Mesin Kalor & Efisiensi Carnot
Mesin Kalor & Batas Carnot
Sebuah mesin kalor menyerap kalor dari sumber panas, mengubah sebagiannya menjadi kerja berguna, dan membuang sisanya sebagai kalor buangan ke tempat yang lebih dingin. Tidak ada mesin — sebaik apa pun rancangannya — yang bisa mengubah seluruh kalor itu menjadi kerja; selalu ada sebagian yang harus dibuang. Efisiensi terbaik yang mungkin dicapai sebuah mesin hanya bergantung pada seberapa panas dan seberapa dingin kedua reservoirnya.
η = 1 − T_c / T_h
- η — efisiensi (—): sebagian energi kalor yang diubah mesin menjadi kerja berguna
- T_c — suhu reservoir dingin (K): suhu tempat dingin di mana kalor buangan dibuang
- T_h — suhu reservoir panas (K): suhu sumber panas yang memasok kalor ke mesin
Reservoir panas sebuah pembangkit listrik, uap, berada pada 400 kelvin, dan reservoir dinginnya, air sungai, berada pada 300 kelvin. Berapa efisiensi terbaik yang mungkin untuk mesin yang bekerja di antara keduanya?
- T_h = 400 K
- T_c = 300 K
- η = 1 − T_c / T_h
- η = 1 − 300 K / 400 K
η = 0.25 = 25%