SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 6
Descargar para leer sin conexión
MESIN CARNOT



Mesin Carnot adalah mesin kalor hipotetis yang beroperasi dalam suatu
siklus reversibel yang disebut siklus Carnot. Model dasar mesin ini
dirancang oleh Nicolas Léonard Sadi Carnot, seorang insinyur militer
Perancis pada tahun 1824. Model mesin Carnot kemudian dikembangkan
secara grafis oleh Émile Clapeyron 1834, dan diuraikan secara matematis
oleh Rudolf Clausius pada 1850an dan 1860an. Dari pengembangan
Clausius dan Clapeyron inilah konsep dari entropi mulai muncul.

Setiap sistem termodinamika berada dalam keadaan tertentu. Sebuah
siklus termodinamika terjadi ketika suatu sistem mengalami rangkaian
keadaan-keadaan yang berbeda, dan akhirnya kembali ke keadaan
semula. Dalam proses melalui siklus ini, sistem tersebut dapat melakukan
usaha terhadap lingkungannya, sehingga disebut mesin kalor.

Mesin carnot merupakan mesin kalor yang dapat mengubah energi (kalor)
menjadi bentuklainnya (usaha mekanik). Disamping mesin carnot,
terdapat pula mesin-mesin lain yangdigolongkan dalam mesin kalor sperti
mesin uap, mesin diesel dan bensin, mesin jet dan reactoratom. Pada
prinsipnya cara kerja mesin kalor ada tiga proses penting yaitu:
   1. Proses penyerapan kalor dari sumber panas yang sering disebut
      sebagai reservoir (tandon) panas.
   2. Usaha yang dilakukan oleh mesin.
   3. Proses pembuangan kalor pada tempat yang bersuhu rendah,
      tempat ini sering disebut reservoir (tandon) dingin.

Sebuah mesin kalor bekerja dengan cara memindahkan energi dari
daerah yang lebih panas ke daerah yang lebih dingin, dan dalam
prosesnya, mengubah sebagian energi menjadi usaha mekanis. Sistem
yang bekerja sebaliknya, dimana gaya eksternal yang dikerjakan pada
suatu mesin kalor dapat menyebabkan proses yang memindahkan energi
panas dari daerah yang lebih dingin ke energi panas disebut mesin
refrigerator.

Dibawah ini adalah diagram mesin Carnot sebagaimana biasanya
dimodelkan dalam pembahasan modern




Diagram mesin Carnot (modern) - kalor mengalir dari reservoir bersuhu
tinggi TH melalui "fluida kerja", menuju reservoir dingin TC, dan
menyebabkan fluida kerja memberikan usaha mekanis kepada
lingkungan, melalui siklus penyusutan (kontraksi) dan pemuaian
(ekspansi).

Dalam diagram tersebut, sistem ("fluida kerja"), dapat berupa benda fluida
atau uap apapun yang dapat menerima dan memancarkan kalor Q, untuk
menghasilkan usaha. Carnot mengusulkan bahwa fluida ini dapat berupa
zat apapun yang dapat mengalami ekspansi, seperti uap air, uap alkohol,
uap raksa, gas permanen, udara, dll. Sekalipun begitu, pada tahun-tahun
awal, mesin-mesin kalor biasanya memiliki beberapa konfigurasi khusus,
yaitu QH disuplai oleh pendidih, di mana air didihkan pada sebuah tungku,
QC biasanya adalah aliran air dingin dalam bentuk embun yang terletak di
berbagai bagian mesin. Usaha keluaran W biasanya adalah gerakan
piston yang digunakan untuk memutar sebuah engkol, yang selanjutnya
digunakan untuk memutar sebuah katrol. Penggunaannya biasanya untuk
mengangkut air dari sebuah pertambangan garam. Carnot sendiri
mendefinisikan "usaha" sebagai "berat yang diangkat melalui sebuah
ketinggian".
Teorema Carnot

Sebuah mesin nyata (real) yang beroperasi dalam suatu siklus pada
temperatur TH and TC tidak mungkin melebihi efisiensi mesin Carnot.




Sebuah mesin nyata (kiri) dibandingkan dengan siklus Carnot (kanan).
Entropi dari sebuah material nyata berubah terhadap temperatur.
Perubahan ini ditunjukkan dengan kurva pada diagram T-S. Pada gambar
ini, kurva tersebut menunjukkan kesetimbangan uap-cair ( lihat siklus
Rankine). Sifat irreversibel sistem dan kehilangan kalor ke lingkungan
(misalnya, disebabkan gesekan) menyebabkan siklus Carnot ideal tidak
dapat terjadi pada semua langkah sebuah mesin nyata.

Teorema Carnot adalah pernyataan formal dari fakta bahwa: Tidak
mungkin ada mesin yang beroperasi di antara dua reservoir panas yang
lebih efisien daripada sebuah mesin Carnot yang beroperasi pada dua
reservoir yang sama. Artinya, efisiensi maksimum yang dimungkinkan
untuk sebuah mesin yang menggunakan temperatur tertentu diberikan
oleh efisiensi mesin Carnot,




Implikasi lain dari teorema Carnot adalah mesin reversibel yang
beroperasi antara dua reservoir panas yang sama memiliki efisiensi yang
sama pula.
Efisiensi maksimum yang dinyatakan pada persamaan diatas dapat
diperoleh jika dan hanya jika tidak ada entropi yang diciptakan dalam
siklus tersebut. Jika ada, maka karena entropi adalah fungsi keadaan,
untuk membuang kelebihan entropi agar dapat kembali ke keadaan
semula akan melibatkan pembuangan kalor ke lingkungan, yang
merupakan proses irreversibel dan akan menyebabkan turunnya efisiensi.
Jadi persamaan di atas hanya memberikan efisiensi dari sebuah mesin
kalor reversibel.

Mengapa dihitung efisiensi ? Berdasarkan pernyataan Clausius, bahwa
tidak ada mesin yang menyerap energi seluruhnya kemudian mampu
mengubah seluruh energi yang diserap sepenuhnya menjadi kerja/ usaha
nah, berdasar pernyataan tersebut maka muncul efisiensi mesin (atau nilai
kinerja mesin) yang dinyatakan dengan koefisien         yang dibaca “eta”

pertanyaannya mengapa         dikurangi    ? Karena        adalah energi yang
diserap mesin pada tandon (reservoir energi) bersuhu tinggi yang akan
melepaskan kalor (energi) secara spontan kepada           (reservoir atau
tandon energi bersuhu rendah) yang berfungsi menyerap energi tersebut.

Mesin carnot dapat dianggap memiliki piston yang bergerak dalam
silinder, dan memiliki karakteristik sebagai berikut:

       Sebuah rekatan yang sempurna, sehingga tidak ada atom yang
       melarikan diri dari cairan yang bekerja karena piston bergerak
       untuk memperluas atau menekannya.
       pelumasan sempurna, sehingga tidak ada gesekan.
       Sebuah gas ideal untuk fluida kerja.
       koneksi sempurna termal pada setiap waktu, baik untuk satu atau
       tidak ada dua reservoir, yang berada pada dua temperatur yang
       berbeda, dengan isolasi termal sempurna mengisolasi dari semua
       transfer panas lainnya.
piston bergerak bolak-balik berulang kali, dalam siklus bolak
       ekspansi "isotermal" dan "adiabatik" dan penekanan, menurut
       diagram PV ditunjukkan di bawah ini:




1. Proses AB (Ekspansi isotermal reversibel)
  Pada proses ini, gas dikontakkan dengan reservoir panas bersuhu
  T1 melalui dasar silinder. Kemudian beban sedikit demi sedikit dikurangi
  sehingga piston (penghisap)terangkat dan gas akan memuai
  (berekspansi) secara isothermal pada suhu T1. Selama proses ini gas
  menyerap kalor sejumlah Q1 dan melakukan usaha (W AB) dengan
  menaikkan piston keatas.
2. Proses BC (Ekspansi adiabatik reversibel)
  Pada proses ini, dasar silinder yang semula dikontakkan pada reservoir
  panas sekarangdiberi dinding yang terisolasi terhadap lingkungan.
  Sedikit demi sedikit beban dikurangi dan membiarkan gas memuai
  (mengembang = berekspansi) secara adiabatik. Selama proses ini suhu
  gas turun dari T1 menjadi T2 dan gas melakukan usaha sebanyak
  WBC yangditunjukkan dengan naiknya piston.
3. Proses CD (Kompresi isotermal reversibel)
  Pada proses ini, gas dikontakkan dengan reservoir dingin bersuhu
  T2 melalui dasar silinder. Kemudian beban ditambahkan sedikit demi
  sedikit sehingga piston turun dan membiarkan gas termampatkan
  (terkompres) secara isothermal pada suhu T 2. Selama proses ini gas
  akan membuang kalor sebanyak Q2 dan menerima usaha (berarti
  usaha negatif) dari luar sebesar W CD.
4. Proses DA (Kompresi adiabatik reversibel)
Pada proses ini, dasar silinder kembali di isolasikan terhadap
lingkunagn. Sedikit demi sedikit, beban ditambahkan dan biarkan gas
termampatkan secara adiabatik. Selam proses ini suhu gas naik dari
T2 menjadi T1 dan gas menerima usaha dari luar sebanyak W DA yang
ditunjukkan dengan turunnya piston.

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Presentasi Turbin Air
Presentasi Turbin AirPresentasi Turbin Air
Presentasi Turbin Air
 
siklus carnot
siklus carnotsiklus carnot
siklus carnot
 
Siklus Rankine dan Studi Kasus
Siklus Rankine dan Studi KasusSiklus Rankine dan Studi Kasus
Siklus Rankine dan Studi Kasus
 
Permasalahan umum pada turbin uap
Permasalahan umum pada turbin uapPermasalahan umum pada turbin uap
Permasalahan umum pada turbin uap
 
Termodinamika dan mesin kalor
Termodinamika dan mesin kalorTermodinamika dan mesin kalor
Termodinamika dan mesin kalor
 
Siklus daya gas
Siklus daya gasSiklus daya gas
Siklus daya gas
 
Jenis turbin dan nozzle beserta komponennya
Jenis turbin dan nozzle beserta komponennyaJenis turbin dan nozzle beserta komponennya
Jenis turbin dan nozzle beserta komponennya
 
MAKALAH Mesin Pendingin
MAKALAH Mesin PendinginMAKALAH Mesin Pendingin
MAKALAH Mesin Pendingin
 
Kapasitas kalor
Kapasitas kalor Kapasitas kalor
Kapasitas kalor
 
Contoh penyelesaian soal sistem refrigerasi
Contoh penyelesaian soal sistem refrigerasiContoh penyelesaian soal sistem refrigerasi
Contoh penyelesaian soal sistem refrigerasi
 
Turbin Uap
Turbin UapTurbin Uap
Turbin Uap
 
laporan praktikum motor bakar
laporan praktikum motor bakarlaporan praktikum motor bakar
laporan praktikum motor bakar
 
Mesin 4 langkah & 2 langkah
Mesin 4 langkah & 2 langkahMesin 4 langkah & 2 langkah
Mesin 4 langkah & 2 langkah
 
Pompa & kompresor; sularso, haruo tahara
Pompa & kompresor; sularso, haruo taharaPompa & kompresor; sularso, haruo tahara
Pompa & kompresor; sularso, haruo tahara
 
Sistem Termodinamika
Sistem TermodinamikaSistem Termodinamika
Sistem Termodinamika
 
Mesin Pendingin
Mesin PendinginMesin Pendingin
Mesin Pendingin
 
Kompressor
Kompressor Kompressor
Kompressor
 
Pengertian motor bakar
Pengertian motor bakarPengertian motor bakar
Pengertian motor bakar
 
Siklus carnot
Siklus carnotSiklus carnot
Siklus carnot
 
Diagram indikator
Diagram indikatorDiagram indikator
Diagram indikator
 

Destacado

Makalah Siklus Carnot dan Reversibilitas
Makalah Siklus Carnot dan ReversibilitasMakalah Siklus Carnot dan Reversibilitas
Makalah Siklus Carnot dan ReversibilitasMaulida Rahmi Sagala
 
13085540 ice-lecture-1
13085540 ice-lecture-113085540 ice-lecture-1
13085540 ice-lecture-1ljill16
 
Termo 2 sklus otto diesel
Termo 2 sklus otto dieselTermo 2 sklus otto diesel
Termo 2 sklus otto diesel555
 
Hukum ii-termodinamika
Hukum ii-termodinamikaHukum ii-termodinamika
Hukum ii-termodinamikasari riski
 
Perhitungan siklus otto & carnot
Perhitungan siklus otto & carnotPerhitungan siklus otto & carnot
Perhitungan siklus otto & carnotDanny Danny
 
Bab 01 memahami dasar dasar kejuruan - TEKNIK MESIN
Bab 01 memahami dasar dasar kejuruan - TEKNIK MESINBab 01 memahami dasar dasar kejuruan - TEKNIK MESIN
Bab 01 memahami dasar dasar kejuruan - TEKNIK MESINEko Supriyadi
 

Destacado (12)

Makalah Siklus Carnot dan Reversibilitas
Makalah Siklus Carnot dan ReversibilitasMakalah Siklus Carnot dan Reversibilitas
Makalah Siklus Carnot dan Reversibilitas
 
13085540 ice-lecture-1
13085540 ice-lecture-113085540 ice-lecture-1
13085540 ice-lecture-1
 
Termo 2 sklus otto diesel
Termo 2 sklus otto dieselTermo 2 sklus otto diesel
Termo 2 sklus otto diesel
 
Entropi (new)
Entropi (new)Entropi (new)
Entropi (new)
 
Pengenalan Bahan
Pengenalan BahanPengenalan Bahan
Pengenalan Bahan
 
Hukum ii-termodinamika
Hukum ii-termodinamikaHukum ii-termodinamika
Hukum ii-termodinamika
 
Fisika modern
Fisika modernFisika modern
Fisika modern
 
HUKUM TERMODINAMIKA 1,2,3
HUKUM TERMODINAMIKA 1,2,3HUKUM TERMODINAMIKA 1,2,3
HUKUM TERMODINAMIKA 1,2,3
 
03 a termo2
03 a termo203 a termo2
03 a termo2
 
Perhitungan siklus otto & carnot
Perhitungan siklus otto & carnotPerhitungan siklus otto & carnot
Perhitungan siklus otto & carnot
 
Bab 01 memahami dasar dasar kejuruan - TEKNIK MESIN
Bab 01 memahami dasar dasar kejuruan - TEKNIK MESINBab 01 memahami dasar dasar kejuruan - TEKNIK MESIN
Bab 01 memahami dasar dasar kejuruan - TEKNIK MESIN
 
Geometri Bidang Datar
Geometri Bidang DatarGeometri Bidang Datar
Geometri Bidang Datar
 

Similar a Mesin carnot

hukum-kedua-termo.ppt
hukum-kedua-termo.ppthukum-kedua-termo.ppt
hukum-kedua-termo.pptRiskyMbayowo
 
hukum-kedua-termo.ppt
hukum-kedua-termo.ppthukum-kedua-termo.ppt
hukum-kedua-termo.pptmeliyatiyati
 
hukum-kedua-termobhhghbhgrdexfvggvgcf.ppt
hukum-kedua-termobhhghbhgrdexfvggvgcf.ppthukum-kedua-termobhhghbhgrdexfvggvgcf.ppt
hukum-kedua-termobhhghbhgrdexfvggvgcf.pptZidniAzizati1
 
Sejarah fisika 2
Sejarah fisika 2Sejarah fisika 2
Sejarah fisika 2akmal_zaida
 
Hukum ii termodinamika
Hukum ii termodinamikaHukum ii termodinamika
Hukum ii termodinamikarossanty
 
Hukum II termodinamika
Hukum II termodinamikaHukum II termodinamika
Hukum II termodinamikarossanty
 
Hukum kedua-termo
Hukum kedua-termoHukum kedua-termo
Hukum kedua-termorossanty
 
2. TERMODINAMIKA II-.pptx
2. TERMODINAMIKA II-.pptx2. TERMODINAMIKA II-.pptx
2. TERMODINAMIKA II-.pptxssuser997570
 
Power point motor bensin
Power point motor bensinPower point motor bensin
Power point motor bensinawamku
 
TERMODINAMIKA
TERMODINAMIKATERMODINAMIKA
TERMODINAMIKAlichor ch
 
Tugas termodinamika
Tugas termodinamikaTugas termodinamika
Tugas termodinamikacucucuit
 
PERT 11 HK 2 TERMODINAMIKA.ppt
PERT 11 HK 2 TERMODINAMIKA.pptPERT 11 HK 2 TERMODINAMIKA.ppt
PERT 11 HK 2 TERMODINAMIKA.pptYusmanilaHanah
 
PLTGU_PEMBANGKIT_LISTRIK_TENAGA_GAS_DAN.ppt
PLTGU_PEMBANGKIT_LISTRIK_TENAGA_GAS_DAN.pptPLTGU_PEMBANGKIT_LISTRIK_TENAGA_GAS_DAN.ppt
PLTGU_PEMBANGKIT_LISTRIK_TENAGA_GAS_DAN.pptPriyoNurmanto3
 
Termodinamika (12) b reservoar_energi_panas
Termodinamika (12) b reservoar_energi_panasTermodinamika (12) b reservoar_energi_panas
Termodinamika (12) b reservoar_energi_panasjayamartha
 
Hukum ii termodinamika
Hukum ii termodinamikaHukum ii termodinamika
Hukum ii termodinamikaFisikadi4bhe
 

Similar a Mesin carnot (20)

Thermo mklh 1
Thermo mklh 1Thermo mklh 1
Thermo mklh 1
 
hukum-kedua-termo.ppt
hukum-kedua-termo.ppthukum-kedua-termo.ppt
hukum-kedua-termo.ppt
 
hukum-kedua-termo.ppt
hukum-kedua-termo.ppthukum-kedua-termo.ppt
hukum-kedua-termo.ppt
 
hukum-kedua-termobhhghbhgrdexfvggvgcf.ppt
hukum-kedua-termobhhghbhgrdexfvggvgcf.ppthukum-kedua-termobhhghbhgrdexfvggvgcf.ppt
hukum-kedua-termobhhghbhgrdexfvggvgcf.ppt
 
Sejarah fisika 2
Sejarah fisika 2Sejarah fisika 2
Sejarah fisika 2
 
Siklus Mesin dan Refrigarator Carnot
Siklus Mesin dan Refrigarator CarnotSiklus Mesin dan Refrigarator Carnot
Siklus Mesin dan Refrigarator Carnot
 
Hukum ii termodinamika
Hukum ii termodinamikaHukum ii termodinamika
Hukum ii termodinamika
 
Hukum II termodinamika
Hukum II termodinamikaHukum II termodinamika
Hukum II termodinamika
 
Hukum kedua-termo
Hukum kedua-termoHukum kedua-termo
Hukum kedua-termo
 
2. TERMODINAMIKA II-.pptx
2. TERMODINAMIKA II-.pptx2. TERMODINAMIKA II-.pptx
2. TERMODINAMIKA II-.pptx
 
Power point motor bensin
Power point motor bensinPower point motor bensin
Power point motor bensin
 
motor bensin
motor bensinmotor bensin
motor bensin
 
Dasar kerja motor
Dasar kerja motor Dasar kerja motor
Dasar kerja motor
 
TERMODINAMIKA
TERMODINAMIKATERMODINAMIKA
TERMODINAMIKA
 
Tugas termodinamika
Tugas termodinamikaTugas termodinamika
Tugas termodinamika
 
Pemicu 1
Pemicu 1Pemicu 1
Pemicu 1
 
PERT 11 HK 2 TERMODINAMIKA.ppt
PERT 11 HK 2 TERMODINAMIKA.pptPERT 11 HK 2 TERMODINAMIKA.ppt
PERT 11 HK 2 TERMODINAMIKA.ppt
 
PLTGU_PEMBANGKIT_LISTRIK_TENAGA_GAS_DAN.ppt
PLTGU_PEMBANGKIT_LISTRIK_TENAGA_GAS_DAN.pptPLTGU_PEMBANGKIT_LISTRIK_TENAGA_GAS_DAN.ppt
PLTGU_PEMBANGKIT_LISTRIK_TENAGA_GAS_DAN.ppt
 
Termodinamika (12) b reservoar_energi_panas
Termodinamika (12) b reservoar_energi_panasTermodinamika (12) b reservoar_energi_panas
Termodinamika (12) b reservoar_energi_panas
 
Hukum ii termodinamika
Hukum ii termodinamikaHukum ii termodinamika
Hukum ii termodinamika
 

Más de Hanny Kruisdiarti (20)

Uji-T
Uji-TUji-T
Uji-T
 
Multiple Representation FLUIDA STATIS
Multiple Representation FLUIDA STATISMultiple Representation FLUIDA STATIS
Multiple Representation FLUIDA STATIS
 
Makalah Aplikasi Gelombang Pada Bluetooth
Makalah Aplikasi Gelombang Pada BluetoothMakalah Aplikasi Gelombang Pada Bluetooth
Makalah Aplikasi Gelombang Pada Bluetooth
 
Pompa Hidrolik Sederhana
Pompa Hidrolik SederhanaPompa Hidrolik Sederhana
Pompa Hidrolik Sederhana
 
Bab I Makalah Bel
Bab I Makalah BelBab I Makalah Bel
Bab I Makalah Bel
 
Lks hukum ohm
Lks hukum ohmLks hukum ohm
Lks hukum ohm
 
Lks Hukum II Kirchof
Lks Hukum II KirchofLks Hukum II Kirchof
Lks Hukum II Kirchof
 
Dioda
DiodaDioda
Dioda
 
RPP IPA TERPADU Tema "Gravitasi dan Kesehatan"
RPP IPA TERPADU Tema "Gravitasi dan Kesehatan"RPP IPA TERPADU Tema "Gravitasi dan Kesehatan"
RPP IPA TERPADU Tema "Gravitasi dan Kesehatan"
 
Silabus Suhu dan Pengukurannya
Silabus Suhu dan PengukurannyaSilabus Suhu dan Pengukurannya
Silabus Suhu dan Pengukurannya
 
Makalah Mekanika Kuantum
Makalah Mekanika KuantumMakalah Mekanika Kuantum
Makalah Mekanika Kuantum
 
Fotometri Bintang
Fotometri BintangFotometri Bintang
Fotometri Bintang
 
Silabus Kesetimbangan Benda Tegar
Silabus Kesetimbangan Benda TegarSilabus Kesetimbangan Benda Tegar
Silabus Kesetimbangan Benda Tegar
 
Paper Multiple Intelligences
Paper Multiple IntelligencesPaper Multiple Intelligences
Paper Multiple Intelligences
 
Silabus Hukum Hooke
Silabus Hukum HookeSilabus Hukum Hooke
Silabus Hukum Hooke
 
RPP SMA kelas XI Hukum Hooke
RPP SMA kelas XI Hukum HookeRPP SMA kelas XI Hukum Hooke
RPP SMA kelas XI Hukum Hooke
 
Makalah Speedometer
Makalah SpeedometerMakalah Speedometer
Makalah Speedometer
 
Rpp SMA Kelas X KD 5.1
Rpp SMA Kelas X KD 5.1Rpp SMA Kelas X KD 5.1
Rpp SMA Kelas X KD 5.1
 
LKS-Suhu dan Pengukurannya
LKS-Suhu dan PengukurannyaLKS-Suhu dan Pengukurannya
LKS-Suhu dan Pengukurannya
 
Rpp-Kesetimbangan Benda Tegar
Rpp-Kesetimbangan Benda TegarRpp-Kesetimbangan Benda Tegar
Rpp-Kesetimbangan Benda Tegar
 

Mesin carnot

  • 1. MESIN CARNOT Mesin Carnot adalah mesin kalor hipotetis yang beroperasi dalam suatu siklus reversibel yang disebut siklus Carnot. Model dasar mesin ini dirancang oleh Nicolas Léonard Sadi Carnot, seorang insinyur militer Perancis pada tahun 1824. Model mesin Carnot kemudian dikembangkan secara grafis oleh Émile Clapeyron 1834, dan diuraikan secara matematis oleh Rudolf Clausius pada 1850an dan 1860an. Dari pengembangan Clausius dan Clapeyron inilah konsep dari entropi mulai muncul. Setiap sistem termodinamika berada dalam keadaan tertentu. Sebuah siklus termodinamika terjadi ketika suatu sistem mengalami rangkaian keadaan-keadaan yang berbeda, dan akhirnya kembali ke keadaan semula. Dalam proses melalui siklus ini, sistem tersebut dapat melakukan usaha terhadap lingkungannya, sehingga disebut mesin kalor. Mesin carnot merupakan mesin kalor yang dapat mengubah energi (kalor) menjadi bentuklainnya (usaha mekanik). Disamping mesin carnot, terdapat pula mesin-mesin lain yangdigolongkan dalam mesin kalor sperti mesin uap, mesin diesel dan bensin, mesin jet dan reactoratom. Pada prinsipnya cara kerja mesin kalor ada tiga proses penting yaitu: 1. Proses penyerapan kalor dari sumber panas yang sering disebut sebagai reservoir (tandon) panas. 2. Usaha yang dilakukan oleh mesin. 3. Proses pembuangan kalor pada tempat yang bersuhu rendah, tempat ini sering disebut reservoir (tandon) dingin. Sebuah mesin kalor bekerja dengan cara memindahkan energi dari daerah yang lebih panas ke daerah yang lebih dingin, dan dalam prosesnya, mengubah sebagian energi menjadi usaha mekanis. Sistem yang bekerja sebaliknya, dimana gaya eksternal yang dikerjakan pada suatu mesin kalor dapat menyebabkan proses yang memindahkan energi
  • 2. panas dari daerah yang lebih dingin ke energi panas disebut mesin refrigerator. Dibawah ini adalah diagram mesin Carnot sebagaimana biasanya dimodelkan dalam pembahasan modern Diagram mesin Carnot (modern) - kalor mengalir dari reservoir bersuhu tinggi TH melalui "fluida kerja", menuju reservoir dingin TC, dan menyebabkan fluida kerja memberikan usaha mekanis kepada lingkungan, melalui siklus penyusutan (kontraksi) dan pemuaian (ekspansi). Dalam diagram tersebut, sistem ("fluida kerja"), dapat berupa benda fluida atau uap apapun yang dapat menerima dan memancarkan kalor Q, untuk menghasilkan usaha. Carnot mengusulkan bahwa fluida ini dapat berupa zat apapun yang dapat mengalami ekspansi, seperti uap air, uap alkohol, uap raksa, gas permanen, udara, dll. Sekalipun begitu, pada tahun-tahun awal, mesin-mesin kalor biasanya memiliki beberapa konfigurasi khusus, yaitu QH disuplai oleh pendidih, di mana air didihkan pada sebuah tungku, QC biasanya adalah aliran air dingin dalam bentuk embun yang terletak di berbagai bagian mesin. Usaha keluaran W biasanya adalah gerakan piston yang digunakan untuk memutar sebuah engkol, yang selanjutnya digunakan untuk memutar sebuah katrol. Penggunaannya biasanya untuk mengangkut air dari sebuah pertambangan garam. Carnot sendiri mendefinisikan "usaha" sebagai "berat yang diangkat melalui sebuah ketinggian".
  • 3. Teorema Carnot Sebuah mesin nyata (real) yang beroperasi dalam suatu siklus pada temperatur TH and TC tidak mungkin melebihi efisiensi mesin Carnot. Sebuah mesin nyata (kiri) dibandingkan dengan siklus Carnot (kanan). Entropi dari sebuah material nyata berubah terhadap temperatur. Perubahan ini ditunjukkan dengan kurva pada diagram T-S. Pada gambar ini, kurva tersebut menunjukkan kesetimbangan uap-cair ( lihat siklus Rankine). Sifat irreversibel sistem dan kehilangan kalor ke lingkungan (misalnya, disebabkan gesekan) menyebabkan siklus Carnot ideal tidak dapat terjadi pada semua langkah sebuah mesin nyata. Teorema Carnot adalah pernyataan formal dari fakta bahwa: Tidak mungkin ada mesin yang beroperasi di antara dua reservoir panas yang lebih efisien daripada sebuah mesin Carnot yang beroperasi pada dua reservoir yang sama. Artinya, efisiensi maksimum yang dimungkinkan untuk sebuah mesin yang menggunakan temperatur tertentu diberikan oleh efisiensi mesin Carnot, Implikasi lain dari teorema Carnot adalah mesin reversibel yang beroperasi antara dua reservoir panas yang sama memiliki efisiensi yang sama pula.
  • 4. Efisiensi maksimum yang dinyatakan pada persamaan diatas dapat diperoleh jika dan hanya jika tidak ada entropi yang diciptakan dalam siklus tersebut. Jika ada, maka karena entropi adalah fungsi keadaan, untuk membuang kelebihan entropi agar dapat kembali ke keadaan semula akan melibatkan pembuangan kalor ke lingkungan, yang merupakan proses irreversibel dan akan menyebabkan turunnya efisiensi. Jadi persamaan di atas hanya memberikan efisiensi dari sebuah mesin kalor reversibel. Mengapa dihitung efisiensi ? Berdasarkan pernyataan Clausius, bahwa tidak ada mesin yang menyerap energi seluruhnya kemudian mampu mengubah seluruh energi yang diserap sepenuhnya menjadi kerja/ usaha nah, berdasar pernyataan tersebut maka muncul efisiensi mesin (atau nilai kinerja mesin) yang dinyatakan dengan koefisien yang dibaca “eta” pertanyaannya mengapa dikurangi ? Karena adalah energi yang diserap mesin pada tandon (reservoir energi) bersuhu tinggi yang akan melepaskan kalor (energi) secara spontan kepada (reservoir atau tandon energi bersuhu rendah) yang berfungsi menyerap energi tersebut. Mesin carnot dapat dianggap memiliki piston yang bergerak dalam silinder, dan memiliki karakteristik sebagai berikut: Sebuah rekatan yang sempurna, sehingga tidak ada atom yang melarikan diri dari cairan yang bekerja karena piston bergerak untuk memperluas atau menekannya. pelumasan sempurna, sehingga tidak ada gesekan. Sebuah gas ideal untuk fluida kerja. koneksi sempurna termal pada setiap waktu, baik untuk satu atau tidak ada dua reservoir, yang berada pada dua temperatur yang berbeda, dengan isolasi termal sempurna mengisolasi dari semua transfer panas lainnya.
  • 5. piston bergerak bolak-balik berulang kali, dalam siklus bolak ekspansi "isotermal" dan "adiabatik" dan penekanan, menurut diagram PV ditunjukkan di bawah ini: 1. Proses AB (Ekspansi isotermal reversibel) Pada proses ini, gas dikontakkan dengan reservoir panas bersuhu T1 melalui dasar silinder. Kemudian beban sedikit demi sedikit dikurangi sehingga piston (penghisap)terangkat dan gas akan memuai (berekspansi) secara isothermal pada suhu T1. Selama proses ini gas menyerap kalor sejumlah Q1 dan melakukan usaha (W AB) dengan menaikkan piston keatas. 2. Proses BC (Ekspansi adiabatik reversibel) Pada proses ini, dasar silinder yang semula dikontakkan pada reservoir panas sekarangdiberi dinding yang terisolasi terhadap lingkungan. Sedikit demi sedikit beban dikurangi dan membiarkan gas memuai (mengembang = berekspansi) secara adiabatik. Selama proses ini suhu gas turun dari T1 menjadi T2 dan gas melakukan usaha sebanyak WBC yangditunjukkan dengan naiknya piston. 3. Proses CD (Kompresi isotermal reversibel) Pada proses ini, gas dikontakkan dengan reservoir dingin bersuhu T2 melalui dasar silinder. Kemudian beban ditambahkan sedikit demi sedikit sehingga piston turun dan membiarkan gas termampatkan (terkompres) secara isothermal pada suhu T 2. Selama proses ini gas akan membuang kalor sebanyak Q2 dan menerima usaha (berarti usaha negatif) dari luar sebesar W CD. 4. Proses DA (Kompresi adiabatik reversibel)
  • 6. Pada proses ini, dasar silinder kembali di isolasikan terhadap lingkunagn. Sedikit demi sedikit, beban ditambahkan dan biarkan gas termampatkan secara adiabatik. Selam proses ini suhu gas naik dari T2 menjadi T1 dan gas menerima usaha dari luar sebanyak W DA yang ditunjukkan dengan turunnya piston.