MESIN CARNOT

Page 1

Mesin Carnot

Mesin Carnot adalah mesin yang mengubah panas menjadi mekanik, secara reversible (mengulang). Mesin carnot didefinisikan sebagai siklus termodinamika tertutup yang ideal. Mesin carnot dikernal sebagai mesin sederhana yang didalamnya sudah termasuk pemanasan/pendinginan, kompresi/ekspansi yang lengkap bahkan suhu dan volume kembali seperti keadaan awal secara utuh.

Dalam siklusnya secara sederhana. panas dan/atau gas dikeluarkan dari silinder sebelum siklus berikutnya dimulai, atau semua upaya yang dilakukan oleh gas untuk mengembang akan dihabiskan untuk mengompresnya kembali!

Mari kita simak penjelasan di slide berikutnya!

Page 2

Mesin Carnot (2)

Dalam (AB), prosesnya adalah ekspansi gas isotermal reversibel. Dalam proses ini, jumlah kalor yang diserap oleh gas ideal adalah Q2 dari sumber kalor pada suhu T2. Gas memuai dan melakukan kerja di sekitarnya.

Pada (BC), prosesnya adalah pemuaian gas adiabatik reversibel. Di sini, sistem terisolasi secara termal, dan gas terus memuai dan kerja dilakukan pada lingkungan. Sekarang suhunya lebih rendah, T1.

Pada (CD), proses tersebut merupakan proses kompresi gas isotermal reversibel. Di sini, Q1 kehilangan panas terjadi ketika lingkungan melakukan pekerjaan pada suhu T1.

Pada (DA), proses kompresi gas adiabatik reversibel. Sekali lagi sistem ini terisolasi secara termal. Suhu kembali naik kembali ke T2 karena sekitarnya terus melakukan pekerjaan mereka pada gas.

Page 3

Perhitungan Mesin Carnot

Persamaan Carnot dijadikan batas atas efisiensi untuk semua mesin kalor, mesin di mobil, kapal bertenaga nuklir, atau pesawat jet.

\[W = Q_1 - Q_2 \]

karena

\[\frac {Q_1}{Q_2} = \frac {T_1}{T_2} \]

maka :

\[W = Q_1 \big (1- \frac {T_2}{T_1} \big) \]

W = usaha mesin Carnot (J)

Q1 = kalor yang diserap dari reservor suhu T1

Q2 = kalor yang dibuang pada reservoir suhu T2

T1 = suhu tinggi (K)

T2 = suhu rendah (K)

Page 4

Koefisien Mesin Carnot

koefisien energi yang terdapat di dalam mesin carnot adalah sebagai berikut:

\[\eta = \frac{W}{Q_1} x 100 \% = \big (1- \frac {T_2}{T_1} \big) x 100 \% \]

atau

\[\eta = \big (1- \frac {Q_2}{Q_1} \big) x 100 \% \]