Roboguru

Mesin Carnot menyerap kalor 500 kkal dari reservoir suhu tinggi 227°C dan melepas sebagian panasnya ke reservoir suhu rendah 27°C. Tentukan efesiensi dari mesin Carnot.

Pertanyaan

Mesin Carnot menyerap kalor 500 kkal dari reservoir suhu tinggi 227°C dan melepas sebagian panasnya ke reservoir suhu rendah 27°C. Tentukan efesiensi dari mesin Carnot.  

Pembahasan Soal:

Diketahui:

T1=227oC+273=500KT2=27oC+273=300K 

Ditanya: η ?

Penyelesaian:

Dalam kehidupan nyata, efisiensi mesin kalor selalu di bawah 100%. Contoh mesin kalor adalah mesin uap, mesin diesel, dan motor bakar. Sedangkan mesin Carnot mempunyai efisiensi sebesar η=(1T1T2)×100%.
Sehingga

η=(1T1T2)×100%η=(1500300)×100%η=40% 

Maka efesiensi dari mesin Carnot tersebut adalah 40%. 

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

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.

Roboguru

Perhatikan gambar di bawah ini!     Besar usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus adalah ...

Pembahasan Soal:

Diketahui : 

T1 = 900 K

T2 = 450 K

Q1 = 1000 J

Ditanya : 

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%19004501212121000500J 

Dengan demikian, besar usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus adalah 500 J.  

Jadi, jawaban yang tepat adalah E.

Roboguru

Mesin Carnot bekerja pada suhu 1.000 K dan 500 K. Apabila kalor yang diberikan pada mesin berasal dari tandon yang bersuhu 1.000 K, maka efisiensi mesin Carnot tersebut sebesar?

Pembahasan Soal:

Diketahui :

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell T subscript 1 end cell equals cell 1000 space straight K end cell row cell T subscript 2 end cell equals cell 500 space straight K end cell end table  

Ditanya : eta equals... ? 

Penyelesaian :

Efisiensi didefinisikan sebagai perbandingan antara usaha yang dilakukan terhadap panas yang diserap. Apabila diketahui suhu, maka efisiensi mesin carnot bisa dituliskan melalui persamaan berikut ini :

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row eta equals cell left parenthesis 1 minus T subscript 2 over T subscript 1 right parenthesis cross times 100 percent sign end cell row eta equals cell left parenthesis 1 minus 500 over 1000 right parenthesis cross times 100 percent sign end cell row eta equals cell left parenthesis 1 minus 1 half right parenthesis cross times 100 percent sign end cell row eta equals cell 1 half cross times 100 percent sign end cell row eta equals cell 50 percent sign end cell end table 

Jadi, efisiensi mesin Carnot adalah sebesar 50%.

Roboguru

Sebuah mesin Carnot menyerap kalor sebesar 2.800 kJ. Mesin ini bekerja pada reservoir bersuhu 500 K dan 250 K. Berapa kalor yang terbuang oleh mesin?

Pembahasan Soal:

Diketahui:

Q1 = 2.800 kJ
T1 = 500 K
T2 = 250 K

Ditanya: Q ?

Penyelesaian:

Mesin Carnot adalah mesin efisien yang bekerja dalam suhu reservoir tinggi dan suhu reservoir rendah. Rumus efisiensi mesin Carnot:

begin mathsize 14px style eta equals open parentheses 1 minus T subscript 2 over T subscript 1 close parentheses cross times 100 percent sign eta equals open parentheses 1 minus Q subscript 2 over Q subscript 1 close parentheses cross times 100 percent sign eta equals W over Q subscript 1 cross times 100 percent sign T subscript 2 space equals space suhu space reservoir space rendah space left parenthesis straight K right parenthesis T subscript 1 space equals space suhu space reservoir space tinggi space left parenthesis straight K right parenthesis Q subscript 1 equals space kalor space yang space diserap space left parenthesis straight J right parenthesis Q subscript 2 equals space kalor space yang space dilepas space left parenthesis straight J right parenthesis end style 

Pada soal diketahui, Q1 = 2.800 kJ, T1 = 500 K, T2 = 250 K, maka:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row eta equals cell open parentheses 1 minus T subscript 2 over T subscript 1 close parentheses cross times 100 percent sign end cell row cell open parentheses 1 minus Q subscript 2 over Q subscript 1 close parentheses cross times 100 percent sign end cell equals cell open parentheses 1 minus T subscript 2 over T subscript 1 close parentheses cross times 100 percent sign end cell row cell open parentheses 1 minus Q subscript 2 over Q subscript 1 close parentheses end cell equals cell open parentheses 1 minus T subscript 2 over T subscript 1 close parentheses end cell row cell open parentheses fraction numerator 2.800 minus Q subscript 2 over denominator 2.800 end fraction close parentheses end cell equals cell open parentheses fraction numerator 500 minus 250 over denominator 500 end fraction close parentheses end cell row cell open parentheses fraction numerator 2.800 minus Q subscript 2 over denominator 2.800 end fraction close parentheses end cell equals cell 1 half end cell row cell 2.800 minus Q subscript 2 end cell equals cell 1.400 end cell row cell Q subscript 2 end cell equals cell 1.400 space kJ end cell end table  

Jadi, kalor yang terbuang oleh mesin sebanyak 1.400 kJ.space 

Roboguru

Suatu mesin Carnot, jika reservoir panasnya bersuhu 400 K akan mempunyai efisiensi 40%. Jika reservoir panasnya bersuhu 640 K, efisiensinya ....%.

Pembahasan Soal:

Diketahui: 

saat T1=400K menghasilkan η=40%

Jika T1=640K menghasilkan η?

Jawab:

Hitung suhu rendah terlebih dahulu,

η40%0,4400T2400T2T2T2=======(1T1T2)×100%(1400T2)×100%(1400T2)10,40,60,6×400240K

Gunakan T2=240K untuk menghitung efisiensi saat T1=640K

η=====(1T1T2)×100%(1640240)×100%(10,375)×100%0,625×100%62,5%

Efisiensi saat suhu panasnya 640 K adalah 62,5%.

Jadi, jawaban yang benar adalah D.

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