Konsep cara kerja mesin Carnot dikenalkan oleh Sadi Carnot yaitu bahasan mengenai mesin kalor ideal. Mesin kalor banyak dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan dalam kehidupan sehari – hari, misalnya pada lokomotif uap. Pokok bahasan dalam mesin Carnot adalah bagaimana suatu mesin kalor dapat menghasilkan efisiensi tertinggi. Besar usaha dan efisiensi mesin Carnot bergantung pada besar nilai kalor (Q) dan suhu (T) yang terlibat dalam sebuah sistem. Sehingga, bahasan mesin Carnot termasuk dalam termodinamika yaitu cabang ilmu Fisika yang mempelajari hubungan antara panas/kalor dan usaha yang dilakukan oleh kalor tersebut. Mesin Carnot bekerja berdasarkan siklus Carnot yang terdiri dari empat tahapan proses termodinamika. Keempat proses tersebut adalah pemuaian isotermal, pemuaian adiabatik, pemampatan isotermal, dan pemampatan adibatik. Proses isotermal adalah suatu proses perubahan keadaan gas pada suhu tetap. Sedangkan proses adiabatik adalah suatu proses perubahan keadaan gas di mana tidak ada kalor (Q) yang masuk atau keluar dari sistem. Kalor yang masuk atau yang keluar pada mesin Carnot sebanding dengan suhu mutlaknya. Sehingga, antara nilai kalor dan suhunya terdapat hubungan sebanding (Q2/Q2= T2/T1).  Bagaimana cara menghitung besar usaha (W) yang dilakukan mesin Carnot? Bagaimana cara mengetahui besar efisiensi (η) mesin Carnot? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah. Baca Juga: Penerapan Asas Black untuk Memecahkan Masalah Kalor Rumus Usaha Mesin CarnotProses yang terjadi dalam siklus Carnot adalah sistem menerima kalor Q1 dari reservoir bersuhu tinggi T1 dan melepas kalor Q2 ke reservoir bersuhu rendah T2. Pada siklus Carnot, proses selalu kembali ke keadaan semula sehingga ΔU = 0. Usaha yang dilakukan mesin Carnot sama dengan luas daerah di dalam siklus suatu sistem. Sehingga, besar usaha (W) yang dilakukan mesin Carnot diberikan seperti berikut. Sebagai contoh, perhatikan permasalahan dan penyelesaian untuk menghitung besar usaha yang dihasilkan mesin Carnot berikut. Suatu mesin Carnot bekerja di antara suhu 600oK dan 300oK serta menerima kalor sebesar 1.000 joule. Berapakah besar usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus? Diketahui:
Sebelum menghitung besar usaha yang dilakukan mesin dalam satu siklus, perlu mengetahui besar kalor yang dilepas terlebih dahulu. Menghitung kalor yang dilepas sistem pada mesin Carnot (Q2): Menghitung besar usaha yang dilakukan mesin: W = Q1 – Q2W = 1.000 J – 500 J W = 500 J
Sebuah mesin kalor kecil menjalani siklus seperti gambar di bawah ini: dengan p1 = 2 x 105 Pa p2 = 6 x 105 Pa V1 = 1 m3 V2 = 4 m3 Besarnya usaha yang dilakukan mesin untuk setiap siklus adalah?
Jawaban: D. 6 x 105 J Dilansir dari Encyclopedia Britannica, sebuah mesin kalor kecil menjalani siklus seperti gambar di bawah ini: dengan p1 = 2 x 105 pa p2 = 6 x 105 pa v1 = 1 m3 v2 = 4 m3 besarnya usaha yang dilakukan mesin untuk setiap siklus adalah 6 x 105 j. Kemudian, saya sangat menyarankan anda untuk membaca pertanyaan selanjutnya yaitu Sebuah kulkas ideal mempunyai koefisien performansi 5,0. Jika suhu ruang di luar kulkas adalah 27 °C, suhu paling rendah di dalam kulkas yang dapat diperoleh? beserta jawaban penjelasan dan pembahasan lengkap. 1. Efisiensi suatu mesin Carnot yang menyerap kalor pada suhu 1200 Kelvin dan membuang kalor pada suhu 300 Kelvin adalah… Pembahasan Pembahasan W = e QHW = (0,6)(6000) W = 3600 Joule 3. Suatu mesin Carnot bekerja di antara reservoir suhu tinggi 527oC dan reservoir suhu rendah 127oC. Mesin Carnot tersebut menyerap kalor 10.000 Joule dari reservoir panas. Banyaknya kalor yang dibuang oleh mesin pada setiap siklus adalah…Pembahasan Diketahui : Suhu tinggi (TH) = 527oC + 273 = 800 K Suhu rendah (TL) = 127oC + 273 = 400 K Kalor yang diserap (QH) = 10.000 Joule Ditanya : Kalor yang dibuang oleh mesin per siklus Jawab :Efisiensi mesin kalor ideal (mesin Carnot) : W = e Q1W = (0,5)(10.000)W = 5000 Joule Kalor yang dibuang oleh mesin setiap satu siklus (QL) = kalor yang diserap (QH) – usaha yang dilakukan (W) QL = QH – W QL = 10.000 – 5000 QL = 5000 Joule Kalor yang dibuang oleh mesin per siklus = 5000 Joule 4. Tentukan efisiensi dan usaha yang dilakukan mesin Carnot dalam satu siklus berdasarkan grafik di bawah… Suhu tinggi (TH) = 800 K Suhu rendah (TL) = 300 K Kalor yang diserap (QH) = 1000 Joule Ditanya : Efisiensi (e) dan usaha (W) yang dilakukan mesin Carnot Jawab : Efisiensi mesin Carnot : W = e QHW = (0,625)(1000) W = 625 Joule |
Usaha yang dilakukan mesin untuk setiap siklus adalah
Pos Terkait
Copyright © 2024 berikutyang Inc.
