10 Soal & Pembahasan Termodinamika (bagian 3) ǀ Pilihan Ganda


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

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel