Efisiensi Mesin Carnot: Analisis Usaha Terhadap Kalor

Mesin Carnot adalah mesin termodinamika ideal yang beroperasi antara dua reservoir suhu berbeda. Dalam kasus ini, mesin Carnot beroperasi antara reservoir bersuhu 800 K dan 300 K. Ketika mesin menyerap kalor sebesar 4.000 J, kita ingin mengetahui besar usaha yang dilakukan oleh mesin.

Untuk menjawab pertanyaan ini, kita perlu memahami prinsip kerja mesin Carnot dan hubungannya dengan efisiensi termodinamika.

Prinsip kerja mesin Carnot didasarkan pada konsep bahwa efisiensi maksimum dari suatu mesin termodinamika hanya dapat dicapai oleh mesin ideal (mesin Carnot) yang beroperasi antara dua reservoir suhu berbeda.

Efisiensi (η) dari mesin Carnot didefinisikan sebagai rasio antara usaha mekanis (W) yang dilakukan oleh mesin terhadap kalor (Q) yang diserap dari reservoir suhu tinggi:

η = W / Q

Dalam kasus ini, kita ingin mencari nilai W (usaha mekanis) ketika