mesin carnot menyerap kalor sebanyak 800 kalori dan melakukan usaha sebesar 200 kalori perbandingan suhu pada reservoir panas dan dingin

Kelas: XI
Mata pelajaran: Fisika
Materi: Termodinamika

Kata kunci: Mesin Carnot, Reservoir, Proses Kalor, Efisiensi Mesin

Jawaban pendek:

Mesin Carnot menyerap kalor sebanyak 800 kalori dan melakukan usaha sebesar 200 kalori. Sehingga perbandingan suhu pada reservoir panas dan dingin adalah 4 banding 3 .

Jawaban panjang:

Mesin Carnot adalah mesin kalor hipotetik yang beroperasi dalam siklus Carnot, atau siklus kalor yang reversibel (bolak balik).

Pada mesin Carnot berlaku rumus:

η = W/Q

η= (1- T₂/T₁) x 100%

Dimana:

η = efisiensi mesin Carnot

W =  usaha yang dilakukan mesin (dalam satuan joule atau kalori)

Q = kalor yang diserap oleh mesin (dalam satuan joule atau kalori)

T₁ = suhu reservoir bersuhu tinggi (dalam satuan Kelvin)

T₂ = suhu reservoir bersuhu rendah (dalam satuan Kelvin)

Dalam soal ini diketahui bahwa usaha (W) yang dilakukan mesin sebesar 200 kalori, sementara kalor yang diserap sebesar 800 kalori.

Sehingga efisiensi mesin Xarnot tersebut adalah:

η = W/Q

    = 200/800

   = ¼

   = 25%

Setelah mengetahui efisiensi mesin Carnot, kita bisa menghitung suhu yang

η = (1- T₂/T₁) x 100%

¼  = (1- T₂/T₁) x 100%

¼ = 1 – T₂/T₁

T₂/T₁ = 1 – ¼

T₂/T₁ = ¾

T₁/ T₂ = 4/3

Jadi perbandingan suhu pada reservoir panas dan dingin pada mesin Carnot tersebut adalah 4 banding 3.