Siklus Carnot merupakan siklus termodinamika yang digunakan untuk mengubah energi panas menjadi kerja dengan efisiensi yang paling maksimum. Siklus Carnot dapat digambarkan sebagai berikut:
Kerja yang dihasilkan merupakan selisih dari kalor yang diterima dan kalor yang dilepaskan.
\(W = Q_1 - Q_2\)
\(\dfrac {Q_1}{Q_2} = \dfrac {T_1}{T_2}\)
Proses A → B
-
- merupakan proses isotermik pada suhu \(T_1\)
- sistem menerima kalor dari luar (\(Q_1\))
Proses B → C
-
- merupakan proses adiabatik
- suhu sistem turun dari \(T_1\) ke \(T_2\)
Proses C → D
-
- merupakan proses isotermik pada suhu \(T_2\)
- sistem melepaskan kalor (\(Q_2\))
Proses D → A
-
- merupakan proses isotermik
- suhu sistem naik dari \(T_2\) ke \(T_1\)
Efisiensi pada siklus Carnot
Efisiensi merupakan kerja yang dihasilkan dibandingkan dengan input yang diterima.
\(\eta = \dfrac {W}{Q_1} \times 100\% \quad {\color {blue} \dotso \: (1)}\)
Karena \(W = Q_1 - Q_2\), maka:
\begin{equation*} \begin{split} \eta & = \dfrac {Q_1 - Q_2}{Q_1} \times 100\% \\\\ \eta & = \left(1 - \frac {Q_2}{Q_1}\right) \times 100\% \quad {\color {blue} \dotso \: (2)} \end{split} \end{equation*}
Karena \(\dfrac {Q_1}{Q_2} = \dfrac {T_1}{T_2}\), maka:
\(\eta = \left(1 - \dfrac {T_2}{T_1}\right) \times 100\% \quad {\color {blue} \dotso \: (3)}\)
\(Q_2 < Q_1\) dan \(T_2 < T_1\)