Panas secara spontan mengalir dari sistem suhu lebih tinggi ke sistem suhu lebih rendah

Panas secara spontan mengalir dari sistem suhu lebih rendah ke sistem suhu lebih tinggi

Panas hanya mengalir ketika kedua sistem memiliki suhu yang identik

Panas secara spontan beredar bolak-balik tanpa arah bersih

Tidak ada mesin yang dapat mengubah semua input panas menjadi kerja

Mesin ideal dapat mengubah semua input panas menjadi kerja tanpa limbah panas

Efisiensi mesin dapat melebihi 100% jika gesekan dihilangkan

Sebuah mesin panas dapat beroperasi tanpa sumber panas

Entropi meningkat

Entropi tetap konstan

Entropi menurun

Entropi menjadi negatif

Panas tidak dapat, sebagai hasil tunggal, mengalir dari benda yang lebih dingin ke benda yang lebih panas

Panas dapat, sebagai hasil tunggal, mengalir dari benda yang lebih dingin ke benda yang lebih panas

Panas selalu mengalir secara eksklusif dari benda yang lebih dingin ke benda yang lebih panas

Kerja tidak dapat dihasilkan dalam proses termodinamika apapun

Adalah tidak mungkin bagi mesin siklik untuk memberikan kerja bersih kepada lingkungan sambil menerima panas hanya dari satu reservoir

Adalah mungkin jika mesin terisolasi dengan sempurna

Adalah mungkin ketika reservoir berada pada suhu yang sangat tinggi

Menjadi mungkin jika gesekan dihilangkan

Mesin satu-reservoir yang menghasilkan kerja bersih dalam siklus

Mesin yang beroperasi antara reservoir panas dan dingin

Kulkas yang mengkonsumsi kerja untuk memindahkan panas dari dingin ke panas

Perangkat siklik yang menghasilkan kerja bersih nol

$$W_{\text{cycle}} \le 0$$

$$W_{\text{cycle}} \ge 0$$

$$W_{\text{cycle}} = 0$$ hanya

$$W_{\text{cycle}} > 0$$

kerja bersih yang dihasilkan dibagi dengan total panas yang masuk

total panas yang masuk dibagi dengan kerja bersih yang dihasilkan

kerja bersih yang dihasilkan dibagi dengan panas yang ditolak

panas yang ditolak dibagi dengan total panas yang masuk

perpindahan panas pada reservoir suhu tinggi $$T_H$$

perpindahan panas pada reservoir suhu rendah $$T_L$$

output kerja bersih dari siklus

selisih suhu antara reservoir

transfer panas pada reservoir suhu rendah $$T_L$$

transfer panas pada reservoir suhu tinggi $$T_H$$

input kerja bersih ke siklus

perubahan entropi dari fluida kerja

Selalu kurang dari 1 dan didefinisikan sebagai positif

Selalu sama dengan 1 dalam operasi reversibel

Dapat negatif ketika terjadi penolakan panas

Selalu melebihi 1 ketika $$Q_L$$ kecil

40%

50%

60%

70%

61.5%

61%

62%

60%

Menerima panas dari sumber suhu tinggi

Mengubah sebagian panas menjadi kerja (umumnya sebagai poros berputar)

Menolak sisa panas ke sink suhu rendah

Bekerja dalam siklus

Panas yang diserap dari reservoir panas

Panas yang ditolak ke reservoir dingin

Kerja mekanis yang dihasilkan oleh mesin

Perubahan energi internal mesin

Kalor yang dibuang ke reservoir dingin

Kalor yang diserap dari reservoir panas

Kerja mekanis yang dihasilkan oleh mesin

Perbedaan suhu antara reservoir

Pekerjaan mekanis yang dihasilkan oleh mesin

Panas yang diserap dari reservoir panas

Panas yang ditolak ke reservoir dingin

Perubahan entropi mesin

$$W=Q_H-Q_C$$

$$W=Q_H+Q_C$$

$$Q_H=Q_C$$

$$W=0$$

Sumber suhu tinggi

Lingkungan pada suhu tinggi

Tempat pembuangan suhu rendah

Ke poros mekanis

Refrigerator Carnot

Turbine Carnot

Kompresor Carnot

Boiler Carnot

Ekspansi isothermal pada suhu tetap $$T_H$$ ; ekspansi adiabatik dari $$T_H$$ ke $$T_L$$ ; kompresi isothermal pada suhu tetap $$T_L$$ ; kompresi adiabatik dari $$T_L$$ ke $$T_H$$

Kompresi isothermal pada suhu tetap $$T_L$$ ; kompresi adiabatik dari $$T_L$$ ke $$T_H$$ ; ekspansi isothermal pada suhu tetap $$T_H$$ ; ekspansi adiabatik dari $$T_H$$ ke $$T_L$$

Ekspansi adiabatik dari $$T_H$$ ke $$T_L$$ ; kompresi isothermal pada suhu tetap $$T_L$$ ; kompresi adiabatik dari $$T_L$$ ke $$T_H$$ ; ekspansi isothermal pada suhu tetap $$T_H$$

Ekspansi isothermal pada suhu tetap $$T_L$$ ; ekspansi adiabatik dari $$T_L$$ ke $$T_H$$ ; kompresi isothermal pada suhu tetap $$T_H$$ ; kompresi adiabatik dari $$T_H$$ ke $$T_L$$

Ekspansi isothermal pada $$T_H$$

Ekspansi adiabatik dari $$T_H$$ ke $$T_L$$

Kompressi isothermal pada $$T_L$$

Kompressi adiabatik dari $$T_L$$ ke $$T_H$$

Setiap mesin panas yang tidak dapat balik memiliki efisiensi lebih rendah daripada mesin panas yang dapat balik yang beroperasi antara dua reservoir yang sama.

Setiap mesin panas yang tidak dapat balik memiliki efisiensi yang sama dengan mesin panas yang dapat balik antara dua reservoir yang sama.

Setiap mesin panas yang tidak dapat balik memiliki efisiensi lebih tinggi daripada mesin panas yang dapat balik antara dua reservoir yang sama.

Perbandingan efisiensi hanya bergantung pada fluida kerja, bukan pada reservoir.

Semua mesin panas reversibel memiliki efisiensi termal yang sama.

Efisiensi bervariasi secara luas di antara mesin reversibel antara reservoir yang sama.

Mesin reversibel selalu kurang efisien daripada mesin irreversible.

Mesin reversibel memiliki efisiensi yang tidak terdefinisi.

$$\eta_{th} = 1 - \dfrac{T_L}{T_H}$$

$$\eta_{th} = \dfrac{T_H}{T_L}$$

$$\eta_{th} = \dfrac{T_L}{T_H}$$

$$\eta_{th} = 1 - \dfrac{T_H}{T_L}$$

Skala suhu absolut (Kelvin)

Skala Celsius

Skala Fahrenheit

Rankine atau Celsius secara bergantian

Efisiensi mesin irreversible < efisiensi mesin reversible; efisiensi yang lebih besar dari reversible adalah tidak mungkin.

Efisiensi mesin irreversible = efisiensi mesin reversible; efisiensi yang lebih besar dari reversible adalah mungkin.

Efisiensi mesin irreversible > efisiensi mesin reversible; efisiensi yang lebih besar dari reversible adalah hal biasa.

Perbandingan efisiensi tidak dapat dilakukan antara mesin yang menggunakan reservoir yang sama.

$$Q_H = W + Q_C$$

$$Q_H = Q_C - W$$

$$W = Q_H + Q_C$$

$$Q_C = Q_H + W$$

8900 J

8100 J

9500 J

5700 J

28,6%

20,0%

71,4%

14,3%

Lokomotif uap yang mengeluarkan uap di rel kereta

Skema mesin panas reciprocating dengan roda terbang besar

Gambar mesin balok bersejarah

Campuran bensin–udara masuk ke dalam silinder melalui port masuk yang terbuka

Silinder tertutup karena kedua katup masuk dan keluar tertutup

Steker busi menyala, menyalakan campuran yang terkompresi dan memulai langkah daya

Produk pembakaran disapu keluar dari silinder melalui port keluar yang terbuka

Campuran bensin–udara masuk ke dalam silinder melalui port intake yang terbuka

Silinder tertutup karena kedua katup intake dan exhaust tertutup

Busi menyala, menyalakan campuran yang terkompresi dan memulai langkah daya

Produk pembakaran dikeluarkan dari silinder melalui port exhaust yang terbuka

Campuran bensin–udara masuk ke dalam silinder melalui port intake yang terbuka

Silinder tertutup karena kedua katup intake dan exhaust tertutup

Busi menyala, menyalakan campuran yang terkompresi dan memulai langkah daya

Produk pembakaran dikeluarkan dari silinder melalui port exhaust yang terbuka

Campuran bensin–udara masuk ke dalam silinder melalui port intake yang terbuka

Silinder tertutup karena kedua katup intake dan exhaust tertutup

Steker busi menyala, menyalakan campuran yang terkompresi dan memulai langkah daya

Produk pembakaran dikeluarkan dari silinder melalui port exhaust yang terbuka

Busi

Katup masuk

Katup buang

Poros engkol