakukan mesin Carnot sesuai dengan persamaan berikut. Contoh S0alSuatu mesin Carnot bekerja di antara suhu 600oK dan 300oK serta menerima kalor sebesar joule. Berapakah besar usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus? PenyelesaianBerdasarkan keterangan yang diberikan pada soal dapat diperoleh beberapa informasi seperti berikut. Kalor yang diterima Q1 = JRentang suhu kerja mesin T1 = 600oK dan T2 = 300oK Sebelum menghitung besar usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus, perlu mengetahui besar kalor yang dilepas terlebih dahulu. Menghitung kalor yang dilepas sistem pada mesin Carnot Q2 Menghitung besar usaha yang dilakukan mesinW = Q1 – Q2W = J – 500 J = 500 J Jadi, besar usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus adalah 500 J. Baca Juga Cara Menghitung Suhu Akhir Campuran Rumus Efisiensi Mesin Carnot Sebuah mesin mengubah energi kalor Q dengan besar usaha W yaitu banyak kalor yang diserap atau diubah ke bentuk energi lain. Efisiensi mesin secara umum adalah perbandingan usaha yang dilakukan oleh mesin dengan energi yang dibutuhkan. Efisiensi mesin Carnot merupakan efisiensi yang paling tinggi sehingga diketahui sebagai efisiensi yang paling besar. Perbandingan antara besar usaha yang dilakukan sistem W terhadap energi kalor yang diserapnya Q1 disebut sebagai efisiensi mesin Carnot. Efisiensi mesin Carnot secara matematik dapat dinyatakan melalui tiga persamaan berikut. Dalam prakteknya, mesin ideal hanya ada di dalam teori karena tidak ada mesin yang mempunyai efisien melebihi efisiensi mesin kalor Carnot. Kondisi ini terjadi karena semua mesin mendapat pengaruh faktor lain seperti hambatan udara/angin atau gesekan. Contoh SoalSebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi bersuhu 800 oK dan memiliki efisiensi 40%. Berapakah suhu pada reservoir bersuhu rendah? DiketahuiEfisiensi mesin Carnot η = 40%Suhu pada reservoir bersuhu tinggi T1 = 800 oK Cara menghitung suhu pada reservoir bersuhu rendah T2 Contoh Soal dan Pembahasan Sobat idschool dapat mengukur keberhasilan memahami bahasan materi di atas dengan cara mengerjakan beberapa contoh soal di bawah. Beberapa contoh soal di bawah dapat sobat idschool gunakan untuk mengukur kemampuan sobat idschool. Setiap contoh soal dilengkapi dengan pembahasan bagaimana penggunaan rumus usaha dan efisiensi mesin Carnot. Selamat berlatih! Contoh 1 – Kalor yang Dilepas Mesin Carnot Sebuah mesin carnot menyerap kalor sebesar kJ yang bekerja pada reservoir bersuhu 300oK dan 200oK. Besar kalor yang terbuang oleh mesin adalah ….A. kJB. 750 kJC. 6662/3 kJD. 3331/3 kJE. 1002/3 kJ PembahasanBerdasarkan keterangan yang diberikan pada soal dapat diperoleh informasi – informasi seperti berikut. Kalor yang diserap mesin Q1 = kJSuhu awal T1 = 300 oKSuhu akhir T2 = 200 oK Menghitung besar kalor yang terbuang oleh mesin Q2 Jadi, besar kalor yang terbuang oleh mesin adalah 6662/3 C Contoh 2 – Besar Usaha Mesin Carnot Jika kalor yang diserap mesin sebesar J maka besar usaha yang dilakukan mesin Carnot sesuai grafik P – V di atas adalah ….A. JB. JC. JD. JE. J PembahasanBerdasarkan keterangan yang diberikan pada soal dapat diperoleh informasi – informasi seperti berikut. Suhu reservoir tinggi T1 = 800oKSuhu reservoir rendah T2 = 400oKKalor yang diserap mesin Q1 = J Menghitung besar kalor pada reservoir suhu rendah Q2 Menghitung besar usaha yang dilakukan mesin CarnotW = Q1 – Q2W = kJ – kJW = kJ Jadi, besar usaha yang dilakukan mesin Carnot adalah kJJawaban C Contoh 3 – Efisiensi Mesin Carnot Sebuah mesin kalor ideal menyerap kalor dari reservoir suhu tinggi untuk melakukan usaha dan sisanya dibuang ke reservoir rendah. Jika kalor yang dibuang 3 kali usaha yang dihasilkan maka efisiensi mesin adalah ….A. 20%B. 25%C. 33%D. 67% PembahasanBerdasarkan keterangan yang diberikan pada soal dapat diperoleh informasi seperti berikut. Kalor yang dibuang 3 kali usaha Q2 = 3W Menghitung besar kalor yang masuk mesin Q1W = Q1 – Q2W = Q1 – 3WQ1 = W + 3WQ1 = 4W Menghitung persentase efisiensi mesin Carnot Jadi, jika kalor yang dibuang 3 kali usaha yang dihasilkan maka efisiensi mesin Carnot adalah 25%Jawaban B Demikianlah tadi ulasan cara menghitung besar usaha dan efisiensi mesin Carnot. Terima kasih sudah mengunjungi idschooldotnet, semoga bermanfaat. Baca Juga Rekomendasi Buku UTBK – SBMPTN Kelas 11 SMAHukum TermodinamikaHukum II TermodinamikaPerhatikan gambar berikut ini. Besar usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus adalah ....Hukum II TermodinamikaHukum TermodinamikaTermodinamikaFisikaRekomendasi video solusi lainnya0131Mesin Carnot bekerja pada suhu tinggi 600 K untuk menghas...0209Mesin carnot bekerja pada suhu tinggi 600 K. untuk mengha...0134Grafik P-V dari sebuah siklus Carnot terlihat seperti gam...0502Suatu mesin kalor Carnot dengan efisiensi 60% dioperasika...Teks videoHello friend di sini ada soal dimana ditanyakan mengenai besar usaha yang dilakukan oleh mesin dalam satu siklus di mana pada grafik ini yaitu grafik antara p yang merupakan tekanan dan juga yang merupakan volume dapat dinyatakan bahwa yang diketahui yang pertama adalah G1 atau kalor yang diserap besarnya adalah 1000 joule, kemudian T1 yaitu suhu reservoir panas besarnya adalah 900 K dan t2 yang merupakan suhu reservoir dingin besarnya adalah 450 K dan tanyakan adalah W atau usahanya. Di mana pertama kita tentukan dulu kalor yang dilepas pada mesin ini dimana dapat digunakan perbandingan bawah Q1 Q2 = mct1 per m2 di mana karena berdasarkan konsep kalor Kalor itu dapat dirumuskan sebagai massa dikali kalor jenis dikali suhunya singgah disini karena m&c ini Ma maka dapat di coret kemudian diperoleh 1 / 2 = t 1/2 kemudian kita masukkan nilainya 1000 per 2 = 900 per 450 kemudian diperoleh bahwa 2 = 500 Joule Kemudian pada mesin carnot kalor yang diserap itu besarnya sama dengan kalor yang dilepas ditambah usaha yang dilakukan oleh mesin sehingga usaha itu dapat dinyatakan kalor yang diserap dikurangi kalor yang dilepas sehingga diperoleh bahwa W = 1000 dikurangi 500 sehingga diperoleh usahanya itu besarnya adalah 500 Joule sehingga pilihan jawaban yang tepat adalah pilihan jawaban yang sampai ketemu di Pertanyaan selanjutnyaSukses nggak pernah instan. Latihan topik lain, yuk!12 SMAPeluang WajibKekongruenan dan KesebangunanStatistika InferensiaDimensi TigaStatistika WajibLimit Fungsi TrigonometriTurunan Fungsi Trigonometri11 SMABarisanLimit FungsiTurunanIntegralPersamaan Lingkaran dan Irisan Dua LingkaranIntegral TentuIntegral ParsialInduksi MatematikaProgram LinearMatriksTransformasiFungsi TrigonometriPersamaan TrigonometriIrisan KerucutPolinomial10 SMAFungsiTrigonometriSkalar dan vektor serta operasi aljabar vektorLogika MatematikaPersamaan Dan Pertidaksamaan Linear Satu Variabel WajibPertidaksamaan Rasional Dan Irasional Satu VariabelSistem Persamaan Linear Tiga VariabelSistem Pertidaksamaan Dua VariabelSistem Persamaan Linier Dua VariabelSistem Pertidaksamaan Linier Dua VariabelGrafik, Persamaan, Dan Pertidaksamaan Eksponen Dan Logaritma9 SMPTransformasi GeometriKesebangunan dan KongruensiBangun Ruang Sisi LengkungBilangan Berpangkat Dan Bentuk AkarPersamaan KuadratFungsi Kuadrat8 SMPTeorema PhytagorasLingkaranGaris Singgung LingkaranBangun Ruang Sisi DatarPeluangPola Bilangan Dan Barisan BilanganKoordinat CartesiusRelasi Dan FungsiPersamaan Garis LurusSistem Persamaan Linear Dua Variabel Spldv7 SMPPerbandinganAritmetika Sosial Aplikasi AljabarSudut dan Garis SejajarSegi EmpatSegitigaStatistikaBilangan Bulat Dan PecahanHimpunanOperasi Dan Faktorisasi Bentuk AljabarPersamaan Dan Pertidaksamaan Linear Satu Variabel6 SDBangun RuangStatistika 6Sistem KoordinatBilangan BulatLingkaran5 SDBangun RuangPengumpulan dan Penyajian DataOperasi Bilangan PecahanKecepatan Dan DebitSkalaPerpangkatan Dan Akar4 SDAproksimasi / PembulatanBangun DatarStatistikaPengukuran SudutBilangan RomawiPecahanKPK Dan FPB12 SMATeori Relativitas KhususKonsep dan Fenomena KuantumTeknologi DigitalInti AtomSumber-Sumber EnergiRangkaian Arus SearahListrik Statis ElektrostatikaMedan MagnetInduksi ElektromagnetikRangkaian Arus Bolak BalikRadiasi Elektromagnetik11 SMAHukum TermodinamikaCiri-Ciri Gelombang MekanikGelombang Berjalan dan Gelombang StasionerGelombang BunyiGelombang CahayaAlat-Alat OptikGejala Pemanasan GlobalAlternatif SolusiKeseimbangan Dan Dinamika RotasiElastisitas Dan Hukum HookeFluida StatikFluida DinamikSuhu, Kalor Dan Perpindahan KalorTeori Kinetik Gas10 SMAHukum NewtonHukum Newton Tentang GravitasiUsaha Kerja Dan EnergiMomentum dan ImpulsGetaran HarmonisHakikat Fisika Dan Prosedur IlmiahPengukuranVektorGerak LurusGerak ParabolaGerak Melingkar9 SMPKelistrikan, Kemagnetan dan Pemanfaatannya dalam Produk TeknologiProduk TeknologiSifat BahanKelistrikan Dan Teknologi Listrik Di Lingkungan8 SMPTekananCahayaGetaran dan GelombangGerak Dan GayaPesawat Sederhana7 SMPTata SuryaObjek Ilmu Pengetahuan Alam Dan PengamatannyaZat Dan KarakteristiknyaSuhu Dan KalorEnergiFisika Geografi12 SMAStruktur, Tata Nama, Sifat, Isomer, Identifikasi, dan Kegunaan SenyawaBenzena dan TurunannyaStruktur, Tata Nama, Sifat, Penggunaan, dan Penggolongan MakromolekulSifat Koligatif LarutanReaksi Redoks Dan Sel ElektrokimiaKimia Unsur11 SMAAsam dan BasaKesetimbangan Ion dan pH Larutan GaramLarutan PenyanggaTitrasiKesetimbangan Larutan KspSistem KoloidKimia TerapanSenyawa HidrokarbonMinyak BumiTermokimiaLaju ReaksiKesetimbangan Kimia Dan Pergeseran Kesetimbangan10 SMALarutan Elektrolit dan Larutan Non-ElektrolitReaksi Reduksi dan Oksidasi serta Tata Nama SenyawaHukum-Hukum Dasar Kimia dan StoikiometriMetode Ilmiah, Hakikat Ilmu Kimia, Keselamatan dan Keamanan Kimia di Laboratorium, serta Peran Kimia dalam KehidupanStruktur Atom Dan Tabel PeriodikIkatan Kimia, Bentuk Molekul, Dan Interaksi Antarmolekul Postingan ini membahas contoh soal mesin Carnot / siklus Carnot dan pembahasannya atau penyelesaiannya. Mesin Carnot merupakan model mesin ideal yang dapat meningkatkan efisiensi melalui suatu siklus yang dikenal dengan siklus Carnot. Rumus yang berlaku pada mesin Carnot sebagai berikutE = WQ1 x 100 % E = 1 – Q2Q1 x 100 % E = 1 – T2T1 x 100 %KeteranganE = Efisiensi mesin CarnotW = usahaQ1 = kalor masuk / kalor yang diserap mesinQ2 = kalor keluar / kalor yang dilepas mesinT2 = suhu rendah KT1 = suhu tinggi KContoh soal 1 UN 2013Perhatikan grafik siklus Carnot ABCDA dibawah Carnot contoh soal 1Berdasarkan data grafik diatas, efisiensi mesin Carnot adalah…A. 10% B. 20% C. 25% D. 30% E. 35%Pembahasan / penyelesaian soalE = 1 – T2T1 x 100 % E = 1 – 350 K500 K x 100 % E = 500500 – 350500 x 100 % E = 150500 x 100% = 30%Soal ini jawabannya soal 2 UN 2013Pada grafik P-V mesin Carnot berikut diketahui reservoir suhu tinggi 600 K dan suhu rendah 400 P-V mesin CarnotJika usaha yang dilakukan mesin W, maka kalor yang dikeluarkan pada suhu rendah adalah…A. W B. 2 W C. 3 W D. 4 W E. 6 WPembahasan / penyelesaian soalE = 1 – T2T1 E = 600600 – 400600 = 200600 = 13 E = WQ1 Q1 = WQ1 = W1/3 = 3W W = Q1 – Q2 Q2 = Q1 – W = 3W – W = 2WSoal ini jawabannya soal 3 UN 2013Pada grafik P-V mesin Carnot dibawah ini diketahui usaha yang dilakukan 7200 mesin Carnot nomor 3Besar kalor yang dilepas sistem adalah…A. J B. J C. J D. J E. JPembahasan / penyelesaian soalE = 1 – T2T1 E = 900900 – 300900 = 600900 = 23 E = WQ1 Q1 = WQ1 = 7200 J2/3 = J W = Q1 – Q2 Q2 = Q1 – W = J – J = JSoal ini jawabannya soal 4Sebuah mesin menyerap panas sebesar J dari suatu reservoir suhu tinggi dan membuangnya sebesar J pada reservoir suhu rendah. Efisiensi mesin itu adalah…A. 80% B. 75% C. 60% D. 50% E. 40%Pembahasan / penyelesaian soalE = 1 – Q2Q1 x 100 % E = 1 – J2000 J x 100 % E = – x 100 % = 35 x 100% = 60%Soal ini jawabannya soal 5Perhatikan grafik P-V dibawah P-V mesin Carnot nomor 5Jika kalor yang diserap Q1 = joule maka besar usaha yang dilakukan mesin Carnot adalah…A. J B. JC. J D. J E. JPembahasan / penyelesaian soalE = 1 – 400 K800 K = 0,5 E = WQ1 W = W. Q1 = J x 0,5 = JSoal ini jawabannya soal 6 UN 2014Sebuah 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 KPembahasan / penyelesaian soalE = 1 – T2T1 x 100 % 40% = 1 – T2600 K x 100 % 1 – T2600 K = 40%100% = 0,4 T2600 K = 1 – 0,4 = 0,6 T2 = 0,6 . 600 K = 360 kita hitung suhu T1 ketika efisiensi dinaikkan menjadi 75% = 0,75 dengan cara dibawah iniE = 1 – T2T1 0,75 = 1 – 360 KT1 360 KT1 = 1 – 0,75 = 0,25 T1 = 360 K0,25 = KSoal ini jawabannya soal 7Sebuah mesin Carnot dengan reservoir suhu tinggi 800 K memiliki efisiensi 20%. Agar efisiensinya meningkat menjadi 36% dengan reservoir suhu rendah tetap, maka suhu pada reservoir suhu tinggi diubah menjadi…A. 527°C B. 727°C C. 840°C D. 1000 °C E. °CPembahasan / penyelesaian soalE = 1 – T2T1 0,2 = 1 – T2800 K T2800 K = 1 – 0,2 = 0,8 T2 = 0,8 x 800 K = 640 K Selanjutnya kita hitung suhu tinggi ketika efisiensi = 36% = 0,36 0,36 = 1 – 640 KT1 640 KT1 = 1 – 0,36 = 0,64 T1 = 640 K0,64 = 1000 K = 1273 °CSoal ini jawabannya latihan mesin CarnotSoal 1 – Sebuah mesin Carnot dengan reservoir suhu tinggi 600 K memiliki efisiensi 20%. Agar efisiensinya meningkat menjadi 52%, maka suhu pada reservoir tinggi diubah menjadi…A. 720 K B. 840 K C. 920 K D. 1000 K E. 1200 KSoal 2 – Suatu mesin Carnot mempunyai reservoir suhu tinggi 373°C dan reservoir suhu rendah 50°C. Efisiensi mesin yang dihasilkan mesin tiap siklus adalah…A. 50% B. 58% C. 70% D. 85% E. 137%Soal 3 – Suatu mesin Carnot menggunakan reservoir suhu tinggi 900 K mempunyai efisiensi 60%. Suhu reservoir rendah adalah…A. 700 K B. 400 K C. 387°C D. 360°C E. 187°CSoal 4 – Sebuah mesin bekerja dalam suatu mesin Carnot seperti gambar dibawah CarnotJika kalor yang terbuang 2000 J, besar usaha yang dihasilkan mesin adalah…A. 800 J B. 8000 J C. J D. J E. JSoal 5 – Perhatikan siklus CarnotSebuah mesin kalor bekerja dalam suatu siklus Carnot dari suhu tinggi ke suhu rendah. Jika mesin menyerap kalor Q1 dari suhu tinggi dan membuang kalor Q2, maka usaha yang dihasilkan dalam satu siklus adalah…A. 0,6 kkal B. 1,4 kkal C. 22 kkal D. 58 kkal E. 80 kkal

besar usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus adalah