Soal Latihan Fisika dan Pembahasannya Tentang Siklus Carnot

Setelah mempelajari contoh soal dan Pembahasan Fisika Tentang siklus Carnot, siswa diharapkan dapat menjelaskan proses siklus Carnot

 

Berikut ini adalah soal latihan fisika tentang siklus Carnot dan pembahasannya

Soal Pertama: Siswa diharapkan dapat menghitung nilai reservoir suhu rendah.

Bunyi Soal: Sebuah mesin Carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi 727⁰C mempunyai efisiensi 30%, maka reservoir suhu rendahnya bersuhu….

Penyelesaian:

Pertama, mari kita nyatakan terlebih dahulu besaran-besaran fisika yang telah diketahui di soal:

Kedua, besaran fisika yang harus kita cari nialinya adalah suhu rendah:

Mari kita hitung menggunakan persamaan efisiensi pada siklus Carnot.

Nilai efisiensi pada siklus Carnot adalah:

 

Jadi, reservoir suhu rendahnya bersuhu 700 K atau bila dinyatakan dalam satuan Celcius, maka besarnya adalah 427⁰C.

 

Soal kedua: Siswa diharapkan dapat menghitung suhu tinggi pada sebuah reservoir

Bunyi Soal: Jika reservoir suhu tinggi bersuhu 800 K, maka efisiensi maksimum mesin 40%, agar efisiensi maksimumnya naik menjadi 50%, maka berapakah suhu tinggi yang harus dinaikkan?

Penyelesaian:

Yang harus dilakukan pertama, mari kita nyatakan terlebih dahulu besaran-besaran fisika yang telah diketahui di soal:

 

Permasalahan yang harus kita selesaikan adalah suhu tinggi

Dari kasus soal tersebut diatas, yang pertama adalah kita mencari nilai dari suhu reservoir rendah untuk efisiensi sebesar 40%. Setelah itu, dengan data nilai suhu reservoir rendah, kita mencari besarnya suhu reservoir yang harus dinaikkan, agar efisiensinya menjadi 50 %.

Langkah pertama: kita mencari nilai dari suhu reservoir rendah untuk efisiensi sebesar 40%.

Langkah kedua: dengan data nilai suhu reservoir rendah, yaitu sebesar 480 K kita mencari besarnya suhu reservoir yang harus dinaikkan, agar efisiensinya menjadi 50 %.

Sehingga, suhu yang harus dinaikan pada reservoir suhu tinggi adalah 960 K, agar efisiensinya menjadi 50%.