Siklus Carnot dari sebuah gas ideal
Dalam problem ini, tekanan awal P dan volume awal V diketahui yaitu a. Rasio RV =V /V >1 dari volume pada keadaan c dan a juga diketahui. Konstanta γ diketahui sebesar 5/3. Anda tidak mengetahui berapa banyak mol gas yang ada.
Bacalah tahapan (1)- (4) berikut ini dan buatlah sketsa gambar untuk tiap tahapan siklusnya dalam grafik P-V. Berilah tanda pada titik-titik yang penting!
(1). Pada tahapan pertama dari keempat tahapan, anggaplah dari a ke b, sebuah gas ideal dikompresi dari Va menjadi Vbdan tidak boleh ada panas yang masuk atau keluar dari sistem. Pengompresian gas ini menyebabkan suhu gas naik dari suhu awal T1 menjadi suhu akhir T2. Selama proses ini, nilai dari PVγ= konstan, sedangkan nilai γ adalah= 5/3.
- Berapakah tekanan Pb dan volume Vb gas pada keadaan b setelah proses pengompresian selesai?
- Berapakah perubahan energi dalam gas selama proses pengompresian ini?
- Berapakah usaha yang dilakukan oleh gas dalam proses pengompresian ini?
(2). Gas ini sekarang memuai secara isotermik dari b ke c, volumenya pun berubah dari Vb menjadi Vc.
- Hitunglah usaha yang dilakukan oleh gas selama proses Wcb ini dan jumlah panas yang dihasilkan (Qcb) yang harus ditambahkan dari sumber panas pada suhu T2 dalam Pa , Va , T1 , T2 , dan Vc.
- Apakah panas ini bernilai negatif atau positif? Jelaskan apakah panas ini ditambahkan atau dikeluarkan dari sistem.
- Berapakah tekanan gas saat ini (Pc) ketika pengembangan pada tahap ini selesai?
(3). Ketika gas sekarang mencapai titik c maka sekarang gas memuai dari Vc menjadi Vd, dan tidak ada panas yang keluar atau masuk ke dalam sistem. Pemuaian gas ini menyebabkan suhu dan tekanan turun dari temperatur awal T2 menjadi suhu akhir T1 . Selama proses ini, nilai dari PVγ= konstan.
- Berapakah tekanan gas saat ini (Pd) dan volume gas sekarang (Vd) setelah gas memuai?
- Berapakah perubahan energi dalam gas selama proses ini?
- Berapakah usaha yang dilakukan gas selama proses pemuaian ini?
(4). Sekarang gas dikompresi secara isotermik dari posisi d ke a pada suhu konstan T1 dari volume Vd kembali menjadi Va.
- Berapakah usaha yang dilakukan oleh sistem ke lingkungan (Wd) dan panas yang mengalir antara sistem dan lingkungan (Qad)? Apakah besaran ini bernilai positif atau negatif? Jelaskan apakah ada panas yang masuk atau keluar dari sistem awal pada saat keadaan T1.
Siklus total:
- Berapakah total usaha (Wsiklus) yang dilakukan oleh gas selama siklus ini?
- Berapakah total panas (Qsiklus) (dari T2) dari sumber panas yang suhunya lebih tinggi selama siklus ini?
- Berapakah efisiensi siklus ini? (εmax = Wsiklus / Qsiklus ( dari T2)?
Sumber
untuk lebih jelasnya "klik link dibawah ini"
Tidak ada komentar:
Posting Komentar