Efisiensi Mesin Carnot dan Hubungannya dengan Suhu
Mesin Carnot adalah mesin termal ideal yang bekerja berdasarkan siklus termodinamika yang terdiri dari dua tahap isoterma dan dua tahap adiabatik. Efisiensi mesin Carnot dapat dihitung dengan menggunakan rumus: \[ \eta = 1 - \frac{{T_2}}{{T_1}} \] di mana $\eta$ adalah efisiensi, $T_1$ adalah suhu tinggi, dan $T_2$ adalah suhu rendah. Dalam grafik $P-V$ untuk mesin Carnot, tekanan ($P$) diplot pada sumbu y dan volume ($V$) diplot pada sumbu x. Berdasarkan gambar yang diberikan, suhu tinggi ($T_1$) adalah 2270°C dan suhu rendah ($T_2$) adalah 27°C. Untuk mencapai efisiensi 60%, kita dapat menggunakan rumus efisiensi mesin Carnot dan mencari suhu rendah yang sesuai. Dalam hal ini, kita ingin mencari suhu rendah ($T_2$) yang memenuhi persamaan: \[ 0.6 = 1 - \frac{{T_2}}{{2270}} \] Dengan menggantikan nilai efisiensi yang diberikan, kita dapat menyelesaikan persamaan untuk mencari suhu rendah yang sesuai. Dengan melakukan perhitungan, kita dapat menemukan bahwa suhu rendah ($T_2$) yang memenuhi persamaan adalah 1368°C. Dengan demikian, agar mesin Carnot memiliki efisiensi 60%, suhu rendah ($T_2$) harus 1368°C.