Thanks buat mbak Indah yg sudah bantu menjawab soal-soal ini.
Silahkan digunakan untuk latihan, jika ada kesalahan atau masih bingung boleh contact saya di twitter @Rezoum
1.
Sebesar
1 mol gas CO terdapat dalam wadah kubus kecil dengan panjang a pada 57oC
gas dikeluarkan dengan sempurna dari wadah kecil dan diletakkan dalam wadah
besar panjang 2a pada temperatur yang sama. Tentukan perubahan entropinya jika
terjadi dalam proses reversibel dan bersifat gas ideal!
2.
Bagaimanakah
Clausius dan Kelvin-Planck mengkaji Hukum Termodinamika Kedua!
3.
Bagaimanakah
konsep Carnot tentang Hukum Termodinamika Kedua, jelaskan dengan diagram!
4. Sepotong
logam berat 1 kg dan pada suhu 250oC ditempatkan dalam 2 kg air pada
150 K. Kapasitas panas air 4,184 J / g K dan kapasitas panas logam 22 J / g K.
Tentukan perubahan entropi yang terjadi!
5. Kalor
mengalir secara spontan sebesar 1500 J dari reservoir panas bersuhu 500 K
menuju reservoir dingin bersuhu 300 K. Tentukan perubahan entropi total jika
dianggap tidak ada perubahan lain yang terjadi!
6. Pendingin
beroperasi secara reversibel mengeluarkan 45 kJ energi sebagai kalor dari
sumber dingin dan memberikan 67 kJ pada reservoir panas pada 300 K. Tentukan
temperatur sumber panas!
7. Sebuah
refrigerator bekerja pada siklus Carnot bolak-balik menghilangkan panas 40
kJ/menit dari reservoir pada 1oC dan mendorong panas ke dalam
reservoir 41oC. Tentukan COP (Coefficient of Performance) serta
panas yang didorong ke dalam reservoir panas!
Penyelesaian
1.
Diketahui:
n CO =
1 mol
V1
= a3
V2
= 8a3
T = 57oC
= 330 K
Ditanya:
2. a. Menurut Clausius
Menurut Clausius, reservoir panas menerima kalor dari
reservoir dingin. Sehingga dalam prosesnya memerlukan energi. Jika energi yang
ditambahkan kepada arus sebagai kerja dan disebutkan ke dalam wadah panas
sebagai kalor maka entropi ekstra yang dihasilkan hanya cukup untuk mengatasi
pengurangan entropi. Contoh: sumber dingin dan proses keseluruhan bersifat
konstan.
b. Menurut Kelvin-Planck
3. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tidak
ada mesin nonreversibel yang beroperasi antara dua reservoir pada suhu konstan
dapat memiliki efisiensi yang lebih besar dari sebuah mesin yang beroperasi
antara temperatur yang sama.
b.
Semua
mesin reversibel yang beroperasi antara temperatur yang sama memiliki efisiensi
yang sama.
c.
Sifat
penting mesin Carnot: Semua input Qh berasal dari suatu hot reservoir pada satu
temperatur tunggal (Th) dan semua kalor yang dibuang (Qc) pergi menuju suatu
cold reservoir pada temperatur tunggal (Tc).
4.
Diketahui:
m
logam = 1 kg
T
logam = 250oC = 523 K
m air
= 2 kg
T air
= 150 K
C air
= 4,184 J / g K
C
logam = 22 J / g K
Ditanya:
∆S = ?
Jawab:
Q
lepas =
Q serap
m
logam . C logam (T logam – Tc) =
m air . C air . (Tc – T air)
1 kg .
22 J / g K . (523 K – Tc) =
2 kg . 4,184 J / g K . (Tc – 150 K)
22 .
(523 K - Tc) =
8,368 . (Tc – 150 K)
11506
K – 22 Tc =
8,368 Tc – 1255,2 K
11506
K + 1255,2 K =
8,368 Tc + 22 Tc
12761,2
K =
30,368 Tc
q logam =
m logam . C logam . ∆T
=
1000 g . 22 J / g K . (523 K – 420,22 K)
=
1000 g . 22 J / g K . 102,78 K
=
2261160 J
=
2261,160 kJ
q air =
m air . C air . ∆T
=
2000 g . 4,184 J / g K . (420,22 K – 150 K)
=
2000 g . 4,184 J / g K . 270,22 K
=
2261200,96 J
=
2261,20096 kJ
5.
Diketahui:
Qh = 1500 J
Th = 500 K
Tc = 300 K
Ditanya:
∆S total = ?
Jawab:
Karena proses berlangsung secara spontan dan
tidak ada perubahan lain yang terjadi, maka besarnya Qc = - Qh = - 1500 Joule
6.
Diketahui:
Qc = 45 kJ = 45000 J
Tc = 300 K
Qh = 67 kJ = 67000 J
Ditanya:
Th = ?
Jawab:
7.
Diketahui:
Qc = 40 kJ/menit = 40000J/menit
Tc = 1oC = 274 K
Th = 41oC = 314 K
Ditanya:
Qh = ?
COP mesin dingin = ?
0 Comments
Posting Komentar
Leave comment!