Siklus Carnot – Setelah sebelumnya ContohSoal.co.id membahas materi tentang Kalor Jenis. Maka dipertemuan kali ini akan ContohSoal.co.id jabarkan secara detail materi ihwal siklus carnot mulai dnari pengertian, ciri, rumus dan pola soalnya. Nah untuk lebih jelasnya mari eksklusif aja kita simak bersama ualsan dibawah ini.
Pengertian Siklus Carnot
Siklus carnot ialah merupakan suatu siklus termodinami-ka yang melibatkan proses isotermal, isobarik, dan isokorik. Siklus ialah suatu rangkaian sedemikian rupa sehingga akibatnya kembali kepada keadaan semula.
Misalnya, terdapat suatu siklus termodinami-ka yang melibatkan proses isotermal, isobarik, dan isokorik. Sistem menjalani proses isotermal dari keadaan A hingga B, lalu menjalani proses isobarik untuk mengubah sistem dari keadaan B ke keadaan C.
Hinggga pada hasil akibatnya proses isokorik kembali ke keadaan awalnya (A). Yang menciptakan dari proses A ke keadaan B, selanjutnya dari C, kembali ke keadaan A, menyatakan suatu siklus.
Jika pada siklus tersebut sanggup berlangsung secara terus menerus, maka kalor yang diberikan sanggup diubah menjadi sebauh perjuangan mekanik.
Kalor yang sanggup diubah menjadi perjuangan hanya pada bab yang diarsir (diraster) saja. Berdasarkan diatas besar perjuangan yang bermanfaat ialah luas tempat ABCA. Secara matematis sanggup ditulis ibarat berikut.
Usaha bernilai positif bila arah proses dalam siklus searah putaran jam, dan bernilai negatif bila berlawanan arah putaran jarum jam. Dalam perubahan energi ΔU teruntuk hanya satu siklus yang sama dengan nol ( ΔU = 0) lantaran keadaan awal sama dengan keadaan akhir.
Siklus Carnot
Berdasarkan percobaan joule diketahui bahwa tenaga mekanik sanggup seluruhnya diubah menjadi energi kalor. Tapi, bisakah seluruh energi kalor sanggup diubah menjadi energi mekanik? apakah ada sebuah mesin yang sanggup mengubah kalor secara keseluruhan menjadi usaha?
Pada tahun 1824, seorang insinyur berkebangsaan Prancis, Nicolas Leonardi Sadi Carnot, memperkenalkan metode gres untuk meningkatkan efisiensi suatu mesin berdasarkan siklus usaha.
Bentuk Siklus Carnot
Proses Pada Siklus Carnot
Dari gambar diatas maka sanggup jabarkan siklus Carnot sebagai berikut.
- Proses AB ialah merupakan sebuah pemuaian isotermal dalam suhu T1. Yang mana proses sistem ini sanggup menyerap kalor Q1 dari reservoir bersuhu tinggi T1 dan melaksanakan perjuangan WAB.
- Proses BC ialah merupakan pemuaian adiabatik. YAng mana pada ketika proses ini berlangsung suhu sistem turun dari T1 menjadi T2 sambil melaksanakan perjuangan WBC.
- Proses CD ialah merupakan suatu pemampatan isoternal pada suhu T2. Dalam mendapatkan perjuangan WCD hingga sanggup melepas kalor Q2 ke reservoir bersuhu rendah T2.
- Proses DA juga termasuk suatu pemampatan adiabatik. Adanya kenaikan suhu pada ketika proses ini berlangsung sistem naik dari T2 menjadi T1 akibat mendapatkan perjuangan WDA.
Dengan berdasarkan fungsinya siklus Carnot juga termasuk sebuah dasar dari mesin ideal yakni memiliki efisiensi tertinggi yang selanjutnya disebut mesin Carnot. Pada ketika usahanya berlangsung total dilakukan oleh sebuah sistem untuk satu siklus sama dengan luas tempat di dalam siklus pada diagram p – V.
Mengingat selama proses siklus Carnot sistem mendapatkan kalor Q1 bersuhu tinggi dari reservoir T1 yang melepaskan kalor Q2 ke reservoir bersuhu rendah T2, maka perjuangan yang dilakukan oleh sistem berdasarkan aturan I termodinamika ialah sebagai berikut.
Dalam menilai kinerja suatu mesin, efisiensi merupakan suatu faktor yang penting. Untuk mesin kalor, efisiensi mesin (η) ditentukan dari perbandingan perjuangan yang dilakukan terhadap kalor masukan yang diberikan. Secara matematis sanggup dituliskan sebagai berikut.
Untuk siklus Carnot berlaku korelasi 
sehingga efisiensi mesin Carnot sanggup dinyatakan sebagai berikut.
Keterangan:
η : efisiensi mesin Carnot
T1 : suhu reservoir bersuhu tinggi (K)
T2 : suhu reservoir bersuhu rendah (K)
Contoh Soal Siklus Carnot
Gas diatomik pada suhu sedang 200ºC dan tekanan 105 N/m2 bervolume 4 lt. Gas mengalami proses isobarik sehingga volumenya 6 liter lalu proses isokhorik sehingga tekanannya 1.2 x 105 N/m2. Maka Berapakah besarnya pada perubahan energi dalam gas selama proses tersebut ?
Jawab:
PV = n R T ® P DV + V DP = n R DT
Proses A – B (DP = 0):
P DV = n R DT = 105 . 2.10-3 = 200 J
DUBC = 5/2 n R DT = 500 J (diatomik 200ºC)
Proses :B – C (DV = 0):
V DP = n R DT = 6.10-3.0,2. 105 = 1120 J
DUBC = 5/2 n R DT = 300 J (diatomik 200ºC)
Maka total DU=DUAB+DUBC=800 J
Demikianlah materi pembahasan ContohSoal.co.id ihwal siklus carnot, supaya artikel kali ini menjadi sajian yang berkhasiat bagi sahabat semua.
Artikel Lainnya: