ppt siklus carnot
GAS DAN TERMODINAMIKA
SIKLUS CARNOT DAN
APLIKASINYA
OLEH : KELOMPOK 5
SITI AMINAH BR BANCIN (41611310)
SOFIA ANDINI MANURUNG (41611310)
TRIYUNI ADELINA (41611310)
ROMASI JULIANI SITUMORANG (4163131024)
KIMIA DIK C 2016
MESIN KALOR
• Mesin Kalor : alat yang mengubah kalor
menjadi energi mekanis atau lebih tepat
suatu sistem yang bekerja secara terus
menerus dan hanya kalor dan usaha yang
dapat melalui permukaan batasnya.
• Beberapa contoh mesin kalor adalah
Mesin Carnot, mesin Brayton, mesin Otto,
mesin Rankine, dan mesin diesel.
MESIN CARNOT
• Mesin Carnot adalah mesin kalor hipotesis yang
beroperasi dalam suatu siklus reversibel yang
disebut siklus Caranot.
• Prinsip cara kerja mesin kalor ada tiga proses
yaitu:
1. Proses penyerapan kalor dari sumber panas
yang sering disebut sebagai reservoir (tandon)
panas.
2. Usaha yang dilakukan oleh mesin.
3. Proses pembuangan kalor pada tempat yang
bersuhu rendah, tempat ini sering disebut
reservoir (tandon) dingin.
MESIN CARNOT
Teorema Carnot adalah pernyataan formal
dari fakta bahwa : Tidak mungkin ada mesin
yang beroperasi diantara dua reservoir
panas yang lebih efisien dari pada sebuah
mesin Carnot yang beroperasi pada dua
reservoir yang sama. Artinya efisiensi
maksimum
yang
dimungkinkan
untuk
sebuah
mesin
yang
menggunakan
temperature tertentu diberikan efisiensi
mesin Carnot.
MESIN CARNOT
• Mesin Carnot dapat dianggap memiliki piston
yang bergerak dalam silinder, dan memiliki
karakteristik sebagai berikut:
1. Sebuah rekatan yang sempurna, sehingga tidak
ada atom yang melarikan diri dari cairan yang
bekerja karena piston bergerak untuk
memperluas atau menekannya.
2. Pelumasan sempurna, sehingga tidak ada
gesekan.
3. Sebuah gas ideal untuk fluida kerja.
4. Koneksi sempurna termal pada setiap waktu.
5. Piston bergerak bolak-balik berulang kali.
1. Siklus Carnot
Siklus adalah suatu rangkaian proses yang berjalan
sedemikian rupa sehingga pada akhirnya kembali
kepada keadaan semula.
Pada gambar di samping:
● proses AB isokorik,
● proses BC isotermik,
● proses CA isobarik.
Proses itu membentuk satu siklus
ABCA.
Siklus ABCA
Mesin Carnot bekerja secara reversibel (dapat
bekerja bolak-balik) yang idealnya bekerja
dengan dua proses isotermik dan dua proses
SIKLUS CARNOT
Bentuk Siklus Carnot
Untuk memahami proses siklus Carnot tersebut,
perhatikan gambar berikut!
a. Proses a – b
Gas mula-mula berada
pada keadaan (P1, V1, T1),
ditempatkan pada wadah
(reservoir) bersuhu T1. Gas
dikembangkan (diekspan
sikan) secara isotermis
hingga mencapai keadaan
(P2, V2, T1). Pada proses ini,
gas
menyerap kalor Q1.
W = n RT 1n = q
1
2
2
Bagan siklus Carnot (a)
isotermis,(b) adiabatis, (c)
isotermis, dan (d) adiabati
b. Proses b – c
Gas mengembang
secara adiabatis sampai
pada keadaan (P3, V3,
T2). Pada
proses ini, gas
melakukan usaha hingga
suhunya turun menjadi
T2.
W2 = -∆ E = -n Cv(T1-T2)
Bagan siklus Carnot (a)
isotermis,(b) adiabatis, (c)
isotermis, dan (d) adiabati
c. Proses c – d
Gas berada pada wadah
(reservoir) yang lebih
dingin T2 kemudian
ditekan hingga berada
pada keadaan (P4, V4, T2)
secara isotermis. Selama
proses ini, gas
melepaskan panas
W = nQRT
(kalor)
2. 1 1n = -q1
3
.
Skema mesin kalor. Mesin
menerima kalor Q1 untuk
melakukan usaha W, sisa
kalor Q2 dilepas.
d. Proses d – a
Gas dikembalikan pada keadaan
semula (P1, V1, T1) melalui proses
adiabatis. Selama proses ini gas
dikenai usaha. Pada keempat
proses di atas, usaha total W
dinyatakan sebagai luas kurva
abcda (gambar di samping).
JumlahW
kalor
yang diterima
4= -∆ E = -n Cv(T2-T1)
adalah Q1 – =
Q2.
n CV (T1-T2)
Pada
Pada proses
proses di
di atas
atas telah
telah terjadi
terjadi perubahan
perubahan energi
energi
kalor
kalor menjadi
menjadi usaha.
usaha. Mesin
Mesin yang
yang melakukan
melakukan
proses
proses dengan
dengan mengubah
mengubah energi
energi panas
panas (kalor)
(kalor)
menjadi
menjadi usaha
usaha disebut
disebut mesin
mesin panas
panas atau
atau mesin
mesin
kalor.
kalor.
Skema mesin kalor.
Mesin menerima kalor
Q1 untuk melakukan
usaha W, sisa kalor Q2
dilepas.
APLIKASI SIKLUS CARNOT
1. Heat Pump/ pompa kalor
Mesin kalor mrp alat yg mengubah kalor menjadi
kerja (spt mesin uap, mesin jet, sel elektrokimia).
2. Refrigerator
contoh: air conditioner, refrigerator
Refrigerator dan heat pumps pada dasarnya
merupakan peralatanyang sama. Refrigerator dan
heat pumps berbeda hanya pada tujuannya saja.
Refrigerator adalah mengambil kalor (QC) dari
medium bersuhu rendah (mempertahankan ruang
pendingin tetap dingin).
APLIKASI SIKLUS CARNOT
APLIKASI SIKLUS CARNOT
efisiensi carnot = Wmaks yg dihasilkan/Kalor yg
diberikan
Efisiensi carnot = Wmaks / Q
= (T1 – T2 )/ T1
COP (coefficient of performance/ koefisien daya guna/
koefisien kerja) pada Refrigerator dan Heat pump )
• COP mesin panas = T1 / (T1 – T2 )
• COP mesin dingin = T2 / (T1 – T2 )
APLIKASI SIKLUS CARNOT
• Lemari Es, Penyejuk Udara, dan Pompa Kalor
Prinsip kerja lemari es, penyejuk udara, dan pompa
kalor merupakan kebalikan mesin kalor. Masing-masing
beroperasi untuk mentransfer kalor keluar dari
lingkungan yang sejuk ke lingkungan yang hangat.
Seperti digambarkan pada gambar 12, dengan
melakukan kerja W, kalor diambil dari dari daerah
temperatur lebih rendah, T(C) (katakanlah di dalam
lemari es), dan kalor yang jumlahnya lebih besar
dikeluarkan pada temperatur tinggi, T(H) (ruangan).
Anda sering dapat merasakan kalor ini bertiup di
bawah lemari es. Kerja W biasanya dilakukan oleh
motor kompresor yang menekan fluida.
SIKLUS CARNOT DAN
APLIKASINYA
OLEH : KELOMPOK 5
SITI AMINAH BR BANCIN (41611310)
SOFIA ANDINI MANURUNG (41611310)
TRIYUNI ADELINA (41611310)
ROMASI JULIANI SITUMORANG (4163131024)
KIMIA DIK C 2016
MESIN KALOR
• Mesin Kalor : alat yang mengubah kalor
menjadi energi mekanis atau lebih tepat
suatu sistem yang bekerja secara terus
menerus dan hanya kalor dan usaha yang
dapat melalui permukaan batasnya.
• Beberapa contoh mesin kalor adalah
Mesin Carnot, mesin Brayton, mesin Otto,
mesin Rankine, dan mesin diesel.
MESIN CARNOT
• Mesin Carnot adalah mesin kalor hipotesis yang
beroperasi dalam suatu siklus reversibel yang
disebut siklus Caranot.
• Prinsip cara kerja mesin kalor ada tiga proses
yaitu:
1. Proses penyerapan kalor dari sumber panas
yang sering disebut sebagai reservoir (tandon)
panas.
2. Usaha yang dilakukan oleh mesin.
3. Proses pembuangan kalor pada tempat yang
bersuhu rendah, tempat ini sering disebut
reservoir (tandon) dingin.
MESIN CARNOT
Teorema Carnot adalah pernyataan formal
dari fakta bahwa : Tidak mungkin ada mesin
yang beroperasi diantara dua reservoir
panas yang lebih efisien dari pada sebuah
mesin Carnot yang beroperasi pada dua
reservoir yang sama. Artinya efisiensi
maksimum
yang
dimungkinkan
untuk
sebuah
mesin
yang
menggunakan
temperature tertentu diberikan efisiensi
mesin Carnot.
MESIN CARNOT
• Mesin Carnot dapat dianggap memiliki piston
yang bergerak dalam silinder, dan memiliki
karakteristik sebagai berikut:
1. Sebuah rekatan yang sempurna, sehingga tidak
ada atom yang melarikan diri dari cairan yang
bekerja karena piston bergerak untuk
memperluas atau menekannya.
2. Pelumasan sempurna, sehingga tidak ada
gesekan.
3. Sebuah gas ideal untuk fluida kerja.
4. Koneksi sempurna termal pada setiap waktu.
5. Piston bergerak bolak-balik berulang kali.
1. Siklus Carnot
Siklus adalah suatu rangkaian proses yang berjalan
sedemikian rupa sehingga pada akhirnya kembali
kepada keadaan semula.
Pada gambar di samping:
● proses AB isokorik,
● proses BC isotermik,
● proses CA isobarik.
Proses itu membentuk satu siklus
ABCA.
Siklus ABCA
Mesin Carnot bekerja secara reversibel (dapat
bekerja bolak-balik) yang idealnya bekerja
dengan dua proses isotermik dan dua proses
SIKLUS CARNOT
Bentuk Siklus Carnot
Untuk memahami proses siklus Carnot tersebut,
perhatikan gambar berikut!
a. Proses a – b
Gas mula-mula berada
pada keadaan (P1, V1, T1),
ditempatkan pada wadah
(reservoir) bersuhu T1. Gas
dikembangkan (diekspan
sikan) secara isotermis
hingga mencapai keadaan
(P2, V2, T1). Pada proses ini,
gas
menyerap kalor Q1.
W = n RT 1n = q
1
2
2
Bagan siklus Carnot (a)
isotermis,(b) adiabatis, (c)
isotermis, dan (d) adiabati
b. Proses b – c
Gas mengembang
secara adiabatis sampai
pada keadaan (P3, V3,
T2). Pada
proses ini, gas
melakukan usaha hingga
suhunya turun menjadi
T2.
W2 = -∆ E = -n Cv(T1-T2)
Bagan siklus Carnot (a)
isotermis,(b) adiabatis, (c)
isotermis, dan (d) adiabati
c. Proses c – d
Gas berada pada wadah
(reservoir) yang lebih
dingin T2 kemudian
ditekan hingga berada
pada keadaan (P4, V4, T2)
secara isotermis. Selama
proses ini, gas
melepaskan panas
W = nQRT
(kalor)
2. 1 1n = -q1
3
.
Skema mesin kalor. Mesin
menerima kalor Q1 untuk
melakukan usaha W, sisa
kalor Q2 dilepas.
d. Proses d – a
Gas dikembalikan pada keadaan
semula (P1, V1, T1) melalui proses
adiabatis. Selama proses ini gas
dikenai usaha. Pada keempat
proses di atas, usaha total W
dinyatakan sebagai luas kurva
abcda (gambar di samping).
JumlahW
kalor
yang diterima
4= -∆ E = -n Cv(T2-T1)
adalah Q1 – =
Q2.
n CV (T1-T2)
Pada
Pada proses
proses di
di atas
atas telah
telah terjadi
terjadi perubahan
perubahan energi
energi
kalor
kalor menjadi
menjadi usaha.
usaha. Mesin
Mesin yang
yang melakukan
melakukan
proses
proses dengan
dengan mengubah
mengubah energi
energi panas
panas (kalor)
(kalor)
menjadi
menjadi usaha
usaha disebut
disebut mesin
mesin panas
panas atau
atau mesin
mesin
kalor.
kalor.
Skema mesin kalor.
Mesin menerima kalor
Q1 untuk melakukan
usaha W, sisa kalor Q2
dilepas.
APLIKASI SIKLUS CARNOT
1. Heat Pump/ pompa kalor
Mesin kalor mrp alat yg mengubah kalor menjadi
kerja (spt mesin uap, mesin jet, sel elektrokimia).
2. Refrigerator
contoh: air conditioner, refrigerator
Refrigerator dan heat pumps pada dasarnya
merupakan peralatanyang sama. Refrigerator dan
heat pumps berbeda hanya pada tujuannya saja.
Refrigerator adalah mengambil kalor (QC) dari
medium bersuhu rendah (mempertahankan ruang
pendingin tetap dingin).
APLIKASI SIKLUS CARNOT
APLIKASI SIKLUS CARNOT
efisiensi carnot = Wmaks yg dihasilkan/Kalor yg
diberikan
Efisiensi carnot = Wmaks / Q
= (T1 – T2 )/ T1
COP (coefficient of performance/ koefisien daya guna/
koefisien kerja) pada Refrigerator dan Heat pump )
• COP mesin panas = T1 / (T1 – T2 )
• COP mesin dingin = T2 / (T1 – T2 )
APLIKASI SIKLUS CARNOT
• Lemari Es, Penyejuk Udara, dan Pompa Kalor
Prinsip kerja lemari es, penyejuk udara, dan pompa
kalor merupakan kebalikan mesin kalor. Masing-masing
beroperasi untuk mentransfer kalor keluar dari
lingkungan yang sejuk ke lingkungan yang hangat.
Seperti digambarkan pada gambar 12, dengan
melakukan kerja W, kalor diambil dari dari daerah
temperatur lebih rendah, T(C) (katakanlah di dalam
lemari es), dan kalor yang jumlahnya lebih besar
dikeluarkan pada temperatur tinggi, T(H) (ruangan).
Anda sering dapat merasakan kalor ini bertiup di
bawah lemari es. Kerja W biasanya dilakukan oleh
motor kompresor yang menekan fluida.