suatu pabrik pembangkit tenaga listrik dengan daya  1000MW berada di dekat sungai dan menggunakan air pendingin dari sungai untuk menghilangkan panas buang (waste heat). Pabrik pembangkit tenaga listrik mempunyai efisiensi overall 33% dan anggap semua panas buang dari pabrik dihilangkan dengan air pendingin. laju air sungai 100 m^3 / detik. tentukan kenaikan suhu sungai

Untuk menyelesaikan soal ini, kita bisa mengikuti beberapa langkah, dengan menggunakan prinsip dasar dari termodinamika, efisiensi energi, dan kalor.

### Diketahui:
1. **Daya listrik (P_listrik)** = 1000 MW = \( 1000 \times 10^6 \) watt
2. **Efisiensi pembangkit (η)** = 33% = 0.33
3. **Laju aliran air sungai** = 100 m³/detik
4. Semua panas buang dihilangkan dengan air pendingin.
   
### Langkah 1: Menentukan panas yang dibuang oleh pabrik

Efisiensi sebuah pembangkit listrik didefinisikan sebagai rasio daya listrik yang dihasilkan terhadap total energi yang dihasilkan dari bahan bakar.

\[
\eta = \frac{P_{listrik}}{P_{total}}
\]

Dengan ini kita bisa menghitung total energi yang dihasilkan oleh bahan bakar:

\[
P_{total} = \frac{P_{listrik}}{\eta} = \frac{1000 \times 10^6}{0.33} \approx 3030.3 \times 10^6 \, \text{watt}
\]

Panas buang yang harus dihilangkan adalah sisa energi yang tidak diubah menjadi listrik, atau:

\[
P_{panas} = P_{total} - P_{listrik} = 3030.3 \times 10^6 - 1000 \times 10^6 = 2030.3 \times 10^6 \, \text{watt}
\]

### Langkah 2: Menghitung kenaikan suhu air sungai

Panas buang ini diserap oleh air sungai. Untuk menghitung kenaikan suhu air, kita gunakan rumus kalor:

\[
Q = m \cdot c \cdot \Delta T
\]

Di mana:
- \( Q \) adalah panas yang diserap (dalam joule per detik atau watt, dalam hal ini sama dengan \( P_{panas} \)),
- \( m \) adalah laju massa aliran air (kg/detik),
- \( c \) adalah kapasitas panas spesifik air, sekitar \( 4186 \, \text{J/kg}^\circ \text{C} \),
- \( \Delta T \) adalah kenaikan suhu yang ingin kita cari.

Laju massa aliran air dapat dihitung dari laju volumetrik aliran air sungai:

\[
m = \rho \cdot \text{laju volumetrik} = 1000 \, \text{kg/m}^3 \cdot 100 \, \text{m}^3/\text{detik} = 100,000 \, \text{kg/detik}
\]

Sekarang kita substitusi nilai-nilai ini ke dalam persamaan kalor:

\[
2030.3 \times 10^6 = 100,000 \cdot 4186 \cdot \Delta T
\]

Maka, kita dapat menghitung kenaikan suhu \( \Delta T \):

\[
\Delta T = \frac{2030.3 \times 10^6}{100,000 \cdot 4186} \approx 4.85^\circ \text{C}
\]

### Jawaban:
Kenaikan suhu sungai akibat panas buang dari pabrik pembangkit listrik adalah sekitar **4.85°C**.

---

Apakah ada bagian yang ingin dijelaskan lebih lanjut? Berikut 5 pertanyaan terkait:

1. Bagaimana cara menghitung efisiensi suatu pembangkit listrik?
2. Mengapa kapasitas panas spesifik air penting dalam perhitungan ini?
3. Bagaimana panas buang berdampak pada ekosistem sungai?
4. Bagaimana metode lain yang bisa digunakan untuk menghilangkan panas buang selain menggunakan air sungai?
5. Apa yang terjadi jika efisiensi pembangkit listrik lebih tinggi dari 33%?

**Tip**: Semakin besar efisiensi pembangkit listrik, semakin sedikit panas buang yang perlu dihilangkan, yang berarti lebih sedikit dampak pada lingkungan seperti sungai.

suatu pabrik pembangkit tenaga listrik dengan daya 1000MW berada di dekat sungai dan menggunakan air pendingin dari sungai untuk menghilangkan panas buang (waste heat). Pabrik pembangkit tenaga listrik mempunyai efisiensi overall 33% dan anggap semua panas buang dari pabrik dihilangkan dengan air pendingin. laju air sungai 100 m^3 / detik. tentukan kenaikan suhu sungai

Learn how to calculate the temperature rise in a river when a 1000MW power plant uses river water for cooling. This problem involves thermodynamic principles, energy efficiency, and heat transfer equations. Suitable for students in Grades 11-12.

Math Problem Statement

Solution

Ask a new question for Free

By Image

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Formulas

Theorems

Suitable Grade Level

Related Recommendation