Efisiensi Mesin Carnot

                                                               
Efisiensi mesin carnot akan dibahasa pada artikel ini. Sebelumnya apakah yang dimaksud dengan siklus carnot ? siklus carnot adalah salah satu lingkup dari ilmu thermodinamika, yang termasuk dalam mesin kalor atau  panas. Prinsip kerjanya adalah sejumlah kalor diserap dari sumber kalor pada suhu tinggi, sebagian diubah menjadi kerja dan sisanya dilepas ke penerima kalor dengan suhu yang lebih rendah. Suatu mesin yang menjalani siklus carnot disebut mesin carnot.

Setiap sistem termodinamika berada dalam keadaan tertentu. Sebuah siklus termodinamika terjadi ketika suatu sistem mengalami rangkaian keadaan-keadaan yang berbeda, dan akhirnya kembali ke keadaan semula. Dalam proses melalui siklus ini, sistem tersebut dapat melakukan usaha terhadap lingkungannya, sehingga disebut mesin kalor. Sebuah mesin kalor bekerja dengan cara memindahkan energi dari daerah yang lebih panas ke daerah yang lebih dingin, dan dalam prosesnya, mengubah sebagian energi menjadi usaha mekanis. Sistem yang bekerja sebaliknya, dimana gaya eksternal yang dikerjakan pada suatu mesin kalor dapat menyebabkan proses yang memindahkan energi panas dari daerah yang lebih dingin ke energi panas disebut mesin refrigerator.

Di dalam siklus carnot ini terdapat 4 proses kalor, yaitu:

-          Ekspansi isothermal

-          Ekspansi adiabatis

-          Kompresi isothermal

-          Kompresi adiabatic

Teorema Carnot adalah pernyataan formal dari fakta bahwa: Tidak mungkin ada mesin yang beroperasi di antara dua reservoir panas yang lebih efisien daripada sebuah mesin Carnot yang beroperasi pada dua reservoir yang sama.

Efisiensi mesin carnot

Keeadaan suatu sistem dalam termodinamika dapat berubah-ubah, berdasarkan percobaan besaran-besaran keadaan sistem tersebut. Namun, besaran-besaran keadaan tersebut hanya berarti jika sistem berada dalam keadaan setimbang. Dan suatu proses dalam sistem di mana sistem hampir selalu berada dalam keadaan setimbang dinamakan Proses reversible. Sebuah proses reversible adalah sebuah proses yang berlangsung sedemikian sehingga pada akhir proses, system dapat dikembalikan ke keadaan mula-mula, tanpa meninggalkan suatu perubahan pada sisa. 

Rumus efisiensi mesin carnot :

Keterangan:

η : efisiensi mesin Carnot

T₁ : suhu reservoir bersuhu tinggi (K)

T₂ : suhu reservoir bersuhu rendah (K)

contoh soal:

1.      Sebuah mesin Carnot mempunyai reservoir suhu tinggi 300 ^oC dan reservoir suhu rendah 80 ^oC. efisiensi mesin carnot adalah ?

Pembahasan :

Diketahui :

T_L = 80^oC = (80 + 273) K = 353 K

T_H = 300^oC = (300 + 273) K = 573 K

Jika suhu diketahui dalam satuan Celcius maka harus diubah ke satuan Kelvin (Kelvin adalah satuan Sistem Internasional besaran suhu).

Ditanya :

Efisiensi mesin Carnot ?

Jawab :

e = 1-Tl/Th = 1 – 353K/573K = 1-0,62 = 0,38 = 38%

Jadi efisiensi mesin carnot adalah sebesar 38%

Itulah pengertian efisiensi mesin carnot dan contoh soal tentang mesin carnot. 

Putri Fatma Nur Sholeha (K2513052)