Kalkulator efisiensi mesin Carnot

Kalkulator ini menghitung efisiensi mesin Carnot, efisiensi tertinggi yang mungkin bagi mesin kalor di antara reservoir panas dan dingin: η = 1 − Tc/Th, dengan suhu dalam kelvin. Di antara 750 K dan 300 K hasilnya 60 %. Kalkulator juga menampilkan koefisien kinerja mesin pendingin dan pompa kalor Carnot serta kalor per siklus.

Contoh: Data yang diketahui: Kedua suhu · Satuan suhu: Kelvin (K) · Reservoir panas Th 750 · Reservoir dingin Tc 300 · Energi per siklus: Usaha W yang dilakukan mesin · Jumlah energi 300 J → Efisiensi Carnot: Efisiensi 60,0 % · KP pendingin 0,67 · KP pompa kalor 1,67. Sumber: OpenStax University Physics Volume 2, 4.5 The Carnot Cycle – e = 1 − Tc/Th (Eq. 4.5), K_R = Tc/(Th − Tc) (Eq. 4.6), K_P = Th/(Th − Tc) (Eq. 4.7), W = Qh − Qc, Carnot’s principle; Example 4.2 (e = 0.60, Tc = 300 K → Th = 750 K, W = 300 J → Qh = 500 J, Qc = 200 J), Example 4.3 (heat pump 0 °C/20 °C, 30.0 kJ → about 2 kJ) (read 10.10.2026). Diperbarui: 10 Oktober 2026.

Data yang diketahui

Satuan suhu

Reservoir panas Th

Reservoir dingin Tc

Energi per siklus

Jumlah energi

Kotak Alat SayaInput Anda hanya disimpan di browser ini.

Hasil

Efisiensi Carnot: Efisiensi 60,0 % · KP pendingin 0,67 · KP pompa kalor 1,67
Perhitungan: Besaran Nilai
Reservoir panas Th 750,00 K = 476,85 °C
Reservoir dingin Tc 300,00 K = 26,85 °C
Efisiensi η = 1 − Tc/Th 1 − 300,00 ÷ 750,00 = 0,6000 = 60,0 %
Mesin pendingin K_R = Tc/(Th − Tc) 300,00 ÷ (750,00 − 300,00) = 0,67
Pompa kalor K_P = Th/(Th − Tc) 750,00 ÷ (750,00 − 300,00) = 1,67
Usaha W 300,00 J
Kalor di sisi panas Qh 500,00 J
Kalor di sisi dingin Qc 200,00 J; Dihitung untuk siklus Carnot ideal dan reversibel dengan T dalam kelvin (T = t + 273,15). Mesin nyata di antara suhu yang sama menghasilkan lebih sedikit. Mesin kalor: Qh = W/η, Qc = Qh − W.

Besaran	Nilai
Reservoir panas Th	750,00 K = 476,85 °C
Reservoir dingin Tc	300,00 K = 26,85 °C
Efisiensi η = 1 − Tc/Th	1 − 300,00 ÷ 750,00 = 0,6000 = 60,0 %
Mesin pendingin K_R = Tc/(Th − Tc)	300,00 ÷ (750,00 − 300,00) = 0,67
Pompa kalor K_P = Th/(Th − Tc)	750,00 ÷ (750,00 − 300,00) = 1,67
Usaha W	300,00 J
Kalor di sisi panas Qh	500,00 J
Kalor di sisi dingin Qc	200,00 J

Cara menghitung

Efisiensi mesin Carnot adalah η = 1 − Tc/Th, dengan Th dan Tc suhu mutlak (dalam kelvin) reservoir panas dan reservoir dingin. Buku ajar OpenStax University Physics menurunkan rumus ini untuk siklus Carnot – dua proses isotermal dan dua adiabatik – dan menyatakan prinsip Carnot: tidak ada mesin yang bekerja di antara dua reservoir bersuhu tetap yang lebih efisien daripada mesin reversibel. Jadi efisiensi Carnot adalah batas atas, bukan efisiensi mesin nyata.

Efisiensi Carnot untuk suhu-suhu umum

Panas (°C)	Dingin (°C)	Efisiensi η	Pendingin K_R	Pompa kalor K_P
1000	100	70,7 %	0,41	1,41
600	30	65,3 %	0,53	1,53
400	30	55,0 %	0,82	1,82
100	20	21,4 %	3,66	4,66
35	5	9,7 %	9,27	10,27
25	0	8,4 %	10,93	11,93
20	0	6,8 %	13,66	14,66

Suhu harus diubah dulu ke kelvin (T = t + 273,15): di antara 400 °C dan 30 °C, η = 1 − 303,15/673,15 = 0,550. Contoh 4.2 OpenStax bekerja terbalik: efisiensi 0,60 dengan reservoir dingin 300 K memerlukan Th = 300 K : (1 − 0,60) = 750 K. Jika mesin itu melakukan usaha 300 J per siklus, mesin menyerap Qh = W/η = 500 J dari reservoir panas dan membuang Qc = 500 J − 300 J = 200 J.

Mesin pendingin dan pompa kalor

Jika dijalankan terbalik, siklus Carnot menjadi mesin pendingin atau pompa kalor. Koefisien kinerjanya K_R = Tc/(Th − Tc) untuk mesin pendingin dan K_P = Th/(Th − Tc) untuk pompa kalor; keduanya makin besar jika kedua suhu makin dekat. Pada Contoh 4.3, pompa kalor Carnot memberikan 30,0 kJ ke rumah bersuhu 20 °C dengan menyerap kalor dari udara luar 0 °C. Usaha yang diperlukan W = 30 kJ × (293 K − 273 K)/293 K, yang dibulatkan buku menjadi 2 kJ; dengan 273,15 kalkulator menampilkan 2,05 kJ. Makin dingin udara luar, makin kecil K_P dan makin besar usaha yang diperlukan.

Selalu gunakan kelvin: dengan derajat Celsius rumus memberi hasil yang salah.
Th harus lebih besar dari Tc; jika Th = Tc tidak ada usaha yang bisa diperoleh.
Nilai-nilai ini batas ideal: mesin, kulkas, dan pompa kalor nyata selalu di bawahnya.

Energi untuk memanaskan air dihitung dengan kalkulator menghitung kalor; usaha dan energi kinetik ada di kalkulator energi kinetik.

Pertanyaan umum

Apa rumus efisiensi mesin Carnot?

η = 1 − Tc/Th, dengan Th dan Tc suhu reservoir panas dan dingin dalam kelvin. Kalikan 100 untuk mendapatkan persen.

Berapa efisiensi Carnot di antara 400 °C dan 30 °C?

Dalam kelvin: 673,15 K dan 303,15 K. η = 1 − 303,15/673,15 = 0,550, jadi 55,0 %.

Mengapa harus memakai kelvin?

Rumus memakai perbandingan suhu mutlak. Dengan derajat Celsius perbandingannya salah, dan reservoir dingin 0 °C akan menghasilkan 100 %.

Bisakah mesin nyata mencapai efisiensi Carnot?

Tidak. Menurut prinsip Carnot, tidak ada mesin di antara dua reservoir yang lebih efisien daripada mesin reversibel; mesin nyata kehilangan energi dan tetap di bawah batas itu.

Berapa koefisien kinerja mesin pendingin Carnot?

K_R = Tc/(Th − Tc). Untuk kulkas di antara 0 °C dan 25 °C: 273,15/25 = 10,93. Pompa kalor di antara suhu yang sama mencapai K_P = Th/(Th − Tc) = 11,93.

Sumber dan dasar hukum

OpenStax University Physics Volume 2, 4.5 The Carnot Cycle – e = 1 − Tc/Th (Eq. 4.5), K_R = Tc/(Th − Tc) (Eq. 4.6), K_P = Th/(Th − Tc) (Eq. 4.7), W = Qh − Qc, Carnot’s principle; Example 4.2 (e = 0.60, Tc = 300 K → Th = 750 K, W = 300 J → Qh = 500 J, Qc = 200 J), Example 4.3 (heat pump 0 °C/20 °C, 30.0 kJ → about 2 kJ) (read 10.10.2026)

Diperbarui: 10 Oktober 2026 · Kebijakan editorial