Soal Dan Pembahasan Termodinamika Mesin Kalor (Mesin Carnot)
Soal 1
Suatu gas yang volumenya 0,5 m3 perlahan-lahan dipanaskan pada tekanan tetap hingga volumenya menjadi 2 m3 . jika usaha luar gas tersebut 3.105 Joule. Hitung tekanan gas !
Diketahui :
V1 = 0,5 m3
V2 = 2 m3
W = 3.105 Joule
Ditanya :
P = ?
Jawab :
W = P (V2 – V1)
3.105 = P ( 2 – 0,5 )
3.105 = P ( 1,5 )
P = 3.105 / 1,5
P = 2.105 Pa
Soal 2
0,5 liter gas dipanaskan pada tekanan tetap 4 atm, sehingga volumenya menjadi 1,5 liter, maka usaha yang dilakukan oleh gas adalah…
Diketahui :
P = 4 atm = 4.105 Pa
V1 = 0,5 liter = 0,5.10-3 m3
V2 = 1,5 liter = 1,5.10-3 m3
Ditanya :
W = ?
Jawab :
W = P(V2 – V1)
W = 4.105 ( 1,5 – 0,5 ). 10-3
W = 400 Joule
Soal 3
Suatu gas pada tekanan konstan 8 . 104 Pa dimampatkan dari 9 liter menjadi 2 liter. Dalam proses tersebut gas melepas kalor sebesar 400 Joule. Tentukan usaha yang dilakukan gas dan perubahan energi dalamnya !
Diketahui :
P = 8.104 Pa
V1 = 9 liter = 9.10-3 m3
V2 = 2 liter = 2.10-3 m3
Q = -400 Joule
Ditanya :
W = ?
∆U = ?
Jawab :
W = P(V2 – V1)
W = 8.104 ( 2 – 9 ). 10-3
W = -560 Joule (melepas kalor)
∆U = Q – W
∆U = -400 – (-560)
∆U = 160 Joule
Soal 4
Gas dalam ruang tertutup dengan tekanan 3.105 N/m2 pada volum 3 m3 dan suhu 300 K. Jika gas tersebut dipanaskan pada tekanan tetap sehingga suhunya menjadi 600 K, maka usaha luar yang dilakukan oleh gas adalah ... 105 Joule
a. 1
b. 3
c. 5
d. 7
e. 9
Jawaban : E
Diketahui:
P1 = 3.105 N/m2 ;
V1 = 3 m3 ;
T1 = 300 K ;
T2 = 600 K
Ditanya:
W untuk P2 = P1
Jawab :
W = P (V2 - V1)
W = 3.105 ( 6 - 3 )
W = 9.105 Joule
Soal 5
Perhatikan grafik P - V untuk mesin Carnot seperti gambar di bawah ini!
Jika mesin mengambil panas 1.000 J, banyaknya panas yang diubah menjadi usaha adalah ....
A. 400 J
B. 600 J
C. 1.000 J
D. 1.500 J
E. 2.500 J
Penyelesaian :
Soal 6
UPDATING....!!!!