Roboguru

Mesin penghangat ruangan menghasilkan daya 2.000 W. Mesin dapat memasukkan kalor ke ruangan sebanyak 3.000 J per sekon. Tentukan kerja yang dilakukan mesin selama 1 sekon...

Pertanyaan

Mesin penghangat ruangan menghasilkan daya 2.000 W. Mesin dapat memasukkan kalor ke ruangan sebanyak 3.000 J per sekon. Tentukan kerja yang dilakukan mesin selama 1 sekon...

Pembahasan Soal:

Diketahui

begin mathsize 14px style P subscript 2 equals 2000 space straight W P subscript 1 equals 3000 space straight W end style

Ditanyakan W

Penyelesaian

begin mathsize 14px style W equals open parentheses P subscript 1 minus P subscript 2 close parentheses t W equals open parentheses 3000 minus 2000 close parentheses 1 W equals 1000 space straight J end style

Dengan demikian besar usaha yang dilakukan mesin adlah 1000 J

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

A. Ridwan

Mahasiswa/Alumni UIN Sunan Gunung Djati Bandung

Terakhir diupdate 29 Maret 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

Efisiensi mesin penghangat ruangan sebesar 40%. Koefisien kerja mesin penghangat ruangan adalah ....

Pembahasan Soal:

Diketahui:

begin mathsize 14px style eta equals 40 percent sign equals 0 comma 4 end style 

Ditanyakan:

Koefisien kerja, begin mathsize 14px style C subscript p equals ? end style 

Jawab:

Mesin penghangat ruangan termasuk salah satu “pompa panas” (heat pump) yang memiliki prinsip kerja mirip dengan mesin pendingin/kulkas. Kedua mesin tersebut bekerja dengan memanfaatkan usaha luar untuk memindahkan kalor dari tandon/reservoir suhu dingin ke tandon/reservoir suhu panas.

 

Efisiensi didefinisikan sebagai:

begin mathsize 14px style eta equals W over Q subscript 1 end style 

Sementara koefisien kerja/performansi pompa panas didefinisikan sebagai:

begin mathsize 14px style C subscript p comma space H P end subscript equals fraction numerator o u t p u t space yang space diinginkan over denominator i n p u t space yang space diperlukan end fraction equals Q subscript 1 over W end style 

Maka, hubungan antara efisiensi dan koefisien kerja pompa panas adalah:

begin mathsize 14px style eta equals 1 over C subscript p rightwards arrow C subscript p equals 1 over eta equals fraction numerator 1 over denominator 0 comma 4 end fraction equals bold 2 bold comma bold 5 end style 

Jadi, jawaban yang benar adalah B.

Roboguru

Perhatikan grafik berikut!   Melalui grafik tersebut diketahui , , dan . Besar kalor yang dilepas adalah ....

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 627 degree straight C equals 900 space straight K end cell row cell T subscript 2 end cell equals cell 447 degree straight C equals 720 space straight K end cell row W equals cell 4 times 10 to the power of 4 space straight J end cell end table end style 

Ditanyakan:

Kalor yang dilepas sistem, begin mathsize 14px style Q subscript 2 equals ? end style 

Jawab:

Asumsikan nilai efisiensi nyata = efisiensi ideal (Carnot):

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell eta subscript n y a t a end subscript end cell equals cell eta subscript i d e a l end subscript end cell 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 4 times 10 to the power of 4 over denominator Q subscript 1 end fraction end cell equals cell 1 minus down diagonal strike 720 to the power of 4 over down diagonal strike 900 to the power of 5 end cell row cell fraction numerator 4 times 10 to the power of 4 over denominator Q subscript 1 end fraction end cell equals cell 1 fifth end cell row cell Q subscript 1 end cell equals cell 5 open parentheses 4 times 10 to the power of 4 close parentheses equals 2 times 10 to the power of 5 space straight J end cell end table end style 

Setelah begin mathsize 14px style W end style dan begin mathsize 14px style Q subscript 1 end style diketahui, begin mathsize 14px style Q subscript 2 end style dapat dihitung:

begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row W equals cell Q subscript 1 minus Q subscript 2 end cell row cell Q subscript 2 end cell equals cell Q subscript 1 minus W end cell row blank equals cell 2 times 10 to the power of 5 minus 4 times 10 to the power of 4 equals 20 times 10 to the power of 4 minus 4 times 10 to the power of 4 end cell row blank equals cell 16 times 10 to the power of 4 equals 1 comma 6 times 10 to the power of 5 space straight J end cell end table end style 

Kalor yang dilepas sistem sebesar begin mathsize 14px style 1 comma 6 times 10 to the power of 5 space straight J end style.

Jadi, jawaban yang benar adalah B.

Roboguru

Perhatikan gambar di samping. Dari grafik hubungan P-V pada mesin Carnot pada gambar tersebut dapat diketahui bahwa kalor yang diserap mesin tiap siklus adalah...

Pembahasan Soal:

Untuk dapat menjawab soal ini, kalian harus sudah memahami konsep bekerjanya mesin Carnot, bagaimana hubungan kalor yang masuk dengan kalor yang keluar dan usaha.

Sebelum mencari besarnya kalor yang diserap mesin tiap siklusnya kalian harus menghitung lebih dahulu efisiensi mesin Carnot yang dapat dicari dengan menggunakan persamaan :

eta = 1 - T subscript 2 over T subscript 1

Dengan ketentuan :

T subscript 2 < T subscript 1

Diketahui :

T subscript 2 = 600 K

T subscript 1 = 900 K

W = 2 × 10 to the power of 5 J

Maka :

eta = 1 - 600 over 900 equals 1 third

Besarnya usaha yang dilakukan mesin adalah :

W = Q subscript masukQ subscript keluar

Dengan besarnya efisiensi dirumuskan dalam persamaan bentuk lain, yaitu :

eta = W over Q subscript serap

Maka :

Q subscript serap = W over eta

Masukkan besaran-besaran yang sudah diketahui nilainya, sehingga :

Q subscript serap = fraction numerator 2 cross times 10 to the power of 5 over denominator begin display style 1 third end style end fraction = 6 ×10 to the power of 5 J

Roboguru

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....

Pembahasan Soal:

straight T subscript 2 space end subscript equals space 500 space straight K  straight T subscript 1 space end subscript equals 800 space straight k  straight Q subscript 2 space equals space 3000 space straight J

maka space colon

straight W over straight Q subscript 1 cross times space 100 percent sign space equals open parentheses 1 minus straight T subscript 2 over straight T subscript 1 close parentheses cross times 100 percent sign  fraction numerator begin display style straight W end style over denominator begin display style straight Q subscript 1 end style end fraction equals 1 minus fraction numerator begin display style straight T subscript 2 end style over denominator begin display style straight T subscript 1 end style end fraction  fraction numerator begin display style straight W end style over denominator begin display style straight Q subscript 1 end style end fraction equals 1 minus fraction numerator begin display style 500 end style over denominator begin display style 800 end style end fraction    fraction numerator begin display style straight W end style over denominator begin display style straight Q subscript 1 end style end fraction equals 3 over 8  straight W equals fraction numerator begin display style 3 end style over denominator begin display style 8 end style end fraction straight Q subscript 1  Sehingga colon  straight Q subscript 2 equals straight Q subscript 1 minus straight W  3000 space equals space straight Q subscript 1 space end subscript minus fraction numerator begin display style 3 end style over denominator begin display style 8 end style end fraction straight Q subscript 1  straight Q subscript 1 equals 4800 space straight J

 

Roboguru

Sebuah kulkas bekerja pada reservoir suhu rendah  dan reservoir suhu tinggi . Jika kalor yang dipindahkan dari reservoir suhu rendah adalah , usaha yang diperlukan kulkas sebesar ... J

Pembahasan Soal:

Diketahui

begin mathsize 14px style T subscript 1 equals 27 degree C space equals 300 space straight K T subscript 2 equals negative 13 degree C equals 260 space straight K Q subscript 2 equals 1300 space straight J end style

Ditanya W

Penyelesaian

Dengan asumsi kulkas ini adalah mesin pendingin ideal maka berlaku perbandingan kalor sama dengan perbandingan suhu mutlak reservoirnya.

begin mathsize 14px style Q subscript 1 over Q subscript 2 equals T subscript 1 over T subscript 2 Q subscript 1 over 1300 equals 300 over 260 Q subscript 1 equals 1500 space straight J  W equals Q subscript 1 minus Q subscript 2 W equals 1500 minus 1300 W equals 200 space straight J end style

Jadi, besar usaha yang diperlukan kulkas adalah 200 J

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