Mesin Carnot

Mesin Carnot adalah mesin kalor hipotetis yang beroperasi dalam suatu siklus reversibel yang disebut siklus Carnot. Sebuah proses reversibel didefinisikan sebagai sebuah proses yang dapat dibalik tanpa meningggal jejak pada lingkungan. Atau dengan kata lain, sebuah proses yang jika dibalik akan melalui lintasan yang sama. Mesin Carnot hanya merupakan siklus teoritik yang Model dasar dari mesin ini dirancang oleh Nicolas Léonard Sadi Carnot. Mesin Carnot terdiri atas 4 proses, yaitu 2 proses adiabatik dan 2 proses isotermik yakni pemuaian isotermal dengan penambahan kalor, pemuaian adiabatik, pemampatan isotermal dengan pelepasan kalor dan pemampatan adiabatik.

Gambar diatas merupakan diagram dari siklus carnot. Berikut urutan keempat langkah proses yang terjadi pada siklus Carnot yakni :

Pada langkah pertama, gas mengalami Ekspansi isotermal reversibel. Reservoir suhu tinggi menyentuh dasar silinder dan sejumlah beban diatas piston dikurangi. Selama proses ini berlangsung,Temperatur sistem tidak berubah, namun volumesistem bertambah. Dari keadaan 1 ke keadaan 2 , sejumlah kalor dipindahkan dari reservoir suhu tinggi ke dalam gas.

Pada langkah kedua, gas berubah dari keadaan 2 ke keadaan 3 dan mengalami proses Ekspansi adiabatis reversibel. Selama proses ini berlangsung, tidak ada kalor yang yang keluar atau masuk kedalam sistem. Tekanan gas diturunkan dengan mengurangi beban yang ada diatas piston. Akibatnya,  Temperatur sistem akan turun dan volumenya bertambah.

Pada langkah ketiga, keadaan gas berubah dari keadaan 3 ke keadaan 4 dan mengalami proses Kompresi isotermal reversibel. Pada langkah ini, reservoir suhu rendah menyentuh dasar silinder dan jumlah beban diatas piston bertambah. Akibatnya tekanan sistem meningkat, temperatur tetap, dan volume sistem menurun. Dari keadaan 3 ke keadaan 4 sejumlah kalor dipindahkan dari gas ke reservoir suhu rendah untuk menjaga temperatur sistem agar tidak berubah.

Pada langkah keempat, gas mengalami proses Kompresi adiabatis reversibel dan keadaannya berubah dari keadaaan 4 ke keadaan 1. Jumlah beban diatas piston bertambah. Selama proses ini berlangsung, tidak ada kalor yang yang keluar atau masuk kedalam sistem, tekanan sistem meningkat, dan volumenya bekurang.