Kita akan melanjutkan 10 soal dan pembahasan termodinamika (bagian 3). Sub bab terdiri dari hukum ke-nol, satu, dan dua termodinamika.
Baca sebelumnya : 10 Soal & Pembahasan Termodinamia (bagian 2) ǀ Pilihan Ganda
Pilihlah jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini.
21. Mesin carnot bekerja pada suhu 27 oC dan 227 oC. Efisiensi mesin carnot tersebut adalah . . .
A. 25%
B. 40%
C. 55%
D. 60%
E. 75%
Pembahasan :
Diketahui :
Tc = 27 oC = 300 K
Th = 227 oC = 500 K
Ditanya : Efisiensi (η) mesin pemanas
η = (1-(Tc/Th))x100%
η = (1-(300/500))x100%
η = (1-(3/5))x100%
η = (2/5)x100%
η = 40%
Jawaban B
Pernyataan berikut untuk soal mengerjakan soal nomor 22 dan 23!
Energi yang masuk ke dalam mesin adalah dua kali usaha yang dihasilkan.
22. Efisiensi mesin tersebut adalah . . .
A. 50%
B. 40%
C. 75%
D. 100%
E. 200%
Pembahasan :
Diketahui :
Energi yang masuk bernilai 2x daripada usaha yang dihasilkan
Qh = 2E (energi masuk)
W = E (energi keluar)
Ditanya : Efisiensi (η) mesin pemanas
η = (W/Qh))x100%
η = (E/2E)x100%
η = (1/2)x100%
η = 50%
Jawaban A
23. Perbandingan energi yang masuk dan energi yang keluar mesin adalah . . .
A. 1 : 4
B. 1 : 2
C. 1 : 1
D. 2 : 1
E. 4 : 1
Pembahasan :
Qh = 2E
W = E
Perbandingan Qh : W = 2 : 1
Jawaban D.
24. Mesin kalor bekerja pada suhu 300 K dan 900 K. Efisiensi maksimum mesin kalor tersebut adalah . . .
A. 1/3
B. 2/3
C. 2/5
D. 3/4
E. 3/5
Pembahasan :
Diketahui :
Tc = 300 K
Th = 900 K
Ditanya : Efisiensi (η) mesin pemanas
η = (1-(Tc/Th))
η = (1-(300/900))
η = (1-(1/3))
η = (2/3)
Jawaban B
25. Perbandingan suhu rendah dan tinggi pada sebuah mesin carnot adalah 2:5. Jika mesin menerima kalor sebesar 3000 J, maka kalor yang keluar mesin adalah . . .
A. 1200 J
B. 1500 J
C. 1800 J
D. 2100 J
E. 2400 J
Pembahasan :
Diketahui :
Tc = 2T
Th = 5T
Qh = 3000 J
Ditanya : Kalor keluar mesin pemanas (Qc)
| η | = | η |
| (1-(Tc/Th)) | = | (1-(Qc/Qh)) |
| Tc/Th | = | Qc/Qh |
| 2T/5T | = | Qc/3000 |
| Qc | = | 1200 J |
Jawaban A
26. Dika membuat model mesin kalor. Mesin kalor yang dirancang Dika mengambil 100 J dari reservoir bersuhu tinggi 500 K dan membuang kalor 60 J pada reservoir bersuhu rendah 300 K, sehingga menghasilkan kerja usaha sebesar 40 J. Pernyataan berikut yang tepat adalah . . . .
A. Efisiensi mesin yang bekerja sebesar 60%
B. Efisiensi mesin yang bekerja adalah 40%
C. Mesin tidak bisa dibuat karena efisiensinya melebihi 100%
D. Mesin tidak bisa dibuat karena efisiensi nya kurang dari 100%
E. Tidak bisa karena tidak memenuhi hukum 1 termodinamika
Pembahasan :
Diketahui :
Qh = 100 J
Th = 500 K
Qc = 60 J
Tc = 300 K
W = 40 J
Ditanya : Efisiensi (η) mesin pemanas
η = (1-(Qc/Qh))x100%
η = (1-(60/100))x100%
η = (1-(3/5))x100%
η = (2/5)x100%
η = 40%
Jawaban B
27. Sebuah kulkas memiliki koefisien performansi sebesar 5. Jika suhu di luar kulkas sebesar 27 C, maka suhu minimum di dalam kulkas sebesar . . .
A. -27 oC
B. -23 oC
C. 27 oC
D. 200 oC
E. 250 oC
Pembahasan :
Diketahui :
η = 5 (sebelum dipersenkan)
Th = 27 oC = 300 K
Ditanya : Efisiensi (η) mesin pemanas
η = (Tc/(Th - Tc))
5 = (Tc/(300 - Tc))
Tc = 250 K
Tc = -23 oC
Jawaban B.
28. P1 : Entropi di jagad alam selalu meningkat, SEBAB
P2 : Proses di jagad alam bersifat irreversible
Tanggapan terkait kedua pernyataan di atas adalah . . .
A. Kedua pernyataan benar dan saling berhubungan
B. Kedua pernyataan benar dan tidak saling berhubungan
C. Pernyataan 1 benar dan pernyataan 2 salah
D. Pernyataan 1 benar dan pernyataan 2 benar
E. Kedua pernyataan salah
Pembahasan :
Tidak selalu meningkat, terkadang tetap. Tidak selalu irreversible, terkadang reversible
Jawaban E.
29. Pada proses isotermal, sistem menerima kalor sebesar 2000 J pada suhu 127 oC. Perubahan entropi pada sistem adalah . . . J/K
A. 2
B. 4
C. 5
D. 8
E. 10
Pembahasan :
Entropi (ΔS) = Q/T
Entropi (ΔS) = 2000/(127 + 273)
Entropi (ΔS) = 5 J/K
Jawaban C.
30. Sebongkah es batu berbentuk kubus dengan sisi 2 cm memiliki massa jenis 1 g/cm³ pada suhu 0 oC. Jika kalor laten es adalah 3,36 x 105 J/kg, maka besar perubahan entropi dari es batu tersebut adalah . . .
A. 0
B. 9,80 J/K
C. 19,6 J/K
D. 29,5 J/K
E. Tak hingga
Pembahasan :
Diketahui :
Vkubus = 8 cm3
ρ = 1 g/cm³
m = ρ.V = 1.8 = 8 gr = 8 x 10-3 kg
T = 0 oC = 273 K
L = 3,36 x 105 J/kg
Ditanya : Entropi (ΔS)
ΔS = Q/T
ΔS = (m.L)/T
ΔS = (8 x 10-3)( 3,36 x 105)/ 273
ΔS = 9,80 J/K
Jawaban B.
Baca selanjutnya : 10 Soal & Pembahasan Gelombang Mekanik (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda
Jika ini melanjutkan 10 soal dan pembahasan termodinamika, maka silahkan klik baca selanjutnya
Post a Comment
Post a Comment