Siklus CarnotSiklus Carnot

Siklus carnot adalah siklus ideal yang terdiri dari dua Siklus carnot adalah siklus ideal yang terdiri dari dua proses isotermal dan dua proses adiabatikproses isotermal dan dua proses adiabatik

A

B

C

D

T1

T2

Q1

Q2

T1>T2

Q1 = kalor yang diberikan pada gas oleh reservoir suhu tinggi (T1)

Q2 = kalor yang dilepaskan oleh gas reservoir suhu rendah (T2)

Proses AB dan CD adalah proses Isotermal

Proses BC dan DA adalah proses Adiabatik

Effisiensi Mesin CarnotEffisiensi Mesin Carnot

Menurut hukum I Menurut hukum I termodinamika usaha yang termodinamika usaha yang dilakukan sistem adalah :dilakukan sistem adalah :

Q = Q = U + WU + W

QQ1 1 – Q– Q2 2 = 0 – W= 0 – W

W = QW = Q1 1 – Q– Q2 2

Effisiensi Mesin Effisiensi Mesin ditentukan ditentukan dari perbandingan usaha yang dari perbandingan usaha yang dilakukan terhadap kalor yang dilakukan terhadap kalor yang masukan yang diberikanmasukan yang diberikan

1

2

1

21

1

1Q

Q

Q

QQ

Q

W

Untuk siklus carnot berlaku hubungan :

1

2

1

2

T

T

Q

Q

Sehingga berlaku :

1

21T

T

Dari 5 diagram mesin dibawah ini, mesin yang paling effisien adalah mesin nomor :

Latihan #1Latihan #1

Latihan #2Latihan #2

Sebuah mesin carnot yang menggunakan Sebuah mesin carnot yang menggunakan reservoir suhu tinggi 727reservoir suhu tinggi 727ooC mempunyai C mempunyai effisiensi 30%, maka berapakah suhu effisiensi 30%, maka berapakah suhu pada reservoir suhu rendahnya …. ?pada reservoir suhu rendahnya …. ?

Latihan #3Latihan #3

Suatu mesin carnot bekerja antara 27Suatu mesin carnot bekerja antara 27ooC C dan 272dan 272ooC digunakan untuk C digunakan untuk menggerakkan sebuh generator yang menggerakkan sebuh generator yang tegangannya 220 V. Jika setiap detik tegangannya 220 V. Jika setiap detik mesincarnot itu menyerap kalor 5500 J, mesincarnot itu menyerap kalor 5500 J, maka kuat arus keluaran maksimum maka kuat arus keluaran maksimum generator adalah …generator adalah …

Latihan #4Latihan #4

Jika reservoir suhu tinggi bersuhu 800K, Jika reservoir suhu tinggi bersuhu 800K, maka effisiensi maksimum mesin 40%. maka effisiensi maksimum mesin 40%. Agar effisiensi maksimumnya naik menjadi Agar effisiensi maksimumnya naik menjadi 50%, suhu reservoir suhu tinggi harus 50%, suhu reservoir suhu tinggi harus menjadi ….menjadi ….

A carnot engine has efficiency of 50% A carnot engine has efficiency of 50% when the temperature of its low reservoir when the temperature of its low reservoir is 27is 27ooC. What temperature increase C. What temperature increase needed by the high reservoir in order to needed by the high reservoir in order to increase the efficiency of engine to 60%increase the efficiency of engine to 60%

Latihan #5Latihan #5

In a cycle of carnot engine, the temperature of In a cycle of carnot engine, the temperature of the reservoir (which suppies heat) is 127the reservoir (which suppies heat) is 127ooC C and the temperature of the condenser (which and the temperature of the condenser (which accomodates heat released by the engine) is accomodates heat released by the engine) is 2727ooC. The heat which is taken by the engine C. The heat which is taken by the engine percycle is 60 J, calculate :percycle is 60 J, calculate :

a.a. The heat which the engine releasesThe heat which the engine releases

b.b. The work which the engine does andThe work which the engine does and

c.c. The efficiency of the engineThe efficiency of the engine

Hukum II TermodinamikaHukum II Termodinamika

Membatasi perubahan energi mana yang dapat terjadi dan yang Membatasi perubahan energi mana yang dapat terjadi dan yang tidak dapat terjadi :tidak dapat terjadi :

Hk. II Termodinamika dalam pernyataan aliran kalor :Hk. II Termodinamika dalam pernyataan aliran kalor :

Kalor mengalair secara spontan dari benda bersuhu Kalor mengalair secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikansecara spontan dalam arah kebalikan

Hukum II TermodinamikaHukum II Termodinamika

Hk. II Termodinamika dalam pernyataan tentang mesin kalor :Hk. II Termodinamika dalam pernyataan tentang mesin kalor :

Tidak mungkin membuat suatu mesin kalor yang bekerja Tidak mungkin membuat suatu mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata menyerap kalor dalam suatu siklus yang semata-mata menyerap kalor dari sebuah reservoir dan mengubah seluruhnya menjadi dari sebuah reservoir dan mengubah seluruhnya menjadi usaha luar.usaha luar.

Mesin PendinginMesin Pendingin

Adalah peralatan yang bekerja Adalah peralatan yang bekerja berdasarkan aliran kalor dari berdasarkan aliran kalor dari benda dingin ke benda panas benda dingin ke benda panas dengan melakukan usaha dengan melakukan usaha pada sistem. Contoh mesin pada sistem. Contoh mesin pendingin adalah lemari es pendingin adalah lemari es dan AC dan AC

Ukuran penampilan sebuah Ukuran penampilan sebuah mesin pendingin dinyatakan mesin pendingin dinyatakan dengan koefisien daya guna dengan koefisien daya guna (koefisien performansi) yang (koefisien performansi) yang diberi simbol Kpdiberi simbol Kp

21

2

21

22

TT

T

QQ

Q

W

QKp

Kp = koefisien daya guna

Q1 = kalor yang diberikan pada reservoir suhu tinggi (J)

Q2 = kalor yang diserap pada reservoir suhu rendah (J)

W = Usaha yang diperlukan

T1 = suhu reservoir suhu tinggi (K)

T2 = suhu reservoir suhu rendah (K)

Koefisien daya guna kulkas dan mesin pendingin ruang dalam jangkauan 2 sampai dengan 6, makin taianggi makin baik mesin tersebut

Latihan #5 Latihan #5

Suhu didalam sebuah lemari es adalah -Suhu didalam sebuah lemari es adalah -33oo. Fluida kerja yang dimampatkan . Fluida kerja yang dimampatkan didalamnya mengembun pada suhu 27didalamnya mengembun pada suhu 27ooC. C. Tentukan koefisien daya guna dari lemari Tentukan koefisien daya guna dari lemari es tersebut !es tersebut !

Latihan #6Latihan #6

Suatu pesawat pendingin memiliki Suatu pesawat pendingin memiliki koefisien daya guna 6,5. Jika suhu koefisien daya guna 6,5. Jika suhu reservoir panas adalah 27reservoir panas adalah 27ooC, maka suhu C, maka suhu reservoir dingin adalah …reservoir dingin adalah …

Latihan #7Latihan #7

A motor operates a cooler engine for A motor operates a cooler engine for producing ice. Q heat is taken from a producing ice. Q heat is taken from a cooling room which contains an amount of cooling room which contains an amount of water at 0water at 0ooC and QC and Q11 heat is given away to heat is given away to

the air round it at 15the air round it at 15ooC. Suppose the C. Suppose the cooler engine has coefficient of cooler engine has coefficient of performance of 20% of the coefficient of performance of 20% of the coefficient of performance of an ideal cooler engineperformance of an ideal cooler engine