Suhu di dalam ruangan suatu mesin pendingin kulkas nol derajat Celcius dan suhu di luar 27 derajat Celcius setiap jam panas yang dikeluarkan dari ruangan ialah

Kelas         : XI

Pelajaran   : Fisika

Kategori     : Termodinamika

Kata Kunci : mesin pendingin atau kulkas, koefisien kinerja

Kode : 11.6.10 [Kelas 11 Fisika Bab 6 - Termodinamika]

___________________________________________________________

Konsep Dasar

Mesin Pendingin atau refrigerator atau kulkas adalah mesin yang bekerja secara siklus carnot terdiri dari sepasang proses adiabatik dan proses isotermik, dirancang untuk mengeluarkan atau mesin mengambil kalor (Q2) dari suatu ruang yang lebih dingin dan dengan menerima usaha W dari luar sistem, dan melepaskan atau membuang kalor (Q1) ke ruangan yang lebih panas. Baik tidaknya mesin pendingin diukur dari koefisien kinerja yang dirumuskan :

k = Q2/W = Q2/(Q1 - Q2)

atau 

untuk mesin pendingin yang ideal adalah :

k = Q2/W = T2/(T1 - T2)

dengan :

k = koefisien kinerja mesin pendingin

Q1 = kalor yang dibuang mesin ke ruangan panas

Q2 = kalor yang diambil mesin dari ruangan dingin

W = usaha yang diperlukan mesin

T1 = suhu tinggi pada ruangan panas

T2 = suhu rendah pada ruangan dingin

  

Analisa Data Soal

Soal :

Suhu di dalam ruangan suatu mesin pendingin kulkas nol derajat Celcius dan suhu di luar 27 derajat Celcius setiap jam panas yang dikeluarkan dari ruangan ialah 6,7 kali 10 pangkat 6 Joule berapa watt besar daya listrik yang dipakai untuk kulkas tersebut ?

Penyelesaian :
Diketahui :
Suhu rendah, T2 = 0°C = 273 K
Suhu tinggi, T1 = 27°C = 300 K
Kalor yang dikeluarkan dari ruangan dingin, Q2 = 6,7 x 10⁶ Joule
waktu, t = 1 jam = 3600 detik

Tanya :
Daya listrik yang dipakai kulkas, P = __?

Jawab :

Step 1
Mesin Kulkas dianggap ideal maka besar kalor yang dilepaskan ke ruang panas, 
Q1/Q2 = T1/T2
Q1 = (T1/T2). Q2
Q1 = (300/273).6,7 x 10⁶ 
Q1 = 7,4 x 10⁶ Joule

Step 2
Usaha yang dipakai mesin kulkas,
W = Q1 - Q2
W = 7,4 x 10⁶ Joule - 6,7 x 10⁶ Joule
W = 0,7 x 10⁶ Joule

Step 3
Daya yang diperlukan kulkas,
P = W/t
P =  0,7 x 10⁶ / 3600
P = 194,44 Watt

Kesimpulan :
Daya yang dipakai kulkas adalah 194,44 Watt
___________________________________________________________
)|(
FZA