mesin carnot suhu reservoir dingin 10°c mempunyai efisiensi 50% . mesin itu efisiensinya ditinggalkan menjadi 60% . berapa derajat suhu reservoir yang tinggi ya

Besar kenaikan suhu pada reservoir panas adalah 141,5 °K.

Suhu naik dari 566 °K menjadi 707,5 °K.

Pembahasan

MESIN CARNOT

Mesin kalor yang ideal adalah dimana saat semua proses yang terjadi pada mesin, mesin tidak mengalaminkehilangan energi. Tapi hal ini pada prakteknya adalah hal yang tidak mungkin terjadi.

Proses yang terjadi pada mesin carnot adalah dua proses isotermal dan dua proses adiabatik. Proses yang terjadi adalah suatu siklus yang mengembalikan gas ke keadaan awalnya. Maka tidak ada perubahan energi dalam (Δu = 0).

Q = Δu + W

+ Q₁ - Q₂ = 0 + W

W = Q₁ - Q₂

Dimana

Q₁ = kalor yang diserap dari reservoir suhu tinggi T₁.

Q₂ = kalor yang dibuang ke reservoir suhu rendah T₂.

Efisiensi Mesin Carnot

Efisiensi mesin carnot adalah hasil bagi usaha dengan kalor yang diserap.

Karena [tex]\frac{Q_1}{Q_2} \:=\: \frac{T_1}{T_2}[/tex], maka rumus efisiensi mesin:

η = [tex]\frac{W}{Q_1}[/tex]

η = [tex]\frac{Q_1 \:-\: Q_2}{Q_1}[/tex]

η = 1 - [tex]\frac{Q_2}{Q_1}[/tex]

η = 1 - [tex]\frac{T_2}{T_1}[/tex]

Dimana

η= efisiensi

W = usaha yang dilakukan mesin (Joule)

T₁ = suhu tinggi (°K)

T₂ = suhu rendah (°K)

Diketahui:

T₂ = 10 °C = 10 + 273 °K = 283 °K

η = 50 % = [tex]\frac{50}{100} \:=\: \frac{1}{2}[/tex]

η' = 60 % = [tex]\frac{60}{100} \:=\: \frac{3}{5}[/tex]

Ditanyakan:

Δ T₁ ?

Penjelasan:

Cari dahulu suhu T₁ saat efisiensinya 50 %

η = 1 - [tex]\frac{T_2}{T_1}[/tex]

[tex]\frac{1}{2}[/tex] = 1 - [tex]\frac{T_2}{T_1}[/tex]

[tex]\frac{T_2}{T_1} \:=\: 1 \:-\: \frac{1}{2}[/tex]

[tex]\frac{283}{T_1} \:=\: \frac{2}{2} \:-\: \frac{1}{2}[/tex]

[tex]\frac{283}{T_1} \:=\: \frac{1}{2}[/tex]

Kali silang

T₁ × 1 = 2 × 283

T₁ = 566 °K

Cari suhu T₁ saat efisiensinya 60 %

η' = 1 - [tex]\frac{T_2}{T_1'}[/tex]

[tex]\frac{3}{5}[/tex] = 1 - [tex]\frac{T_2}{T_1'}[/tex]

[tex]\frac{T_2}{T_1'} \:=\: 1 \:-\: \frac{3}{5}[/tex]

[tex]\frac{283}{T_1'} \:=\: \frac{5}{5} \:-\: \frac{3}{5}[/tex]

[tex]\frac{283}{T_1'} \:=\: \frac{2}{5}[/tex]

Kali silang

T₁' × 2 = 5 × 283

2 × T₁' = 1.415

T₁' = 1.415 ÷ 2

T₁' = 707,5 °K

Perubahan suhu T₁

Δ T₁ = T₁' - T₁

Δ T₁ = 707,5 - 566

= 141,5 °K

Jadi suhu reservoir tinggi harus dinaikkan sebesar 141,5 °K.

Pelajari lebih lanjut

Efisiensi Mesin Carnot https://brainly.co.id/tugas/8598839

Efisiensi Mesin Carnot Dari Grafik https://brainly.co.id/tugas/13796680

Kenaikan Suhu Reservoir Suhu Tinggi Bila Efisiensi Dinaikkan https://brainly.co.id/tugas/2386030

Detail Jawaban

Kelas : XI

Mapel : Fisika

Bab : Termodinamika

Kode : 11.6.7.