HUKUM TERMODINAMIKA II dan SIKLUS CARNOT
HUKUM TERMODINAMIKA II dan SIKLUS CARNOT
Hukum Termodinamika II
Hukum Termodinamika II
Hukum pertama membahas
mengenai konservasi energi. Hukum kedua mengatur bagaimana
kemungkinan konversi.
Semua proses aktual hanya bergerak pada satu arah Energi panas
tidak dapat dikonversi seluruhnya menjadi energi mekanik
Hukum Termodinamika II
Kegunaan hukum termo II mengidenfikasi arah dari suatu proses
mengetahui kualitas energi (hukum I berhubungan dengan kuantitas
energi dan perubahan bentuk energi) menentukan batas toeritis unjuk
kerja suatu sistem memperkirakan kelangsungan reaksi kimia (degree
of completion of chemical reaction)
Mesin Kalor (heat engines)
konversi panas menjadi kerja bisa
dilakukan tetapi diperlukan sebuah alat yang dinamakan dengan
mesin kalor (heat engines) Sebuah mesin kalor dapat
dikarakteristikkan sebagai berikut : Mesin kalor menerima panas
dari source bertemperatur tinggi (energi matahari, furnace bahan
bakar, reaktor nuklir, dll). Mesin kalor mengkonversi sebagian
panas menjadi kerja (umumnya dalam dalam bentuk poros yang
berputar) Mesin kalor membuang sisa panas ke sink bertemperatur
rendah. Mesin kalor beroperasi dalam sebuah siklus.
Mesin Kalor (heat engines)
Adalah mustahil untuk
membuat sebuah mesin kalor yang bekerja hanya dengan mengambil
panas dari Source dan menyerap seluruhnya menjadi energi
Efesiensi
Untuk semua proses cyclic, U
=0
dimana W = Qh - Qc Efesisensi termal adalah
Qh Qc W Qc = e= e = 1 Qh Qh Q
perbandingan antara kerja yang dilakukan dengan energi panas
yang diperoleh dari reservoir panas (source).
h
Hukum Termodinamika II
Konsekwensi hukum
termodinamika II; mustahil membuat mesin dengan efesiensi
100%.
Automobile engine < 20% Diesel engine < 40% Turbine uap
< 50 %
Refrigerators
refrigerator
adalah mesin kalor yang bekerja secara terbalik
Alat ini bekerja dalam
Refrigerators
sebuah siklus, dimana kerja dilakukan untuk mengambil energi
panas |QL| dari dari reservoir temperatur dingin Coefficient of
performance C dari refrigerator didefinisikan :
Pompa Kalor
Pompa kalor mentransfer panas dari
media temperatur rendah ke media temperatur tinggi Coefficient
of performance pompa kalor :
Proses Reversible
Proses reversible adalah proses yang
dapat dibalik tanpa meninggalkan jejak pada lingkungannya Proses
irreversible adalah kebalikan dari proses reversible Proses
reversible memiliki efesiensi maksimum yang mungkin dari suatu
mesin kalor.
The Carnot Cycle and Ideal Heat Engines
:
Siklus carnot adalah siklus reversible yang
dikemukakan pertama kali oleh sadi carnot tahun 1824 Mesin yang
menggunakan siklus karnot disebut mesin carnot Kenyataannya tidak
ada mesin kalor yang beroperasi diantara dua reservoir panas yang
efesiensinya melebihi efesiensi mesin carnot
The Carnot Cycle
Idealisasi siklus thermodinamik yang terdiri dari empat proses
reversible :
TH)( Reversible adiabatic compression (4-1, Q=0, TL( Reversible
isothermal compression (3-4, TL=constant) (TL) ( Reversible
adiabatic expansion (2-3, Q=0, TH( Reversible isothermal expansion
(1-2, TH=constant) (1-2
2-3
3-4
4-1
The Carnot Cycle
Kerja dilakukan oleh gas = PdV, daerah dibawah kurva proses
1-2-3. dV>0 dari 1-2-3 1 PdV>0 2 3
Kerja dilakukan padagas = PdV, daerah dibawah kurva proses 3-4-1
subtract 1 Net work 2 4 3 1 sejak dV
