7/26/2019 Iklus Carnot

1/3

IKLUS CARNOT

Siklus Carnot adalah proses termodinamik yang dialami oleh zat kerja (working substance)

pada mesin Carnot. Siklus ini terdiri atas dua proses isotermal dan dua proses adiabatik. Pada

proses isotermal pertama, yang terjadi pada temperatur lebih tinggi, zat mengalami ekspansi

dan menyerap kalor. Proses isotermal kedua, yang terjadi pada temperatur rendah, zat

mengalami kompresi dan melepas kalor. Garis isotermal pertama dan kedua dihubungkan

oleh dua proses adibatik. adiabatik pertama zat mengalami ekspansi, sedangkan adibatik

kedua zat mengalami kompresi

Siklus carnot terdiri dari 4 tahapan proses, sebagai berikut.

. Proses . !kspansi isothermal re"ersible, dimana material ( working substance)

menyerap kalor #dari reser"oir kalor pada temperature $dan sistem melakukan

kerja.

%. Ptoses %. !kspansi adiabatic re"ersible, dimana &orking substance berkurang

temperaturnya dari $menjadi $%dan sistem melakukan kerja.

'. Prosses '. ompresi isothermal re"ersible, dimana &orking substance melepaskan

kalor #%ke reser"oir dingin dengan tempertaur $% dan kerja dikenakan terhadap

sistem.

4. Proses 4. ompresi adiabatic re"ersible, dimana &orking substance dikembalikan ke

keadaan a&al (semula), temperature sistem berubah dari $ % menjadi $ dan kerja

dikenakan terhadap sistem.

eempat proses di atas dapat dilukiskan dalam bentuk diagram P "ersus , seperti di ba&ah

ini*

Gambar . Gra+ik Siklus Carnot

7/26/2019 Iklus Carnot

2/3

arena sistem dikembalikan ke keadaan semula, maka perubahan besaran keadaan

(besaran termodinamika) seperti energi dalam maupun entalpi sistem proses adalah nol.

engan menggunakan hukum - termodinamika dapat dihitung kalor dan kerja pada masing

masing tahap proses diatas.

/isalnya substansi melakukan kerja adalah suatu gas ideal.

0 Proses Ekspansi Isotermal Reversible

d1 2 3 #re" Pd atau d1 2 3 #re" 5 d6

Proses -sotermal d1 2 7, sehingga

3 6 2 3 #re" 2 Pd

62 #2 n8$ ln %9

0 Proses Ekspansi Adiabatik Reversibel

Pada proses adiabatic # 2 7, sehingga:

d1 2 3 6 2 Pd

3 6 2 C"($%$), dimana $;$%

C"2 kapasitas panas pada "olume tetap

0 Proses Kompresi Isotermal Reversibel

engan menggunakan penjelasan yang mirip dengan proses ekspansi isotermal re"ersibel,

maka diperoleh kerja pada proses ini adalah*

6'2 #%2 n8$ ln 49', dimana ';4

0 Proses Kompresi Adiabatik Reversibel

engan menggunakan penjelasan yang mirip dengan proses ekspansi adiabatik re"ersibel.

/aka diperoleh kerja untuk proses ini adalah *

642 C"($$%), dimana $;$%

$otal kerja, 6 yang dilakukan oleh mesin carnot dalam satu siklus adalah

6 2 6 5 6% 5 6' 5 64

6 2 n8$ ln %95 C"($%$) n8$ ln 49' 5 C"($$%)

6 2 n8$ ln %9 n8$ ln 49'

6 2 # #%

#%berharga negati+ karena 4

7/26/2019 Iklus Carnot

3/3

!+isiensi mesin carnot, = adalah perbandingan antara kerja yang dilakukan mesin dengan

kalor yang diserap, #.

= 2 69#

= 2 (##%)9#2 #%9#

Gambar 2/ekanisme erja Siklus Carnot pada Gas -deal

Sejumlah kalor # diserap dari reser"oir kalor yang temperaturenya $, sejumlah

kalor #% dilepaskan ke reser"oir kalor yang temperaturnya $% dan kerja dilakukan oleh

sistem, demikian seterusnya. alor yang ditrans+er tergantung pada beda temperatur antara

dua reser"oir tersebut. $emperatur reser"oir ini disebut temperatur termodinamika $. karena

#%9# sebanding dengan temperatur termodinamika dari reser"oir, maka e+isiensi mesin

Carnot dapat dinyatakan sebagai berikut*

= 2 $%9$

ari hasil yang diperolehnya, Carnot menyampaikan hasil teoremanya bah&a tidak

ada mesin kalor yang bekerja antara dua reser"oir kalor mempunyai e+isiensi lebih besar dari

mesin Carnot (ideal) yang bekerja pada dua reser"oir kalor yang sama. $eorema diatas

menunjukkan bah&a mesin kalor yang irre"ersibel mempunyai e+isiensi lebih rendah dari

mesin re"ersibel.

Simpulan dari rumusan e+isiensi mesin carnot*

0 Semua mesin carnot yang bekerja pada dua reser"oir kalor yang sama mempunyai e+isiensi

yang sama

0 !+isiensi mesin kalor tidak tergantung pada jenis material (working substance) yang

digunakan

0 $emperatur termodinamika tidak tergantung pada jenis material (working substance)