Belajar Pintar Materi SMP, SMA, SMK

Termos

Pada alat rumah tangga tersebut terdapat aplikasi hukum I termodinamika dengan sistem terisolasi. Dimana tabung bagian dalam termos yang digunakan sebagai wadah air, terisolasi dari lingkungan luar karena adanya ruang hampa udara di antara tabung bagian dalam dan luar. Maka dari itu, pada termos tidak terjadi perpindahan kalor maupun benda dari sistem menuju lingkungan maupun sebaliknya.

Mesin kendaraan bermotor

Pada mesin kendaraan bermotor terdapat aplikasi termodinamika dengan sistem terbuka.

Dimana ruang di dalam silinder mesin merupakan sistem, kemudian campuran bahan bakar dan udara masuk kedalam silinder, dan gas buang keluar sistem melalui knalpot.

Refrigerator (Lemari Es)

Refrigerator adalah suatu unit mesin pendingin dipergunakan dalam rumah tangga, untuk menyimpan bahan makanan atau minuman. Lemari es memanfaatkan sifat ini. Bahan pendingin yang digunakan sudah menguap pada suhu -200C. Panas yang diperlukan untuk penguapan ini diambil dari ruang pendingin, karena itu suhu dalam ruangan ini akan turun. Penguapan berlangsung dalam evaporator yang ditempatkan dalam ruang pendingin karena sirkulasi udara, ruang pendingin ini akan menjadi dingin seluruhnya.

Lemari Es merupakan kebalikan mesin kalor dan beroperasi untuk mentransfer kalor keluar dari lingkungan yang sejuk ke lingkungan yang hangat.

Dengan melakukan kerja W, kalor diambil dari daerah temperatur rendah TL (katakanlah, di dalam lemari Es), dan kalor yang jumlahnya lebih besar dikeluarkan pada temperatur tinggi Th (ruangan).

Pendingin Ruangan (AC)

Air Conditioner (AC) alias Pengkondisian Udara merupakan seperangkat alat yang mampu mengkondisikan ruangan yang kita inginkan, terutama mengkondisikan ruangan menjadi lebih rendah suhunya dibanding suhu lingkungan sekitarnya.

Filter (penyaring) tambahan digunakan untuk menghilangkan polutan dari udara. AC yang digunakan dalam sebuah gedung biasanya menggunakan AC sentral. Selain itu, jenis AC lainnya yang umum adalah AC ruangan yang terpasang di sebuah jendela.

Kunci utama dari AC adalah refrigerant, yang umumnya adalah fluorocarbon, yang mengalir dalam sistem, menjadi cair dan melepaskan panas saat dipompa (diberi tekanan), dan menjadi gas dan menyerap panas ketika tekanan dikurangi.

Mekanisme berubahnya refrigerant menjadi cairan lalu gas dengan memberi atau mengurangi tekanan terbagi mejadi dua area. Sebuah penyaring udara, kipas, dan cooling coil (kumparan pendingin) yang ada pada sisi ruangan dan sebuah kompresor (pompa), condenser coil (kumparan penukar panas), dan kipas pada jendela luar.

Udara panas dari ruangan melewati filter, menuju ke cooling coil yang berisi cairan refrigerant yang dingin, sehingga udara menjadi dingin, lalu melalui teralis/kisi-kisi kembali ke dalam ruangan.

Pada kompresor, gas refrigerant dari cooling coil lalu dipanaskan dengan cara pengompresan. Pada condenser coil, refrigerant melepaskan panas dan menjadi cairan, yang tersirkulasi kembali ke cooling coil. Sebuah thermostat mengontrol motor kompresor untuk mengatur suhu ruangan.

Jawablah pertanyaan berikut!

Suatu gas mempunyai volume awal 2,0 m³ dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga volume akhirnya menjadi 4,5 m³. Bila tekanan gas yaitu 2 atm, tentukan usaha luar gas tersebut ?? (1 atm = 1,01 x 10⁵ Pa)

A. 5,05 x 10⁵ joule
B. 7,05 x 10⁵ joule
C. 9,05 x 10⁵ joule
D. 12,05 x 10⁵ joule
E. 13,05 x 10⁵ joule

JAWABAN BENAR

5,05 x 10⁵ joule

PEMBAHASAN

Diketahui :

V₂ = 4,5 m³
V₁ = 2,0 m³
P = 2 atm = 2,02 x 10⁵ Pa

Isobaris --> Tekanan Tetap

Ditanya W ??

Dijawab :

W = P (V)
W = P(V₂ - V₁)
W = 2,02 x 10⁵ (4,5 - 2,0) = 5,05 x 10⁵ joule

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Suatu mesin Carnot, jika reservoir panasnya bersuhu 400 K akan mempunyai efisiensi 40%. Jika reservoir panasnya bersuhu 640 K, efisiensinya.....%

A. 5, 25 %
B. 15, 35 %
C. 43, 25 %
D. 62,5 %
E. 70,2 %

JAWABAN BENAR

62,5 %

PEMBAHASAN

Data pertama :

Cari terlebih dahulu suhu rendahnya (Tr) hilangkan 100 % untuk mempermudah perhitungan :

Data kedua

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Syarat gas ideal dikatakan melakukan proses isotermal yakni ....

A. Q = W
B. Q > W
C. Q < W
D. Q = U
E. W = U

JAWABAN BENAR

Q = W

PEMBAHASAN

Pada saat proses isotermal, suhu konstan jika perubahan energi sama dengan 0. Pada Hukum Termodinamika pertama, menyatakan bahwa kalor (Q) merupakan penjumlahan antara perubahan energi (U) dan usaha (W). Jika U = 0 maka Q = W.

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Prinsip Kerja Mesin Diesel merupakan penerapan pada proses ....

A. proses isobarik
B. proses isokhorik
C. proses isotermal
D. proses adiabatik
E. proses dinamika

JAWABAN BENAR

proses adiabatik

PEMBAHASAN

Penerapan Adiabatik terjadi pada Prinsip Kerja Mesin Diesel. Motor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam. Prosip kerja motor diesel adalah merubah energi kimia menjadi energi mekanis. Energi kimia di dapatkan melalui proses reakasi kimia (pembakaran) dari bahan bakar (solar) dan oksidiser (udara) di dalam silinder (ruang bakar).

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Terdapat dua bejana A dan B volumenya sama berisi udara yang suhu dan massanya sama. bejana A dipanaskan secara isobaris sedangkan udara di dalam bejana B dipanaskan pada proses isokhoris. Jika besar kalor yang diberikan pada bejana A dan B sama maka ....

A. kenaikan suhu udara di A dan di B sama
B. perubahan energi dalam di A dan di B sama
C. kenaikan suhu udara di A lebih kecil dari di B
D. kenaikan suhu udara di A lebih besar dari di B
E. salah semua

JAWABAN BENAR

kenaikan suhu udara di A lebih kecil dari di B

PEMBAHASAN

Pada bejana B usaha bernilai nol karena proses isokhoris (V = tetap) sehingga kalor sepenuhnya untuk perubahan energi dalam ( suhu), sedangkan pada bejana A kalor sebagian berubah menjadi usaha dan energi dalam. Jadi suhu di B lebih besar.