Mata pelajaran: Fisika   

Kelas: 11 SMA

Kategori: termodinamika

Kata kunci: Mesin carnot, efisiensi

Kode kategori berdasarkan kurikulum KTSP: 12.6.10

Jawaban:

Efisiensi mesin carnot menggambarkan seberapa efektif sistem menghasilkan usaha dari kalor yang diserap. Efisiensi mesin carnot dirumuskan dengan:

 ƞ= (1 - )x 100% 

atau

 ƞ= (1 - )x 100% 

Keterangan:

T2 = Suhu reservoir rendah

T1 = Suhu reservoir tinggi

Q2 = kalor yang dilepas sistem

Q1 = kalor yang diterima sistem

Dalam mengerjakan soal efisiensi mesin carnot, suhu harus dalam kelvin.

Penjelasan lebih lanjut:

Mesin carnot terdiri atas dua proses isotermik dan dua proses adiabatic. Prinsip mesin carnot berdasarkan proses termodinamika berikut:

a. Mula- mula terjadi pemuaian isotermik. Pada suhu konstan, kalor diberikan kepada sistem sehingga gas mengembang dan melakukan usaha.

b. Kemudian terjadi pemuaian adiabatic. Suhu sistem naik dan gas melakukan usaha dari perubahan energi dalam sistem.

c. Selanjutnya terjadi penyusutan isotermik. Pada suhu konstan, sejumlah kalor dilepaskan dari sistem ke lingkungan sehingga gas menyusut dan usaha dilakukan kepada sistem.

d. Terakhir terjadi penyusutan adiabatik. Suhu sistem berkurang dan usaha dilakukan kepada gas.

Mesin carnot mengubah kalor menjadi usaha. Contoh soal efisiensi mesin carnot adalah sebagai berikut.

Diketahui: 
T1 = 1000 C = 1000 + 273 = 1273 K 
T2 = 30 C = 30 + 273 = 303 K   

Ditanya: ƞ= ?   

Jawab: 

ƞ= (1 - )x 100%    
ƞ= (1 - )x 100% 
ƞ= (1 - 0,24)x 100% 
ƞ= 0,76 x 100% = 76%

Jadi efisiensi mesin carnot tersebut sebesar 76%