Apa itu Mesin termodinamika? — Fisika

Definisi 24.1 Fisika Universitas — Tahun 1 · Bab 24 — Mesin Kalor dan Mesin Termodinamika

Yang disebut mesin termodinamika adalah sistem tertutup (fluida kerjanya) yang dibawa mengelilingi sebuah siklus, sehingga ia kembali secara berkala ke keadaan yang sama, sambil bertukar usaha $W$ dengan luarnya dan kalor $Q_i$ dengan sumber-sumber bersuhu $T_i$ — yaitu termostat, yang suhunya tak diubah oleh pertukaran itu. Sebuah mesin diterm memakai dua termostat, sumber panas pada $T_h$ dan sumber dingin pada $T_c < T_h$ . Ia disebut mesin bila ia menyampaikan usaha ( $W < 0$ ), sebuah lemari es bila ia digerakkan ( $W > 0$ ) untuk mengambil kalor dari sumber dinginnya, dan sebuah pompa kalor bila ia digerakkan untuk memberi kalor kepada sumber panasnya. Semua besarannya dihitung sepanjang satu siklus, secara aljabar, sebagai yang diterima fluidanya.

Dua arah mengelilingi siklus diterm. Kiri: mesinnya mengambil kalor dari sumber panasnya, membuang sebagian ke sumber dinginnya lalu menyampaikan selisihnya sebagai usaha. Kanan: mesin yang sama yang digerakkan mundur memompa kalor dari yang dingin ke yang panas; ia sebuah lemari es bila yang dikehendaki Q_c, sebuah pompa kalor bila yang dikehendaki |Q_h|. — Dua arah mengelilingi siklus diterm. Kiri: mesinnya mengambil kalor dari sumber panasnya, membuang sebagian ke sumber dinginnya lalu menyampaikan selisihnya sebagai usaha. Kanan: mesin yang sama yang digerakkan mundur memompa kalor dari yang dingin ke yang panas; ia sebuah lemari es bila yang dikehendaki $Q_c$ , sebuah pompa kalor bila yang dikehendaki $|Q_h|$ .

Contoh

Contoh 24.6 (Tiga angka)

Sebuah turbin uap di antara $T_h = 800\,\mathrm{K}$ dan sebuah sungai pada $T_c = 300\,\mathrm{K}$ : $\eta_C = 0.625$ ; pembangkit nyata mencapai kira-kira $0.40$ . Sebuah lemari es rumah tangga di antara $275\,\mathrm{K}$ di dalamnya dan sebuah dapur pada $298\,\mathrm{K}$ : $e_f \leq 275/23 = 12$ ; mesin nyata memberikan $2$ sampai $4$ . Sebuah pompa kalor yang menghangatkan rumah pada $293\,\mathrm{K}$ dari udara pada $273\,\mathrm{K}$ : $e_p \leq 293/20 = 14.7$ ; pompa nyata memberikan $3$ sampai $5$ — masih tiga sampai lima kali yang akan diberikan listrik yang sama di dalam sebuah resistor (Soal 24.1).

Contoh 24.18 (Pompa kalor atau resistor?)

Sebuah rumah yang kehilangan $6\,\mathrm{kW}$ pada suhu luar $-5{}^{\circ}\mathrm{C}$ menuntut $6\,\mathrm{kW}$ listrik dengan resistor; sebuah pompa kalor ideal dari $268\,\mathrm{K}$ ke $293\,\mathrm{K}$ akan menuntut $6/11.7 = 0.51\,\mathrm{kW}$ ; sebuah pompa nyata dengan suhu penukar kalor $260\,\mathrm{K}$ dan $313\,\mathrm{K}$ serta faktor mutu $0.55$ , $e_p = 0.55 \times 313/53 = 3.2$ , menuntut $1.9\,\mathrm{kW}$ . Soal akhir pekannya mengerjakan satu musim penuh, termasuk entropinya.

Baca dalam konteks →

Contoh

Istilah terkait