3 Contoh Soal Siklus Carnot dan Pembahasan dalam Ilmu Fisika

https://pixabay.com/users/f1digitals-1568321/ - contoh soal siklus carnot

Contoh soal siklus Carnot merupakan materi pembahasan yang biasanya ada pada mata pelajaran ilmu fisika. Siklus Carnot adalah dasar dari mesin ideal yaitu mesin yang memiliki efisiensi tinggi yang selanjutnya disebut mesin Carnot.

Siklus Carnot adalah metode untuk peningkatan efisiensi mesin mengacu pada siklus usaha yang dikenalkan pertama kali oleh seorang insinyur asal Perancis bernama Nicolas Leonardi Sadi Carnot (1984). Mesin ini mampu menghasilkan usaha dari sistem dari aliran kalor pada suhu tinggi menuju suhu rendah.

Baca Juga: 15 Contoh Soal Vektor Fisika dan Jawabannya

Siklus Carnot Berserta Penjelasannya

Sebelum melihat langsung contoh soal siklus Carnot, sebaiknya kamu pahami dulu bahwa dalam siklus ini, usaha total yang dilakukan oleh sistem untuk satu siklus sama dengan luas daerah di dalam siklus pada diagram P – V (diagram hubungan tekanan P dan Volume V).

https://pixabay.com/users/f1digitals-1568321/

Rumus Mesin Siklus Carnot

Perlu diketahui juga bahwa untuk bisa menghitung soal siklus Carnot, diperlukan rumus persamaan yang tepat. Dikutip dari Jurus Sakti Menaklukkan Fisika SMA 1, 2, & 3, Vani Sugiyono, rumusnya adalah:

Q = ΔU + W

Q1 – Q2 = 0 + W

W = Q1 – Q2

Keterangan:

Contoh Soal Rumus Siklus Carnot

1. Mesin kalor menyerap kalor dari reservois 450 K sebesar 500 kal. Kemudian membuang usahanya ke reservois bersuhu 350 K sebesar 200 kal. Tentukan efisiensi mesin kalornya!

Diketahui:

T1 = 450 K

Q1 = 500 kal

T2 = 350 K

Q2 = 200 kal

Jawab:

eff = [1 – (Q2/Q1)] x100%

eff = [1 – (200/500)] x 100%

eff = 60 %

Jadi, efisiensi mesin kalor adalah 60 %.

2. Mesin Carnot memiliki suhu 270 C pada resevoir suhu rendah dan 1270 C pada suhu tinggi. Jika mesin melepas panas sebesar 600 Joule, hitunglah efisiensi mesin Carnot!

Diketahui: T2 = 270 C + 273 K= 300K ; T1 = 1270 C + 273 K= 400K

Ditanyakan : η…..?

Jawab:

η = (1- (T2/T1)) x 100% = 1- (300/400) x 100% = ¼ x 100%= 25%

Efisiensi mesin Carnot adalah 25%

3. Mesin Carnot bekerja dengan reservoir suhu 300K dan 600K serta bisa menyerap kalor sebanyak 500kJ. Berapa kalor yang terbuang dari mesin Carnot?

Diketahui :

T1 = 600 K

T2 = 300 K

Q1 = 500 kJ

Ditanyakan : Q2 …?

Jawab :

0 = (1- (T2/T1)) x 100% = 1- (300/600) x 100% = ½ x 100%= 50%

0 = (1- (Q2/Q1)) x 100%

50%= 1- (Q1/500) x 100%

½ = 1- (Q1/500)

Q1/500 = ½

Q1 = 250 kJ

Jadi kalor yang terbuang adalah sebesar 250 kJ

Itu tadi beberapa contoh soal siklus carnot berserta penjelasannya yang biasa ada pada ilmu fisika. (DNR)