Nisbah kompersi mesin diesel 10 : 1. Pada tekanan 20 kPa, di dalam mesin terdapat 10 L gas. Apabila .... Question from @DedeMaulaMcLaren21

May 2019 1 69 Report

Nisbah kompersi mesin diesel 10 : 1. Pada tekanan 20 kPa, di dalam mesin terdapat 10 L gas. Apabila proses tersebut terjadi secara adiabatik, tekanan akhir gas sebesar . . . . (konstanta Laplace = 1,4)
a. 10 atm
b. 20 atm
c. 25 atm
d. 40 atm
e. 50 atm

hakimium

Verified answer

Kelas : XI
Pelajaran : Fisika
Kategori : Termodinamika
Kata Kunci : nisbah, kompresi, mesin, diesel, tekanan, gas, adiabatik, konstanta, Laplace

Kode : 11.6.10 [Kelas 11 Fisika Bab 10 Termodinamika]

Diketahui
Nisbah kompresi mesin diesel 10 : 1
Tekanan awal gas $p_1=20 \ kPa$
Perhatikan, agar pengerjaan soal ini memenuhi pilihan jawaban yang tersedia maka tekanan awal gas dinyatakan sebesar $p_1=200 \ kPa$
Volum awal gas $V_1=10 \ L$
Proses terjadi secara adiabatik
Tetapan Laplace $\gamma=1,4$

Ditanya
Tekanan akhir gas $p_2$

Penyelesaian

Proses adiabatik adalah suatu proses perubahan keadaan gas di mana tidak ada kalor yang keluar atau masuk dari sistim. Sehingga dalam proses adiabatik berlaku Q = 0.

Persamaan yang menghubungkan antara tekanan p dengan volum V dalam suatu proses adiabatik dikenal sebagai Hukum Poisson, yakni
$p_1V_1^{\gamma}=p_2V_2^{\gamma}$ ... [persamaan-1]
$T_1V_1^{\gamma-1}=T_2V_2^{\gamma-1}$ ... [persamaan-2]
$\gamma$ adalah tetapan Laplace
$\gamma= \frac{C_p}{C_v}$ , merupakan rasio antara kapasitas kalor molar atau kalor jenis gas pada tekanan tetap dengan volum tetap. Karena $C_p\ \textgreater \ C_v$ , maka $\gamma\ \textgreater \ 1$

Dalam istilah teknik mesin, nisbah atau rasio kompresi mesin diesel 10 : 1 bermakna volum gas dikompresi menjadi ¹/₁₀ volum semula. Dapat dikatakan bahwa $V_2= \frac{1}{10}V_1 \ atau \ V_1=10V_2$ .

Pada persoalan kali ini digunakan persamaan-1
$p_1V_1^{\gamma}=p_2V_2^{\gamma}$
$(200 \ kPa)(10V_2)^{1,4}=p_2V_2^{1,4}$
$(200\times10^3 \ Pa)(10^{1,4})V_2^{1,4}=p_2V_2^{1,4}$
$Hasil \ dari \ 10^{1,4}=25,12$
$Diperoleh \ p_2=5,024\times10^6 \ Pa$
$Ingat, 1 atm = 1,01 \times10^5 \ Pa$
$Jadi, p_2=(5,024\times10^6 \ Pa)( \frac{1 \ atm}{1,01\times10^5})$
$Hasilnya \ p_2=49,74 \ atm \ dibulatkan \ menjadi \ 50 \ atm$

Persamaan-1 dapat pula disiapkan sebagai berikut
$p_2=p_1( \frac{V_1}{V_2} )^{\gamma}$
$p_2=(200\times10^3 \ Pa)( \frac{10V_2}{V_2} )^{1,4}$
$p_2=(200\times10^3 \ Pa)(10^{1,4})$
$p_2=(200\times10^3 \ Pa)(25,12)$
$p_2=5,024\times10^6 \ Pa$
$Hasilnya \ tetap \sama, yakni \ p_2=49,74 \ atm \ dibulatkan \ menjadi \ 50 \ atm$

Jawaban : E. 50 atm

__________________

Pelajari kasus tentang menghitung besarnya usaha pada proses adiabatik
brainly.co.id/tugas/13352409
Pelajari kembali persoalan terkait teori kinetik gas dalam menghitung massa gas bila diketahui tekanan, volum, suhu, dan massa molekul relatif gas.
brainly.co.id/tugas/13212462
Simak kembali hubungan antara kecepatan efektif molekul-molekul gas terhadap suhu.
brainly.co.id/tugas/13284070

28 votes Thanks 61