Page 195 - FISIKA SMA KELAS XI

Siklus Carnot merupakan dasar dari mesin ideal yaitu mesin yang
memiliki efisiensi tertinggi yang selanjutnya disebut Mesin Carnot. Usaha
total yang dilakukan oleh sistem untuk satu siklus sama dengan luas
daerah di dalam siklus pada diagram P - V. Mengingat selama proses
siklus Carnot sistem menerima kalor Q dari reservoir bersuhu tinggi T 1
1
dan melepas kalor Q ke reservoir bersuhu rendah T , maka usaha yang
2
2
dilakukan oleh sistem menurut hukum I termodinamika adalah sebagai
berikut.

Q U W Q Q 0 W
W Q Q 2
2
1
1
Dalam menilai kinerja suatu mesin, efisiensi merupakan suatu faktor
yang penting. Untuk mesin kalor, efisiensi mesin ( ) ditentukan dari
perbandingan usaha yang dilakukan terhadap kalor masukan yang
diberikan. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.

W Q Q Q
= 100% = 1 2 100% = 1 2 100%
Q 1 Q 1 Q 1

Untuk siklus Carnot berlaku hubungan Q 2 T 2 , sehingga efisiensi
Q 1 T 1
mesin Carnot dapat dinyatakan sebagai berikut.

T
1 2 100%
T 1

Keterangan:
: efisiensi mesin Carnot
T 1 : suhu reservoir bersuhu tinggi (K)
T 2 : suhu reservoir bersuhu rendah (K)

Efisiensi mesin Carnot merupakan efisiensi yang paling besar karena
merupakan mesin ideal yang hanya ada di dalam teori. Artinya, tidak
ada mesin yang mempunyai efisien melebihi efisiensi mesin kalor Carnot.
Berdasarkan persamaan di atas terlihat efisiensi mesin kalor Carnot hanya
tergantung pada suhu kedua tandon atau reservoir. Untuk mendapatkan
efisiensi sebesar 100%, suhu tandon T harus = 0 K. Hal ini dalam praktik
2
tidak mungkin terjadi. Oleh karena itu, mesin kalor Carnot adalah mesin
yang sangat ideal. Hal ini disebabkan proses kalor Carnot merupakan
proses reversibel. Sedangkan kebanyakan mesin biasanya mengalami
proses irreversibel (tak terbalikkan).

188