Ketika system dalam suatu mesin menjalani sebagian daurnya, sejumlah kalor diserap dari reservoir panas, pada bagian lain dari daur itu kalor yang jumlahnya lebih sedikit dibuang ke reservoir yang lebih dingin. Jadi boleh dikatakan bahwa mesin bekerja diantara sepasang reservoir ini. Menurut kenyataannya sejumlah kalor selalu dibuang ke reservoir yang lebih dingin, sehingga efisiensi mesin tidak akan pernah mencapai 100%.
Ada 3 hal yang penting mengenai mesin.
- Berapa daya guna maksimum yang dapat dicapai oleh suatu mesin yang bekerja antara kedua reservoir itu.
- Bagaimana karakteristik mesin.
- Apa pengaruh sifat zat kerja.
Untuk menjawab pertnyaan ini Nicelai Leonard Sadi Carnot (1824) seorang insinyur ulung bangsa perancis memikirkan sebuah siklis ideal yang sekarang terkenal dengan siklus Carnot. Siklus carnot terdiri atas dua proses isothermal reversible dan dua proses adiabatic reversible.
Siklus Carnot terdiri dari 4 proses sebagai berikut:
- Proses adiabatic reversible dalam arah sedemikian sehingga suhu naik sampai suhu T1dari reservoir panas.
- Zat kerja tetap berhubungan dengan reservoir dengan suhu T1 dan menjalani proses isotermik reversible dalam arah dan waktu sedemikian sehingga jumlah kalor Q1 diserap dari reservoir tersebut, (Penyerapan kalor terjadi pada suhu konstan yaitu suhu dari reservoir panas).
- Proses adiabatic reversible dalam arah berlawanan dengan proses pertama sehingga suhu turun sampai suhu T2 dari reservoir dingin.
- Zat kerja tetap berhubungan dengan reservoir pada T2 dan mengalami proses isothermik reversible dalam arah belawanan dengan proses kedua sampai zat kerja mencapai keadaan mula-mula. Selama proses ini kalor Q2 diberikan kepada reservoir dingin (Pengeluaran kalor terjadi pada suhu konstan yaitu suhu dari reservoir dingin)
Suatu mesin yang menjalani siklus carnot disebut mesin carnot. Sedangkan mesin kalor carnot adalah suatu mesin yang mengubah energy kalor menjadi energy mekanik. Karena keempat proses dari siklus tersebut reversible maka siklus carnot adalah siklus reversible.
Q2= Kalor masuk
W= Usaha yang dihasilkan
Q1= Kalor yang keluar atau energy kalor yang tidak terpakai atau terbuang
Q2 dari reservoir panas, Q1 dari reservoir dingin.
Usaha W=Q2-Q1
Efisiensi mesin kalor :
0 komentar:
Posting Komentar