1. Sebuah mesin Carnot membangkitkan tenaga 2000 J dari reservoir bertemparatur 1200 K ke reservoir 400 K, maka mesin pada saat itu menghabiskan energi sebanyak …………
Penyelesaian:


2. Sebuah mesin Carnot mengambil 2000 J panas dari reservoir pada 500 K, melakukan kerja dan membuang sejumlah panas ke reservoir pada 350 K. Berapa banyak kerja yang dilakukan, berapa banyak panas yang terbuang, dan berapa efisiensinya?
Penyelesaian:
Panas Q yang dibuang oleh mesin adalah

Kemudian dari hokum pertama, kerja W yang dilakukan oleh mesin adalah
W = QH + QC = 2000 J + (-1400 J) = 600 J
Efisiensi termalnya yaitu


3. Satu Kg es pada 0oC dicairkan dan diubah menjadi air pada 0oC. Hitung perubahan entropinya, asumsikan bahwa peleburan berlangsung secara reversibel. Panas lebur air adalah Lf = 3,34 x 105 J/Kg ?
Penyelesaian:
Suhu T adalah konstan pada 273 K. Panas yang dibutuhkan untuk melelehkan es adalah Q = mLf = 3,34 x 105 J. Kenaikan entropinya yaitu:

4. Sebuah refrigenerator mempunyai koefisien performasi 4,5. Berapakah usaha yang dibutuhkan untuk membuat es batu dari 1 L air pada 10oC?
Penyelesaian:
Massa 1 L air adalah 1 Kg. Energi panas yang harus dikeluarkan untuk mereduksi temperature air sebesar 10oC = 10 K adalah

Panas pembekuan air adalah 333,5 kJ/kg. Oleh karena itu panas yang harus dikeluarkan untuk membekukan 1 L air menjadi es batu adalah Q2 = 333,5 kJ.
Dengan demikian, jumlah panas total yang harus dikeluarkan adalah
Qc = Q1 + Q2 = 41,8 kJ + 333,5 kJ = 375,3 kJ = 375 kJ
Usaha yang dibutuhkan yaitu:


5. Untuk mesin Carnot pada soal no.2, tentukanlah perubahan entropi total dalam mesin selama satu siklus?
Penyelesaian:
Tidak ada perubahan dalam entropi selama ekspansi adiabatik atau kompresi adiabatik. Selama ekspansi isothermal pada TH = 500 K mesin mengambil 2000 J panas, dan perubahan entropinya adalah

Selama kompresi isothermal pada TC = 350 K mesin mengeluarkan 1400 J panas, dan perubahan entropinya adalah

Perubahan entropi total dalam mesin selama satu siklus adalah . Perubahan entropi totalnya dari kedua reservoir selalu nol, walaupun masing-masing reservoir mengalami perubahan entropi. Siklus ini tidak mengandung proses ireversibel, dan perubahan entropi total sistem serta lingkungannya adalah nol.