Roboguru

Mesin Carnot bekerja antara suhu 87oC sampai 327oC. Mesin itu digunakan untuk menggerakkan sebuah generator yang tegangan keluarannya 220 V. Jika setiap 5 sekon mesin memerlukan kalor 6.600 J, hitung kuat arus maksimum keluaran generator.

Pertanyaan

Mesin Carnot bekerja antara suhu 87oC sampai 327oC. Mesin itu digunakan untuk menggerakkan sebuah generator yang tegangan keluarannya 220 V. Jika setiap 5 sekon mesin memerlukan kalor 6.600 J, hitung kuat arus maksimum keluaran generator.  

Pembahasan Soal:

Diketahui:

T2=87oC+273=360KT1=327oC+273=600KV=220Vt=5sQ1=6600J   

Ditanya: I ?

Penyelesaian:

Dalam kehidupan nyata, efisiensi mesin kalor selalu di bawah 100%. Contoh mesin kalor adalah mesin uap, mesin diesel, dan motor bakar. Besar usaha atau kerja yang dilakukan mesin Carnot adalah W=Q1(1T1T2).
Sehingga

W=6600(1600360)W=2640joule 

Selanjutnya mencari arus maksimum keluaran generator dengan cara

W=VIt2640=220×I×52640=1100II=2,4A 

Sehingga kuat arus maksimum keluaran generator sebesar 2,4 A. 

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

I. Nuruzzaman

Mahasiswa/Alumni UIN Sunan Kalijaga

Terakhir diupdate 12 September 2021

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

Pertanyaan yang serupa

Reservoir suatu mesin Carnot masing-masing 600 K dan 300 K. Jika mesin tersebut melakukan kerja 800 Joule. Hitunglah panas yang diserap mesin !

Pembahasan Soal:

Diketahui :

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell T subscript 1 end cell equals cell 600 space straight K end cell row cell T subscript 2 end cell equals cell 300 space straight K end cell row W equals cell 800 space straight J end cell end table end style 

Ditanya : begin mathsize 14px style Q subscript 1 end style ?

Jawab :

Panas yang diserap mesin dapat dicari dengan menggunakan rumus efisiensi pada mesin carnot.

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell W over Q subscript 1 end cell equals cell 1 minus T subscript 2 over T subscript 1 end cell row cell 800 over Q subscript 1 end cell equals cell 1 minus 300 over 600 end cell row cell 800 over Q subscript 1 end cell equals cell 0 comma 5 end cell row cell Q subscript 1 end cell equals cell fraction numerator 800 over denominator 0 comma 5 end fraction end cell row cell Q subscript 1 end cell equals cell 1600 space straight J end cell end table end style 

Jadi, panas yang diserap mesin sebesar 1.600 J.

0

Roboguru

Mesin Carnot mempunyai bekerja pada suhu tinggi 800 K dan pada suhu rendah 600 K, jika kalor yang diserap oleh mesin Carnot itu 1000 J tiap detik, maka kerja yang dilakukan mesin dalam 2 menit adalah ...

Pembahasan Soal:

Diketahui : 

T1 = 800 K

T2 = 600 K

Q1 = 1000 J

t = 1 s

Ditanya : W dalam t = 2 menit

Penyelesaian :

Soal di atas dapat diselesaikan menggunakan persamaan efisiensi mesin Carnot. Efisiensi dapat dihitung menggunakan perbandingan usaha (W) dan kalor yang diserap (Q1) yang dituliskan dalam persamaan berikut.

η=Q1W×100% 

Selain persamaan di atas, efisiensi mesin Carnot juga dapat dihitung dengan meninjau suhu reservoir tinggi (T1) dan 

suhu reservoir rendah (T2).

η=(1T1T2)×100% 

Gunakan dua persamaan di atas untuk menyelesaikan soal.

Q1W×100%1000W1000W1000WW======(1T1T2)×100%18006001434141000250J 

Hitung usaha yang dilakukan mesin Carnot dalam 2 menit.

W==26025030000J 

Dengan demikian, kerja yang dilakukan mesin dalam 2 menit adalah 30.000 J. 

Jadi, jawaban yang tepat adalah A.

0

Roboguru

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

Pembahasan Soal:

Diketahui : 

T1 = 600 K

T2 = 400 K

W

Ditanya : Q2

Penyelesaian :

Soal di atas dapat diselesaikan menggunakan persamaan efisiensi mesin Carnot. Efisiensi dapat dihitung menggunakan perbandingan usaha (W) dan kalor yang diserap (Q1) yang dituliskan dalam persamaan berikut.

η=Q1W×100%  

Selain persamaan di atas, efisiensi mesin Carnot juga dapat dihitung dengan meninjau suhu reservoir tinggi (T1) dan suhu reservoir rendah (T2).

η=(1T1T2)×100%  

Gunakan dua persamaan di atas untuk menyelesaikan soal.

Q1W×100%Q1WQ1WQ1W3W=====(1T1T2)×100%160040013231Q1 

Hitung kalor yang dilepas.

WWQ2====Q1Q23WQ23WW2W  

Dengan demikian, kalor yang dikeluarkan pada suhu rendah adalah 2W.  

Jadi, jawaban yang tepat adalah B.

0

Roboguru

Mesin Carnot mengambil kalor pada reservoir suhu tinggi 1.200 J. Mesin tersebut memiliki suhu reservoir tinggi  dan reservoir suhu rendah . Usaha yang dilakukan mesin tersebut sebesar....

Pembahasan Soal:

Diketahui:

begin mathsize 14px style T subscript H equals 527 degree straight C plus 273 equals 800 space straight K T subscript L equals 127 degree straight C plus 273 equals 400 space straight K Q subscript H equals 1200 space straight J end style 

Ditanyakan:

Usaha (W)

Jawab:

Efisiensi mesin carnot:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row eta equals cell fraction numerator T subscript H minus T subscript L over denominator T subscript H end fraction end cell row eta equals cell fraction numerator 800 minus 400 over denominator 800 end fraction end cell row eta equals cell 400 over 800 end cell row eta equals cell 0 comma 5 end cell end table  

usaha yang dilakukan mesin carnot:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row W equals cell eta space Q subscript H end cell row W equals cell left parenthesis 0 comma 5 right parenthesis left parenthesis 1200 right parenthesis end cell row W equals cell 600 space straight J end cell end table  

Jadi, jawaban yang tepat adalah D.

0

Roboguru

Sebuah iklan menawarkan sebuah mesin yang bekerja pada suhu 600 K dan 350 K. Dikatakan bahwa mesin tersebut mampu menyerap  Joule panas dan melakukan  Joule kerja. Dapatkah iklan tersebut dipercaya?

Pembahasan Soal:

Diketahui :

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell T subscript 1 end cell equals cell 600 space straight K end cell row cell T subscript 2 end cell equals cell 350 space straight K end cell row cell Q subscript 1 end cell equals cell 4 cross times 10 to the power of 4 space straight J end cell row W equals cell 10 to the power of 4 space straight J end cell row blank blank blank end table end style 

Ditanya : Dapatkah iklan tersebut dipercaya ?

Jawab :

Semua mesin akan mempunyai efisiensi maksimum jika dalam prosesnya menggunakan siklus Carnot (isotermal-adiabatik-isotermal-adiabatik). Usaha yang dapat dilakukan mesin carnot tersebut

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell W over Q subscript 1 end cell equals cell 1 minus T subscript 2 over T subscript 1 end cell row cell fraction numerator W over denominator 4 cross times 10 to the power of 4 end fraction end cell equals cell 1 minus 350 over 600 end cell row cell fraction numerator W over denominator 4 cross times 10 to the power of 4 end fraction end cell equals cell 0 comma 42 end cell row W equals cell 16800 space straight J end cell end table end style 

Mesin Carnot yang ideal mampu menghasilkan usaha 16.800 J sedangkan iklan menawarkan 10.000 J. maka iklan tersebut dapat dipercaya, kerja yang ditawarkan pada iklan tersebut tidak melebihi usaha yang dihasilkan oleh mesin carnot tersebut.

Jadi, iklan tersebut boleh dipercaya.

0

Roboguru

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

RUANGGURU HQ

Jl. Dr. Saharjo No.161, Manggarai Selatan, Tebet, Kota Jakarta Selatan, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 12860

Coba GRATIS Aplikasi Ruangguru

Produk Ruangguru

Produk Lainnya

Hubungi Kami

Ikuti Kami

©2021 Ruangguru. All Rights Reserved