Mesin Carnot menyerap kalor sebanyak 800 kalori Dan melakukan usaha sebanyak 200 kalori perbandingan Suhu pada reservoir Panas Dan dingin....

Kelas         : XI
Pelajaran   : Fisika
Kategori     : Termodinamika
Kata Kunci : carnot, mesin, siklus, kalor, menyerap, usaha, perbandingan, suhu, reservoir, panas, dingin

Kode : 11.6.10 [Kelas 11 Fisika Bab 10 Termodinamika]

Diketahui
Kalor yang diserap Q₁ = 800 kalori
Usaha yang dilakukan gas W = 200 kalori

Ditanya
Perbandingan suhu reservoir panas dan dingin (T₁ : T₂)

Penyelesaian

Step-1
Hitung efisiensi

[tex]\eta= \frac{W}{Q_1} [/tex]
[tex]\eta= \frac{200}{800} [/tex]
Diperoleh efisiensi [tex]\eta=0,25 \ atau \ 25 \%[/tex]

Step-2
Hitung perbandingan T₁ dan T₂

[tex]\eta= 1- \frac{T_2}{T_1} [/tex]
[tex] \frac{1}{4} = 1- \frac{T_2}{T_1} [/tex]
[tex] \frac{T_2}{T_1} = \frac{3}{4} [/tex]
[tex]Atau \ \frac{T_1}{T_2} = \frac{4}{3} [/tex]

Jawaban
Diperoleh perbandingan suhu pada reservoir panas dan dingin
T₁ : T₂ = 4 : 3

----------------------------------------------------

Pembahasan Konsep

Mesin carnot bersifat imajiner, merupakan mesin kalor ideal yang memiliki sebuah silinder berisi gas ideal dan suatu pengisap yang dapat bergerak. Mesin kalor ideal adalah mesin dimana tiap proses yang terjadi adalah reversibel (dapat balik) tanpa kehilangan energi. Namun dalam praktek nyata mesin kalor seperti ini tidak akan ada, sebab selalu ada energi yang hilang akibat gesekan dan daya hantar panas ke lingkungan sekitarnya. 

Mesin kalor ini dinamakan berdasarkan nama penemunya dan salah satu perumus hukum kedua termodinamika, yakni seorang fisikawan Perancis Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796 - 1832).

Operasi sebuah mesin carnot terdiri dari dua proses isotermal dan dua proses adiabatik yang membentuk siklus untuk mengembalikan gas ke keadaan awalnya, sehingga tidak ada perubahan energi dalam (ΔU = 0). Oleh karena itu berdasarkan hukum pertama termodinamika, usaha yang dilakukan gas (W) adalah 
ΔQ = ΔU + W
Q₁ - Q₂ = 0 + W
W = Q₁ - Q₂
dengan 
Q₁ = kalor yang diserap dari reservoir suhu tinggi (panas) T₁
Q₂ = kalor yang dilepas dari reservoir suhu rendah (dingin) T₂

Efisiensi mesin carnot bekerja di antara suhu T₁ dan T₂. Efisiensi adalah hasil bagi antara usaha yang dilakukan (W) dengan kalor yang diserap (Q₁). 

[tex]\eta= \frac{W}{Q_1} \rightarrow \eta= \frac{Q_1-Q_2}{Q_1} \rightarrow \eta=1- \frac{Q_2}{Q_1} [/tex]

Selanjutnya, karena [tex] \frac{Q_1}{Q_2} = \frac{T_1}{T_2} [/tex], maka efisiensi dapat ditulis sebagai

[tex]\eta= 1-\frac{T_2}{T_1} [/tex]

Perhatikan skema pada gambar terlampir
_________________________________

Persoalan menentukan tekanan akhir gas, suhu akhir, dan usaha pada proses adiabatik dengan informasi nisbah kompresi mesin diesel
https://brainly.co.id/tugas/13982355
Pelajari kasus menghitung usaha pada proses adiabatik dengan diketahui jumlah mol gas monoatomik 
brainly.co.id/tugas/13352409
Pelajari kasus tentang menghitung besarnya usaha pada proses isotermal
brainly.co.id/tugas/13833492