Biografi Sadi Carnot - Penemu Siklus Carnot Dan Merumuskan Hukum Termodinamika II
Karya Carnot diperbaharui oleh Benoit Paul Émile Clapeyron, yang melakukannya dengan menggunakan rumus matematika yang pasti, dan Rudolf Clausius, yang menyempurnakan dan menyelesaikannya.
Biografi
Nicolas Leonard Sadi Carnot lahir di Paris Perancis pada tanggal 1 Juni tahun 1796. Ayahnya adalah Lazare Nicholas Marguerite Carnot, seorang ilmuwan, perwira, dan politikus; keponakannya Marie François Sadi Carnot kelak menjadi Presiden Perancis. Ia dinamai menurut seorang penyair Persia Sa'adi.
Dibawah bimbingan sang ayah, Sadi Carnot mulai menunjukan bakat besarnya ia dikirim ke Lycee Charlemagne di Paris guna mempersiapkan diri menghadapi ujian masuk Ecole Polytechnique, yang juga terletak di Paris. Umur 16 tahun usia yang minimum masuk Ecole, Carnot mulai belajar di Ecole. Nama – nama terkenal seperti poisson, Ampere dan Arago adalah beberapa gurunya. Disini Carnot menjadi satu kelas dengan chasles yang akan menjadi teman akrab sepanjang hidupnya.
Carnot lulus pada tahun 1814, tetapi sebelum lulus ia menggalang gerakan mahasiswa menentang kebijakan Napoleon. Setelah lulus, Carnot melanjutkan studi di Ecole du genie di Metz dan selama dua tahun mempelajari rekayasa militer.
Tahun 1815 Napoleon pulang dari tempat penahanannya dan membentuk pemerintahan yang lazim disebut dengan peraturan seratus hari. Napoleon kembali mengangkat Lazare (ayah Nicolas Carnot) menjadi menteri dalam negeri dan menempatkan Sadi Carnot pada posisi yang sulit dalam akademi militer karena posisi ayahnya relative tinggi. Oktober 1815, Napoleon menderita kekalahan, dan Lazare melarikan diri ke Jerman dan tidak pernah lagi menginjakan kakinya ke bumi Perancis lagi.
Nicolas Carnot hidup terlunta-lunta, karir dalam bidang militer untuk sadi seiring dengan mengungsinya sang ayahanda ke Jerman. Nasib sadi makin tak jelas. Pindah dari satu kota ke kota lain, mencari pekerjaan sesuai dengan bidangnya , memereiksa persiapan dan peralatan di benteng - benteng, membuat gambar – gambar dan menulis laporan tidak pernah diperolehnya. Nasibnya tidak membaik karena semua surat rekomendasinya dianggap sebagai angin lalu belaka. Tidak puas dengan situasi ini, Sadi memutuskan untuk memanfaatkan ilmu yang didapat dari pelatihan dengan mendaftar, sebelum akhirnya diterima untuk bergabung dalam Korps Staf Umum yang berkedudukan di Paris. Menerima gaji hanya setengah, tinggal dibekas apartemen orang tuanya di Paris, dan sewaktu – waktu siap menerima panggilan militer. Dalam banyak waktu luang ini, Sadi mengikuti berbagai kursus yang diselenggarakan di Paris, termasuk di Sorbonne dan Perancis College.
Nicolas Sadi Carnot meninggal dunia di Paris, 24 Agustus 1832 pada umur 36 tahun karena menderita penyakit kolera.
Sejarah Penemuan Konsep
Nicolas Carnot menemukan dan merumuskan hukum kedua termodinamika dan memberikan model universal atas mesin panas, sebuah mesin yang mengubah energi panas kedalam bentuk energi lain. Misalnya energi kinetik (sekarang bernama siklus Carnot) atau biasa disebut mesin Carnot.
 |
| Diagram asli mesin Carnot, 1824 |
Sepulang dari reuni ini, Sadi dengan penuh antusias berusaha mengembangkan teori tentang mesin uap. Sesampainya di Paris, Sadi sudah fokus dengan cita-citanya yaitu memulai mengerjakan teori tentang kalor (panas) dan membantu menjabarkan teori termodinamika modern. Apa yang ada di otak Sadi adalah bagaimana merancang mesin uap dengan baik? Tenaga Uap mempunyai banyak manfaat seperti mengeringkan air dalam pertambangan, mengangkat air dari sungai untuk irigasi, menggiling biji-bijian, memintal benang tapi saat itu belum efisien. Jaman ini mesin-mesin uap masih diimpor dari Inggris karena belum ada insinyur dan designer mesin perancis yang memahaminya. Mesin-mesin buatan Inggris sudah dilengkapi dengan spesifiksi : jenis/tipe mesin, mesin tekana tinggi/rendah.
Teorema Carnot
Teorema Carnot adalah pernyataan formal dari fakta bahwa: Tidak mungkin ada mesin yang beroperasi di antara dua reservoir panas yang lebih efisien daripada sebuah mesin Carnot yang beroperasi pada dua reservoir yang sama. Artinya, efisiensi maksimum yang dimungkinkan untuk sebuah mesin yang menggunakan temperatur tertentu diberikan oleh efisiensi mesin Carnot,
Implikasi lain dari teorema Carnot adalah mesin reversibel yang beroperasi antara dua reservoir panas yang sama memiliki efisiensi yang sama pula.
Efisiensi maksimum yang dinyatakan pada persamaan diatas dapat diperoleh jika dan hanya jika tidak ada entropi yang diciptakan dalam siklus tersebut. Jika ada, maka karena entropi adalah fungsi keadaan, untuk membuang kelebihan entropi agar dapat kembali ke keadaan semula akan melibatkan pembuangan kalor ke lingkungan, yang merupakan proses irreversibel dan akan menyebabkan turunnya efisiensi. Jadi persamaan di atas hanya memberikan efisiensi dari sebuah mesin kalor reversibel.
Temuan dari hasil pemikiran carnot diaplikasikan dalam berbagai bidang yang kemudian digunakan secara luas sampai saat ini diantaranya :
- Pesawat pendingin misalnya: kulkas, air conditioner (AC) yang menggunakan daur kalor yang menghasilkan kerja terhadap zat.
- Motor bakar misalnya: mesin mobil, generator listrik.
Kelemahan Mesin carnot:
- Terjadinya tekanan yang sangat tinggi dan volume yang sangat besar karena kenaikan tekanan
- terjadi pada saat proses pelepasan panas.
- Proses pindah panas dengan menggunakan gas yaitu sebuah media yang mempunyai kapasitas
- Panas tertentu dan terbatas.
Sumber:
- Komik Fisika, "Nicolas Leonard Sa’di Carnot"
- id.wikipedia.org, "Nicolas Léonard Sadi Carnot"