HUKUM II THERMODINAMIKA

?Second Law of

ThermodynamicsFENOMENA Perhatikan gambar, model sebuah konventer thermoelektrik

Ketika kaki-kaki tembaga konventer memiliki suhu sama, motor listrik diam dan kipas diam. Ketika kaki-kaki tembaga memilki suhu yang cukup berbeda arus listrik dihasilkan dan motor listrik bekerja memutar kipas. Bagaimana perbedaan suhu dapat menyebabkan kipas berputar ?

Menu awal hukum kedua Thermodinamika

**** REVERSIBLE AND IRREVERSIBLE PROCESSES ****

• Reversible Processes adalah proses yang dapat dibalik tanpa meninggalkan jejak pada lingkungannya

• Ireversible Processes adalah kebalikan dari proses reversible

“Proses reversible memiliki efesiensi maksimum yang mungkin dari suatu mesin kalor.”

Contoh proses irreversible :

1. Balok meluncur pada bidang, tenaga mekanik balok dikonversikan ke tenaga internal balok & bidang (kalor) saat gesekan. Proses tersebut termasuk proses tak terbalikkan (irreversible). Kita tidak dapat melakukan proses sebaliknya.2. Gelas yang pecah, tak akan kembali kebentuk semula. Sebab mengalami perubahan permanen.

Contoh proses reversible : “proses reversible didekati jika mengalami sebuah siklus”

****SIKLUS****

Siklus adalah suatu rantai proses yang berlangsung sampai kembali ke keadaan semula.

Contoh :1. Siklus Carnot2. Siklus Diesel3. Siklus Rainkine, dll.

****EFISIENSI MESIN DAN KOEFISIEN PERFORMANSI****

Efisiensi thermal sebuah mesin kalor adalah nilai perbandingan antara usaha yang dilakukan dan kalor yang diserap dari sumber bersuhu tingi selama satu siklus.

Koefisien performansi sebuah mesin pendingin adalah hasil bagi kalor pada reservoir suhu tinggi dengan usaha w yang dibutuhkan.

Konsep energi internal

Konsep Entropi

Hukum pertama termodinamika

Konsep temperatur

Hukum ke-nol termodinamika

Hukum kedua termodinamika

“Kalor mengalir secara alami dari benda panas kebenda dingin; kalor tidak mengalir secara spontan dari benda dingin ke

panas.”

Hukum II thermodinamika, dapat dinyatakan dalam berbagai cara :

1. Hukum kedua thermodinamika tentang aliran kalor disampaikan oleh rudolf clausius, “It is impossible to construct a cyclical machine whose sole effect is the continuous transfer of energy from one object to another object at a higher temperature without the input of energy by work “(hallyday resnick)

2. Hukum kedua thermodinamika tentang mesin kalorperumusan ini disampaikan oleh kelvin-planck, “It is impossible to

construct a heat engine that, operating in a cycle, producesno effect other than the absorption of energy from a reservoir and the performance of an equal amount of work. “(haliday resnick)

Impossible…!

possible…!

ENTROPI : DERAJAT

KETIDAKATURAN

3. Hukum kedua thermodinamika dinyatakan dalam entropyEntropi adalah suatu ukuran banyaknya energi atau kalor yang tidak dapat diubah menjadi usaha.

T

QS

“the change in entropy during a process depends only on the end points and therefore is independent of the actual path followed.”

MESIN KALOR1. Mesin carnotSiklus Carnot dibatasi oleh garis lengkung isotherm dan

dua garis lengkung adiabatik. Hal ini memungkinkan seluruh panas yang diserap ( input panas ) diberikan pada satu suhu panas yang tinggi dan seluruh panas yang dibuang ( panas output ) dikeluarkan pada

satu suhu rendah.Kerja dilakukan oleh gas = PdV, daerah dibawah kurva proses 1-2-3.

1

2

3

32

1

Kerja dilakukan pada gas = PdV, daerah dibawah kurva proses 3-4-1

Net work1

2

34

dV>0 dari 1-2-3PdV>0

sejak dV<0PdV<0

Work and Efficiency by a Carnot Engine

Siklus carnot bekerja pada dua daerah isothermal dan 2 daerah adiabatis maka,:

h

c

h

ch

h Q

Q

Q

QQ

Q

W

1

h

c

h

c

T

T

Q

Q

h

cCarnot T

T1Ideal engine, Carnot efficiency:

ch

ch

QQW

WQQ

WQU

0

MESIN PENDINGIN

Mesin yang sistem kerjanya melibatkan konversi kalor dari reservoir rendah ke reservoir tinggi dengan suatu usaha W.

WQQ ch Contoh : AC (air conditioner), kulkas.

Ukuran kerja/performa sebuah pendingin.

W

QC hp

Koefisien performansi mesin pendingin carnot

ch

hp TT

TC

Analisis fenomena

Ketika kaki-kaki tembaga pada suatu model konventer termoelektrik itu memeiliki suhu yang sama, maka motor listrik tidak akan bekerja dan kipas diam. Karena pada dasarnya, kalor akan mengalir jika terjadi perbedaan suhu. Dan ketika kaki-kaki tembaga itu memiliki suhu yang berbeda, secara spontan kalor akan mengalir pada sistem. Kalor yang diterima ini dikonversi oleh elemen thermoelektrik menjadi energi listrik. Energi ini digunakan untuk melakukan kerja mekanik mengerakkan kipas. Kalor hanya akan mengalir jika terdapat perbedaan suhu. Dalam artian dari benda bersuhu tinggi kebenda bersuhu rendah. kipas akan terus berputar selama kesetimbangan termal belum tercapai.

Saya punya pendapat lain…….!