Efisiensi Maksimum bagi Mesin

 Apakah ada mesin dengan efisiensi 100%?

Tak mungkin didapatkan mesin panas yang bekerja antara dua tandon panas dengan efisiensi 100 persen.

Kalau demikian, berapakah efisiensi maksimum yang mungkin bagi mesin semacam itu?

Pertanyaan maha sulit ini terjawab pada tahun 1824 oleh seorang Ilmuwan muda Perancis: Sadi Carnot

[Nicolas Léonard Sadi Carnot]

Was a French military engineer and physicist, often described as the "father of thermodynamics".

 

Fields Physicist and engineer

Institutions      French army

Alma mater     École Polytechnique

École Royale du Génie

Sorbonne

Collège de France

Academic advisors      Siméon Denis Poisson

André-Marie Ampère

François Arago

Known for      Carnot cycle

Carnot efficiency

Carnot theorem

Carnot heat engine

Influenced       Émile Clapeyron

Rudolf Clausius

Lord Kelvin

           Pemecahan persoalan ini dikemukakan sebelum hukum pertama termodinamika dirumuskan. Carnot menemukan bahwa semua mesin reversibel yang bekerja antara dua tandon panas mempunyai efisiensi yang sama dan bahwa tidak ada mesin yang dapat mempunyai efisiensi yg lebih besar daripada efisiensi mesin reversibel.

           Hasil ini dikenal dengan sebagai Teorema Carnot: Tidak ada mesin yang bekerja di antara dua tandon panas yang tersedia dapat lebih efisien daripada mesin reversibel yg bekerja di antara kedua tandon itu.

Mesin reveribel yang bekerja di antara dua tandon panas dinamakan Mesin Carnot.

Nama tersebut diberikan untuk menghormati ketekunan sang Ilmuwan muda dalam memecahkan salah satu permaslahan ilmu fisika Termodinamika.

Mesin Carnot:

Adalah mesin kalor hipotetis  yang beroperasi dalam suatu siklus reversibel yang disebut siklus Carnot. Model dasar mesin ini dirancang oleh Nicolas Léonard Sadi Carnot, seorang insinyur militer Perancis pada tahun 1824. Model mesin Carnot kemudian dikembangkan secara grafis oleh Émile Clapeyron 1834, dan diuraikan secara matematis oleh Rudolf Clausius pada 1850-an dan 1860-an. Dari pengembangan Clausius dan Clapeyron inilah konsep dari entropi mulai muncul.

 

Contoh mudah mengenai mesin dengan efisiensi mendekati 100% adalah pembangkit listrik tenaga air.

Mungkinkah mesin tersebut digerakkan oleh air, menghasilkan listrik untuk menyedot air dan memutar dirinya sendiri.?

Kelebihan kapasitas dari tenaga yang dihasilkan dapat disalurkan sebagai produk akhirnya.

Artinya, mesin pembangkit tersebut tidak memerlukan bahan bakar untuk memutar turbin

(kecuali pertama kali).

Dengan model ini, defisit tenaga listrik yang sering terjadi semestinya dapat diantisipasi sejak awal.