Bank Soal Fisika SMA Hukum II Termodinamika

Soal

Pilgan

Pembahasan

Mobil keluaran terbaru dirancang memiliki mesin yang mendekati performa mesin carnot. Apabila suhu gas buang (reservoir dingin) adalah 27 °C, berapa suhu ruang pembakaran (reservoir panas) yang harus dicapai untuk mendapatkan efisiensi sebesar 80%?

A

1.000 °C

B

1.227 °C

C

1.500 °C

D

1.773 °C

E

1.992 °C

Pembahasan:

Diketahui:

Suhu reservoir dingin $T_{\text{C}}$ = 27 °C = 300 K

Efisiensi $\eta$ = 80% = 0,8

Ditanya:

Suhu reservoir panas $T_{\text{H}}$ = ?

Jawab:

Mesin Kalor adalah mesin yang mengubah energi panas (kalor) menjadi energi dalam bentuk lain (usaha), seperti energi mekanik. Mesin Kalor mampu menghasilkan usaha karena menurut Hukum 2 Termodinamika, kalor mengalir secara spontan dari reservoir panas ke reservoir dingin. Mesin carnot adalah bentuk khusus dari mesin kalor yang sangat ideal di mana kalor yang dialirkan akan berbanding lurus dengan suhu pada reservoir sehingga pada mesin carnot berlaku persamaan efisiensi $\eta=1-\frac{T_{\text{C}}}{T_{\text{H}}}$ di mana $T_{\text{C}}$ merupakan suhu di reservoir dingin dan $T_{\text{H}}$ merupakan suhu di reservoir panas. Suhu harus dinyatakan dalam satuan kelvin.