Efisiensi termal: Perbedaan antara revisi

Ketika ditulis dalam persentase, efisiensi termal harus berada di antara 0% dan 100%. Karena inefisiensi seperti gesekan, hilangnya panas, dan faktor lainnya, efisiensi termal mesin tidak pernah mencapai 100%. Seperti contoh, mesin mobil bensin memiliki efisiensi 25%, dan mesin pembangkit listrik tenaga batu bara yang besar memiliki efisiensi maksimum 46%. Mesin diesel terbesar di dunia memiliki efisiensi maksimum 51,7%.

 

Ketika mengubah [[energi termal]] menjadi [[energi mekanik]] (kerja), efisiensi termal dari [[mesin kalor]] adalah persentase dari energi panas yang ditransformasikan menjadi kerja. Efisiensi termalnya didefinisikan dengan

 

:<math>\eta_{th} \equiv \frac{W_{keluar}}{Q_{masuk}} = 1 - \frac{Q_{keluar}}{Q_{masuk}}</math>

 

[[Hukum kedua termodinamika]] menaruh batas fundamental pada efisiensi termal dari mesin kalor. Dan secara mengejutkan, bahkan mesin ideal yang tak memiliki gesekan tidak bisa mengubah seluruhnya panas yang masuk menjadi kerja. Faktor yang membatasi diantaranya temperatur panas yang masuk ke mesin, <math>T_H\,</math>, dan temperatur pembuangan, <math>T_C\,</math>, yang diukur dengan suhu mutlak Kelvin.

 

Karena <math>T_C\,</math> bergantung pada temperatur di mana mesin berada, peran pendingin mesin sangat berguna untuk meningkatkan efisiensi mesin.

 

Untuk alat konversi seperti [[pemanas ruangan]], [[boiler]], atau [[pembakar]], efisiensi termalnya dirumuskan dengan

:<math>\eta_{th} \equiv \frac{Q_{keluar}}{Q_{masuk}}</math>.

Sehingga untuk boiler yang memproduksi 210 kW panas dengan input 300 kW bahan bakar memiliki efisiensi sebesar 210/300=0,70, atau 70%. Ini berarti, 30% energi terbuang ke lingkungan.

 

[[Pompa kalor]], [[pendingin ruangan]], dan [[lemari es]] menggunakan kerja untuk memindahkan panas dari area yang lebih dingin ke area yang lebih panas, sehingga fungsi kerjanya berlawanan dengan mesin kalor. Efisiensi mereka diukur dengan [[koefisien performa]] (COP). Karena pompa kalor pada dasarnya adalah konsep mesin kalor yang dibalik, efisiensi mereka juga dibatasi oleh efisiensi siklus Carnot. Namun karena pompa kalor memindahkan kalor dengan menggunakan kerja, '''bukan''' menggunakan kalor untuk menghasilkan kerja, maka efisiensi mereka dapat melebihi 100%.

 

:<math>\mathrm{COP}_{\mathrm{pendinginan}} \le \frac{T_C}{T_H - T_C}\,</math>

 

* Howell John R and Buckius Richard O. 1987. ''Fundamentals of Engineering Thermodynamics''. New York: McGraw-Hill

 

[[ar:كفاءة حرارية]]

[[en:Thermal efficiency]]

[[hr:Stupanj iskorištenja]]

[[it:Rendimento (termodinamica)]]

[[ja:熱効率]]

[[pt:Eficiência termodinâmica]]

[[sv:Verkningsgrad]]

[[zh:热效率]]