1. Energi kalor yang masuk pada volume kostan adalah sebesar energi yang digunakan untuk kerja mesin. 2. Efisiensi mesin ditentukan oleh perbandingan suhu tinggi dan rendah, sementara kalor yang dibuang berbanding lurus dengan kerja mesin. 3. Perubahan entropy pada proses tertutup volume konstan ditentukan oleh kalor yang dikeluarkan ke lingkungan dan perubahan suhu.

1. JAWABAN SOAL MID (2012)
1. Energi kalor yang masuk pada volume kostan adalah sebesar
2. a. Efisiensi:
b. Kalor yang dibuang: (adalah energi yang digunakan untuk kerja mesin)
c. Kerja:

2. 3. Tangki tertutup , v konstan,
Diketahui
Tsurr = 27oC
State 1 : T1 = 200oC, P1 = 300 kPa
Air, m=0,5 kg
Proses 1-2 : Pelepasan kalor ke lingkungan,
T1 = 200oC
QSys = - 421 kJ ,
P1 = 300 kPa Q= -421 kJ
Tsurr = 27oC = 300 K
P2 = 200 kPa
Sistem tertutup volume konstan,
v2 = v1
massa konstan volume jenis konstan
a. Perubahan entropy
State 2 : P2 = 200 kPa , v2 = v1
Sgen = Stotal = Ssystem + Ssurr
Ssystem = S2 S1 = m (s2 s1 )
State 1 : T1 = 200oC, P1 = 300 kPa Tsat@300 kPa =133,55 oC
T1 (200oC ) >Tsat@300 kPa (133,55 oC) Phase : Superheated vapor
Dari tabel A6 superheated water v1=0,7163 m3/kg ; s1=7,3115 kJ/kg K
State 2 : P2 = 200 kPa , v2 = v1 = 0,7163 m3/kg
vf =0,001061 m3/kg ; vg= 0,8857 m3/kg vf <v2 <vg
Phase : Saturated liquid vapor mixture
v vf v vf 0,7163 0,0011
x 0,8085
v fg vg vf 0,8857 0,0011
b. Tentukan entropi yang dibangkitkan
s2 sf xs fg 1,5301 0,8085 x 5,597 6,0553 kJ/kg K
Ssystem = S2 S1 = m (s2 s1) = 0,5 (6,0553-7,3115) = -0,6281 kJ/K
QSurr 421
S surr 1,4033 kJ/K
TSurr 300
Sdibangkitkan = Stotal = Ssystem + Ssurr = -0,6281+1,4033 kJ/K = 0,7752 kJ/K

3. 4. jawab:
a) Efisiensi mesin Carnot
Data :
Tt = 227oC = 500 K
Tr = 27oC = 300 K
η = ( 1 − Tr/Tt) x 100%
300
η=(1− /500) x 100% = 40%
b) Usaha mesin Carnot
η = W/Q1
4
/10 = W/1200
W = 480 joule
c) Perbandingan kalor yang dibuang di suhu rendah dengan usaha yang dilakukan mesin
Carnot
Q2 = Q1 − W = 1200 − 480 = 720 joule
Q2 : W = 720 : 480 = 9 : 6 = 3 : 2
d) Jenis proses ab, bc, cd dan da
ab → pemuaian isotermis (volume gas bertambah, suhu gas tetap)
bc → pemuaian adiabatis (volume gas bertambah, suhu gas turun)
cd → pemampatan isotermal (volume gas berkurang, suhu gas tetap)
da → pemampatan adiabatis (volume gas berkurang, suhu gas naik)

4. 5. Jawab No. 5
(P+b)v=RT
V R P RT
T P (P b) V P V2
1 V 1 P
k
V T P V V P
2
1 R 1 V
k
V ( P b) V RT
R 1 V
k
RT T RT
a) Cv
(p b)V RT
RT
P b
V
sehingga
P R
T V V
Dari rumus
U P T ,maka
P T
V T T V k
U R (P b)V
P T P
V T V V
U
P (P b) b
V T
Sehingga,
U U
dU dT dV
T V V T
dU CV dT bdV
U2 T2 V2
dU CV dT b dV
U1 T1 V1
U2 U1 CV (T2 T1 ) b(V2 V1 )
(U 2 U1 ) b(V2 V1 )
CV
T2 T1

5. b) Cv-Cp=R
Dari persamaan yang telah didapat ,
U C p CV U
P 0
V T V V T
C p CV
b P
V
C p CV
P b
V
1
( P b) V Cp CV
T
( P b)V
Cp CV
T
Cp CV R
U
d'q CV dT P dV d'q 0
V T
U
CV dT2 P dV
V T
CV dTq (P b) dVq
RT
CV dTq dVq
V
dT R dV
T CV V
dT R dV
0
T CV V
dT R dV
0
T Cv V
R
ln T ln V C
CV
R
CV
ln T ln V C
R
CV
ln T V C ln e C eC C
R
CV
TV C

6. d) Perubahan entropi pada suhu konstan
c) 2 2
d ' Qr 1
s d ' Qr
1
T T 1
pada isotermal
u
d ' qT P dV
V T
d ' qT P b dV
RT
d ' qT dV
V
jadi
2
1
s d ' Qr
T 1
2
1 RT
s dV
T 1
V
2
RT 1
s dV
T 1
V
s R ln( v 2 v1 )