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