MESIN CARNOT DAN MESIN PENDINGIN

MESIN CARNOT DAN MESIN PENDINGIN

MESIN CARNOT Berdasarkan Hukum Termodinamika I, Kalor yang siderap oleh sistem dapat menyebabkan gas melakukan usaha. Berdasarkan prinsip ini, dimungkinkan untuk merancang suatu mesin kalor yang dapat mengubah kalor (energy panas) menjadi kerja atau usaha. Mesin tersebut dinamakan Mesin Carnot.

Proses a-b  dan proses c-d adalah proses isotermik Proses b-c  dan proses d-a adalah proses adiabatic Mesin carnot bekerja berdasarkan proses termodinamika yang terdiri atas dua proses isotermik dan dua proses adiabatic. Prinsip mesin carnot digambarkan dalam grafik p – V dan membentuk siklus carnot. Perhatikan siklus carnot seperti pada gambar. a. Proses A-B, disebut pemuaian isotermik pada suhu konstan T1. Kalor Q1 diberikan kepada sistem sehingga gas mengembang atau memuai dan melakukan usaha. b. Proses B – C, disebut pemuaian adiabatic. Suhu sistem berubah dari T1 menjadi T2 dan gas melakukan usaha dari perubahan energy dalam sistem. c. Proses C – D, disebut penyusunan isotermik pada suhu konstan T2, Kalor Q2 dilepaskan dari sistem kelingkungan sehingga gas menyusut dan usaha dilakukan kepada sistem. d. Proses D –A, disebut penyusutan Adiabatik. Suhu sistem berkurang dari T2 menjadi T1 dan usaha dilakukan kepada gas. Karena tidak ada perubahan suhu yang terjadi pada keseluruhan siklus, perubahan energy dalam sama dengan nol. Jadi, usaha W yang dilakukan oleh mesin dalam keseluruhan siklus adalah selisih kalor yang diberikan kedalam sistem Q1 dengan kalor yang dilepaskan Q2.

                                                      W = Q1 – Q2

Efisiensi Mesin Carnot

Mesin kalor mengubah kalor menjadi usaha. Efisiensi mesin kalor menggambarkan seberapa efektif usaha dihasilkan dari kalor yang diserap oleh sistem. Efisiensi η dinyatakan sebagai perbandingan antara usaha W yang dilakukan dengan kalor yang diserap Q1 oleh sistem.                                        

   h =      w/Q1 = (Q1 – Q2)/Q1 = 1- Q2/Q1

Karena, Q2/Q1=T2/T1 maka                                              

   h = 1- T2/T1 dimana T2 = Suhu reservoir tinggi dan T1 = Suhu reservoir rendah.. CONTOH SOAL Sebuah mesin Carnot bekerja diantara suhu 107oC dan 487oC. Jika mesin tersebut menyerap kalor 800 joule, tentukan jumlah kalor yang dibuang dalam joule! Penyelesaian : Diketahui : T1 = (487 + 273) K = 760 K           

         T2 =(107 + 273)K = 380 K            

      Q1 = 800 joule Ditanya : Q2 ?

 Jawab  :     h = 1- Q2/Q1 = 1 – T2/T1                  

        800 =(380/760)Q2  = 400 J

MESIN PENDINGIN

Prinsip dasar mesin pendingin berlawanan dengan mesin kalor. Mesin pendingin pada dasarnya mengambil (melepaskan) kalor dari sistem ke lingkungan atau memindahkan kalor dari reservoir dingin ke reservoir panas. Usaha diperlukan atau dikerjakan pada sistem agar mekanisme ini dapat berlangsung.    

    

     Pada mesin pendingin berlaku usaha atau kerja dilakukan atau dikerjakan kepada sistem agar kalor dapat dipindahkan atau mengalir dari reservoir suhu rendah ke reservoir suhu tinggi. Jadi usaha W yang dilakukan kepada sistem adalah selisih kalor yang diserap di reservoir suhu rendah Q2 dengan kalor yang dilepaskan di reservoir suhu tinggi

 Q1. W = Q1 – Q2         

    Berbeda dengan mesin kalor yang dinilai berdasarkan efisiensinya, kinerja mesin pendingin dinilai berdasarkan efisiensinya, kinerja mesin pendingin dinilai berdasarkan nilai koefisien kinerjanya. Koefisien kinerja Cp adalah perbandingan antara kalor yang diserap di reservoir suhu rendah dan usaha yang dikerjakan.                          

             Cp = Q2/W = Q2/(Q1 – Q2) = T2/(T1 – T2) Copy and WIN : http://bit.ly/copynwin Copy and WIN : http://bit.ly/copynwin

Copy and WIN : http://bit.ly/copynwin