Besar Usaha Yang Dilakukan Mesin Dalam Satu Siklus Adalah

Konsep prinsip kerja mesin Carnot dikenalkan oleh



Sadi Carnot


 adalah bahasan mengenai mesin bahang ideal. Mesin kalor banyak dimanfaatkan cak bagi berbagai kepentingan dalam hidup sehari – hari, misalnya pada lokomotif uap. Pokok bahasan dalam mesin Carnot adalah bagaimana suatu mesin kalor boleh menghasilkan efisiensi tertinggi. Segara aksi dan efisiensi mesin Carnot bergantung pada osean nilai kalor (Q) dan suhu (T) yang terkebat kerumahtanggaan sebuah sistem. Sehingga, bahasan mesin Carnot termasuk dalam termodinamika adalah cabang ilmu Fisika yang mempelajari hubungan antara semok/panas api dan propaganda yang dilakukan maka itu kalor tersebut.

Mesin Carnot berkreasi beralaskan siklus Carnot nan terdiri dari empat tingkatan proses termodinamika. Keempat proses tersebut adalah pemuaian isotermal, pemuaian adiabatik, pemadatan isotermal, dan pemampatan adibatik. Proses isotermal adalah suatu proses perlintasan keadaan gas pada suhu taat. Sedangkan proses adiabatik yakni suatu proses persilihan keadaan gas di mana enggak ada kalor (Q) yang ikut ataupun keluar dari sistem. Bahang yang masuk ataupun yang keluar plong mesin Carnot sebanding dengan hawa mutlaknya. Sehingga, antara nilai kalor dan suhunya terwalak hubungan sebanding (^Q2/_Q2=
^T2/_T1).

Bagaimana pendirian menghitung besar usaha (W) yang dilakukan mesin Carnot? Bagaimana prinsip mengetahui ki akbar daya guna (η) mesin Carnot? Sobat idschool dapat berburu adv pernah jawabannya melalui ulasan di dasar.

Baca Juga: Penerapan Asas Black untuk Memecahkan Masalah Bahang

Rumus Usaha Mesin Carnot

Proses nan terjadi dalam siklus Carnot adalah sistem mengamini hangat api Q₁ dari waduk bersuhu tinggi T₁ dan melepas panas api Q₂ ke reservoir bersuhu rendah Horizon₂. Lega siklus Carnot, proses selalu pun ke keadaan semula sehingga ΔU = 0. Gerakan yang dilakukan mesin Carnot sama dengan luas daerah di kerumahtanggaan siklus suatu sistem. Sehingga, besar usaha (W) yang dilakukan mesin Carnot diberikan seperti berikut.

Ibarat teladan, perhatikan permasalahan dan penyelesaian cak bagi menghitung besar usaha yang dihasilkan mesin Carnot berikut.

Suatu mesin Carnot bekerja di antara master 600^oK dan 300^oK serta menerima kalor sebesar 1.000 joule. Berapakah ki akbar usaha yang dilakukan mesin internal satu siklus?

Diketahui:

• kalor nan masin lidah: Q₁ = 1.000 J
• rantang temperatur kerja mesin: Cakrawala₁ = 600^ozonK dan T₂ = 300^oK

Sebelum menghitung osean usaha nan dilakukan mesin dalam satu siklus, wajib mengerti osean kalor yang dilepas terlebih dahulu.

Cak menjumlah kalor yang dilepas sistem pada mesin Carnot (Q₂):

Menghitung raksasa gerakan nan dilakukan mesin:

W = Q₁ – Q₂

W = 1.000 J – 500 J
W = 500 J

Baca Juga: Cara Menghitung Suhu Akhir Campuran

Rumus Tepat guna Mesin Carnot

Mesin mengubah energi kalor (Q) menjadi gerakan (W) namun biasanya tidak dilakukan secara seempurna. Antara besar gerakan yang dilakukan dan samudra kalor yang diserap n kepunyaan proporsi kredit. Perimbangan antara besar usaha yang dilakukan sistem (W) terhadap energi panas api yang diserapnya (Q₁) disebut sebagai efisiensi mesin.

Persamaan matematis efisiensi mesin Carnot diberikan sama dengan pada persamaan berikut.

Sebagai contoh, simak permasalahan efisiensi mesin Carnot beserta penyelesaiannya berikut.

Transendental Permasalahan:
Sebuah mesin Carnot yang memperalat reservoir suhu tinggi bersuhu 800
^oK dan memiliki tepat guna 40%.

Berapakah suhu pada menara air bersuhu tekor?

Diketahui:

• Efisiensi mesin Carnot: η = 40%
• master puas reservoir bersuhu janjang: Horizon₁ = 800
  ^{udara murni}K

Menotal hawa sreg menara air bersuhu kurang (T₂):

Kaprikornus, raksasa suhu pada waduk bersuhu rendah mesin Carnot tersebut adalah 480^oK.

Baca Pula: Besar Bahang yang Dibutuhkan pada Perubahan Wujud Benda dan Grafiknya

Pola Cak bertanya dan Pembahasan

Sobat idschool bisa mengukur kesuksesan memafhumi bahasan materi di atas dengan cara mengamalkan beberapa contoh cak bertanya di bawah. Keseleo satu indikator berbuntut memaklumi bahasan materi adalah berlambak menyelesaikan pertanyaan dengan benar. Bilang sempurna soal di bawah bisa sobat idschool gunakan bakal mengeti kemampuan sobat idschool. Selamat berlatih!

Ideal 1 – Kalor nan Dilepas Mesin Carnot

Sebuah mesin carnot menyerap bahang sebesar 1.000 kJ yang bekerja lega waduk bersuhu 300^oK dan 200^oK. Besar kalor yang terbuang oleh mesin adalah ….
A. 1.500 kJ
B. 750 kJ
C. 666²/₃ kJ
D. 333¹/₃ kJ
E. 100²/₃ kJ

Pembahasan:

Berdasarkan proklamasi yang diberikan pada soal dapat diperoleh kenyataan – informasi seperti berikut.

• kalor yang diserap mesin: Q₁ = 1.000 kJ
• suhu awal: T₁ = 300
  ^ozonK
• suhu akhir: T₂ = 200
  ^oK

Cak menjumlah osean kalor yang terbuang oleh mesin (Q₂):

Makara, besar kalor yang terbuang maka dari itu mesin adalah 666²/₃ kJ.

Jawaban: C

Contoh 2 – Besar Propaganda Mesin Carnot

Perhatikan grafik P – V mesin Carnot di bawah!

Seandainya kalor yang diserap mesin sebesar 10.000 J maka ki akbar propaganda nan dilakukan mesin Carnot adalah ….
A. 1.500 J
B. 4.000 J
C. 5.000 J
D. 6.000 J
E. 8.000 J

Pembahasan:

Bersendikan keterangan yang diberikan pada soal bisa diperoleh informasi – informasi begitu juga berikut.

• suhu reservoir tangga: T₁ = 800^ozonK
• suhu reservoir minus: T₂ = 400^ozonK
• kalor yang diserap mesin: Q₁ = 10.000 J

Menghitung besar hangat api pada reservoir temperatur rendah (Q₂):

Menghitung besar usaha nan dilakukan mesin Carnot:

W = Q₁ – Q₂


W = 10.000 kJ – 5.000 kJ
W = 5.000 kJ

Jadi, besar usaha nan dilakukan mesin Carnot yakni 5.000 kJ

Jawaban: C

Contoh 3 – Efisiensi Mesin Carnot

Sebuah mesin kalor ideal menyerap hangat api bersumber reservoir suhu jenjang untuk melakukan persuasi dan sisanya dibuang ke reservoir kurang. Jika panas api nan dibuang 3 kali usaha yang dihasilkan maka efisiensi mesin yaitu ….
A. 20%
B. 25%
C. 33%
D. 67%
E.75%

Pembahasan:

Berlandaskan keterangan yang diberikan pada soal dapat diperoleh takrif seperti berikut.

• kalor yang dibuang 3 kali manuver: Q₂ = 3W

Menotal besar panas api yang masuk mesin (Q₁):
W = Q₁
– Q₂
W = Q₁ – 3W
Q₁ = W + 3W
Q₁ = 4W

Menotal persentase kesangkilan mesin Carnot:

Makara, kalau hangat api yang dibuang 3 kelihatannya kampanye nan dihasilkan maka efisiensi mesin yakni 25%

Jawaban: B

Demikianlah tadi ulasan cara menghitung ki akbar usaha dan tepat guna mesin Carnot. Terimakasih mutakadim mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat.

Baca Juga: Rekomendasi Rahasia UTBK – SBMPTN