Sebuah mesin carnot memiliki efisiensi 40%.jika suhu reservoir panas 127 derajat C,maka penurunan suhu reservoir dingin agar efisiensi mesin meningkat menjadi 6

80 K

Pembahasan

Kondisi awal:

• Suhu reservoir panas T₁ = 127⁰C
• Efisiensi mesin Carnot  η = 40% atau 0,4

Kondisi akhir:

• Efisiensi mesin Carnot  η' = 60% atau 0,6
• Ditanyakan penurunan suhu reservoir dingin?

Proses:

Konversi satuan suhu menjadi Kelvin

T₁ = 127 + 273 = 400 K

Rumus efisiensi mesin Carnot [tex]\boxed{~\eta = 1 - \frac{T_2}{T_1}~}[/tex]

Keterangan:

• [tex]\eta =[/tex] efisiensi [tex](0 < \eta < 1))[/tex]
• [tex]T_2 =[/tex] suhu reservoir dingin
• [tex]T_1 =[/tex] suhu reservoir panas

Step-1: hitung suhu reservoir dingin pada kondisi awal (T₂)

Pada kondisi awal, efisiensi mesin Carnot  η = 40% atau 0,4.

[tex]\boxed{ \ 0,4 = 1 - \frac{T_2}{400} \ }[/tex]

[tex]\boxed{ \ \frac{T_2}{400} = 0,6 \ }[/tex]

[tex]\boxed{ \ T_2 = 400 \times 0,6 \ }[/tex]

Diperoleh suhu reservoir dingin pada kondisi awal sebesar T₂ = 240 K.

Step-2: hitung suhu reservoir dingin pada kondisi akhir (T₂')

Pada kondisi akhir, efisiensi mesin Carnot  η = 60% atau 0,6. Suhu reservoir panas dijaga tetap pada T₁ = 400 K.

[tex]\boxed{~\eta = 1 - \frac{T_2'}{T_1}~}[/tex]

[tex]\boxed{ \ 0,6 = 1 - \frac{T_2'}{400} \ }[/tex]

[tex]\boxed{ \ \frac{T_2'}{400} = 0,4 \ }[/tex]

[tex]\boxed{ \ T_2' = 400 \times 0,4 \ }[/tex]

Diperoleh suhu reservoir dingin pada kondisi akhir sebesar T₂' = 160 K.

Step-3: hitung penurunan suhu reservoir dingin

Penurunan suhu reservoir dingin = T₂ - T₂'

                                                       = 240 K - 160 K

Terjadi penurunan suhu reservoir dingin sebesar 80 K, agar efisiensi mesin meningkat dari 40% menjadi 60%

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Catatan

• Mesin Carnot adalah mesin bakar yang menghasilkan usaha dari kalor yang diserap pada reservoir suhu tinggi dan dilepas pada reservoir suhu rendah.
• Mesin Carnot terdiri dari dua proses isotermal dan dua proses adiabatik.
• Efisiensi mesin Carnot dihitung berdasarkan reservoir suhu tinggi (T₂) dan reservoir suhu rendah (T₁) atau kalor serap (Q₁) dan kalor lepas (Q₂).
• Usaha (W) = kalor serap (Q₁) - kalor lepas (Q₂)

Pelajari lebih lanjut

1. Persoalan Hukum Pertama Termodinamika https://brainly.co.id/tugas/9725099
2. Menghitung efisiensi mesin Carnot dari diagram PV https://brainly.co.id/tugas/15673176
3. Menghitung tekanan gas pada proses adiabatik dari nisbah mesin kompresi yang diketahui brainly.co.id/tugas/13783811

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Detil jawaban

Kelas: XI  

Mapel: Fisika

Bab: Termodinamika

Kode: 11.6.7