Tugas Individu hukum II Termodinamika

TUGAS INDIVIDU

MATA KULIAH TERMODINAMIKA                    

SOAL HUKUM II TERMODINAMIKA

 

EMA

HO417330

FISIKA B

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SULAWESI BARAT

MAJENE

2018

                          

I.                    Jawablah pertanyaan dibawah ini dengan benar dan tepat

1.      Di antara pernyataan berikut yang bisa diasumsikan reversibel adalah...

A.    Sebuah roda dayung

B.     Sebuah piston yang menekan gas dalam sebuah mesin balap

C.     Sebuah membran yang pecah

D.    Sebuah pemanas resistansi

E.     Sebuah pemanas terisolasi

2.      Sebuah Siklus Carnot adalah siklus yang sangat menarik karena....

A.    Memberikan limit bawah pada efisiensi siklu

B.     Dioperasikan di antara dua penampang termal bertemperatur konstan

C.     Jika dibuat dengan hati – hati dilaboratorium, memeberikan limit atas pada efisiensi siklus

D.    Memberikan efisiensi maksimun untuk siklus manapun

E.     Tidak berhati-hati

3.      Mesin carnot bekerja pada suhu tinggi 600 K, untuk menghasilkan kerja mekanik, jika  mesin menyerap kalor 600 J dengan suhu rendah 400 K, maka usaha yang dihasilkan adalah.........

A.    120 J

B.     135 J

C.     124 J

D.    200 J

E.     135 J

4.      Suatu mesin Carnot jika reservoir panasnya bersuhu 400 K akan mempunyai efesiensi 40 % jika reservoir panasnya bersuhu 640 K, efeesiensinya.......%

A.    50,0

B.     62,5

C.     52,5

D.    64,0

E.     57,0

         

5.      Energi kalor tidak seluruhnya dapat diubah menjadi energi mekanik atau usaha, sebagian akan terbuang.

Pernyataan ini dikenal sebaga...

A.    Hukum I Termodinamika

B.     Hukum Kekekalan Energi

C.     Hukum II Termodinamika

D.    Hukum Joule

E.     Hukum Boyle

6.      1,5 m3 gas helium yqng bersuhu di panaskan secara isobarik sampai     . Jika tekanan gas helium    gas helium melakukan usaha luar sebesar......

A.    60 Kj          

B.     480 Kj

C.     120 Kj

D.    660 Kj

E.     280 Kj

7.      Suhu di dalam ruang mesin pendingin -3  dan suhu udara luar 27 . Setiap detik,  kalor yang dilepaskan mesin pendingin adalah 450 J. Besarnya daya listrik rata-rata yang dibutuhkan oleh mesin pendingin trsebut adalah..............

A.    25 watt

B.     50 watt

C.     90 watt

D.    150 watt

E.     900 watt

8.      Semua gas ideal mengalami proses isokhorik sehingga…

A.       semua molekul kecepatannya sama

B.        pada suhu tinggi kecepatan rata-rata molekul lebih besar

C.        tekanan gas menjadi tetap

D.       gas akan melakukan usaha

E.        tidak memiliki energi dala

9.      Sebuah refrigerator Carnot membutuhkan 10 kW untuk mengangkat 20 kJ/s   dari   sebuah   penampung   20°C.  

Temperatur   dari   penampung temperatur tingginya adalah mendekati…

A.    420 K

B.     360K

C.     440 K

D.    320 K

E.     200 K

10. Sebuah mesin pendingin memiliki reservoir suhu rendah sebesar  jika selisih suhu antara reservoir suhu tinggi dan suhu rendahnya sebesar , tentukan koefisien ferformansi mesin tersebut ...

A.    34,6

B.     43,7

C.     56,8                                               

D.    87,1

E.     6,45

11.  Sebuah   mesin   Carnot,   yang   dioperasikan   diantara   penampung   – penampung pada 20°C dan 200°C, menghasilkan daya 10 kW. Kalor yang dilepaskan adalah mendekati

A.    26,3 kJ/s

B.     12,1 Kj/s

C.     20,2 kJ/s

D.    16,3 Kj/s

E.     10,11 Kj/s

12.  Sebuah kulkas memiliki suhu rendah      dari suhu tinggi    . Jika kalor yang  dipindahkan dari reservoir suhu rendah adalah 1300 J, berapakan usaha yang  dilakukan kulkas..............

A.    50 J

B.     60 J

C.     100 J

D.    120 J

E.     200 J

13.  Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi bersuhu 800K mempunyai efisiensi sebesar 40%. Agar efisiensinya naik menjadi 50%,

maka suhu reservoir suhu tinggi dinaikkan menjadi...

A.    960 K

B.     1000 K

C.     1180 K

D.    1600 K

E.     2000 K

14.  Suatu   mesin   Carnot,   jika   reservoir   panasnya   bersuhu   400K   akan mempunyai efisiensi 40%. Jika reservoir panasnya bersuhu 640k, maka efisiensinya adalah...

A.    52,5%

B.     57,0 %

C.     62,5%

D.    64,0%        

E.     30 %

15.  Sebuah mesin dioperasikan dengan air geotermal 100°C. Mesin tersebut mengeluarkan uap 20°C. Efisiensi maksimumnya adalah....

A.    21%

B.     42%

C.     59%

D.    68%

E.     70 %

KETERANGAN : Pilihan jawaban yang tercetak tebal  merupakan pilihan jawaban yang benar!

II.   Soal jawab Hukum II Termodinamika (Essay)

1.      mesin carnot melakukan kerja rata-rata 440 kW sementara menggunakan Sebuah kalor sebanyak 2856 Kj per detik. Jika temperatur sumber kalor adalah 570, maka temperatur berap kalor pembuangan di keluarkan?

Ø  Pembahasan

·     Kerja sebuah mesin :

·     Kalor yang dibutuhkan mesin :

·         Mencari efesiensi mesin :

 

 

 

·         Mencari temperatur kalor pembuangan

 

 

 

 

 

2.      Sebutkan dan jelaskan proses – proses yang terjadi dalam termodinamika!

Jawab:

     Proses Isotermal : proses perubahan keadaan sistem pada suhu tetap.

    Proses Isokhorik : proses perubahan keadaan sistem pada volume tetap

    Proses Isobarik : proses perubahan keadaan sistem pada volume tetap.

    Proses Adiabatik : proses perubahan keadaan sistem tanpa adanya kalor yang masuk ke sistem atau keluar dari sistem.

3.       Sebuah mesin mobil memiliki efesiensi 25,0 % dan menghasilkan kerja sebesar 2820 J. Hitung jumlah kalor yang di buang oleh mesin itu

Ø  Pembahasan

Mencari kalor panas yang di ambil

 

 

 

 

Menghitung kalor yang di buang

 

 

 

4.      Seorang mahasiswa menambahkan panas ke dalam 0,250 kg es pada 0,0 C sampai semuanya meleleh. Berapa perubahan entropi air? (c_es = 2100 J/kg.K dan L = 3,34  10⁵ J/kg)

Pembahasan:

5.      Sebuah mesin pendingin memiliki reservoir suhu rendah sebesar −15°C. Jika selisih suhu antara reservoir suhu tinggi dan suhu rendahnya sebesar 40°C, tentukan koefisien performansi mesin tersebut!
Pembahasan
Data mesin
Tr = − 15°C = (− 15 + 273) K = 258 K
Tt − Tr = 40°C
Cp =....