Bank Soal Fisika SMA Hukum II Termodinamika

Soal

Pilgan

Pembahasan

Perhatikan grafik siklus termodinamika berikut!

Besarnya usaha yang dilakukan oleh siklus tersebut adalah ....

E

500 J

Pembahasan:

Diketahui:

Grafik siklus carnot.

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

Suhu reservoir panas $T_{\text{H}}$ = 400 K

Kalor dari reservoir panas $Q_{\text{H}}$ = 500 J

Ditanya:

Besar usaha $W$ = ?

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 dimana kalor yang dialirkan akan berbanding lurus dengan suhu pada reservoir sehingga pada mesin carnot berlaku persamaan efisiensi $\eta=1-\frac{T_{\text{C}}}{T_{\text{H}}}$ dimana $T_{\text{C}}$ merupakan suhu di reservoir dingin dan $T_{\text{H}}$ merupakan suhu di reservoir panas. Suhu harus dinyatakan dalam satuan kelvin.

Efisiensi ini adalah perbandingan antara energi yang menjadi usaha dengan total kalor yang masuk ke dalam sistem dari reservoir panas, dengan kata lain $\eta=\frac{W}{Q_{\text{H}}}$ dimana $W$ adalah usaha dan $Q_{\text{H}}$ adalah kalor dari reservoir panas.