Siklus Carnot

Siklus adalah suatu rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada keadaan itu lagi. Siklus Carnot merupakan suatu siklus usaha yang dikemukakan oleh Sadi Carnot (1796-1832).

Siklus Carnot terdiri dari empat proses:

1. Proses pemuaian secara isotermik A ke B. Pada proses ini sistem menyerap kalor Q₁ dari reservoir bersuhu tinggi T₁ dan melakukan usaha W_AB.
2. Proses pemuaian secara adiabatik B ke C. Selama proses ini berlangsung suhu sistem turun dari T₁ menjadi T₂ sambil melakukan usaha W_BC.
3. Proses pemampatan secara isotermik C ke D. Pada proses ini sistem menerima usaha W_CD dan melepas kalor Q₂ ke reservoir bersuhu rendah T₂.
4. Proses pemampatan secara adiabatik D ke A. Selama proses ini suhu sistem naik dari T₂ menjadi T₁ akibat menerima usaha W_DA.

Mesin paling ideal dan mempunyai efisiensi maksimum adalah mesin yang menggunakan siklus Carnot, kerja yang dilakukan mesin yang menggunakan mesin Carnot, adalah:

Bisa juga kita tuliskan W = Q₁ – Q₂

Dengan:

Q₁ = kalor yang diberikan oleh reservoir bersuhu tinggi (T₁)

Q₂ = kalor yang diberikan oleh reservoir bersuhu tinggi (T₂)

W = kerja yang dilakukan mesin (J)

T₁ = reservoir suhu tinggi (K)

T₂ = reservoir suhu tinggi (K)

Mesin Carnot memiliki efisiensi paling besar karena merupakan mesin ideal yang hanya ada di dalam teori. Jadi, sebenarnya tidak ada mesin yang mempunyai efisien yang menyamai efisiensi mesin Carnot. Cara kerja mesin Carnot hanya tergantung pada suhu kedua tandon atau reservoir.

Untuk mendapatkan efisiensi sebesar 100%, suhu tandon suhu rendah (T₂) harus = 0 K, hal ini dalam praktik tidak mungkin terjadi. Hal ini disebabkan karena proses kalor pada mesin Carnot bersifat reversibel, sedangkan pada mesin sesungguhnya mengalami prosesnya irreversibel.

Selain siklus Carnot dikenal juga beberapa jenis siklus lain, yang digunakan diantaranya siklus siklus otto dan siklus diesel. Siklus otto terdiri dari proses adiabatik dan isokhorik. Sedang siklus diesel terdiri dari proses adiabatik, proses isobarik, dan proses isokhorik.

———————

sumber:

Alonso, M. dan Budikase, E. dan Nyoman Kertiasa. 1995. Fisika 3. Jakarta: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.

Abadi, Rinawan, dkk. 2009. Buku Panduan Pendidik Fisika untuk SMA/MA untuk kelas XI. Klaten: Intan Pariwara.