31

Konsep Temperaturrr

Embed Size (px)

DESCRIPTION

sdeer

Citation preview

Page 1: Konsep Temperaturrr
Page 2: Konsep Temperaturrr
Page 3: Konsep Temperaturrr
Page 4: Konsep Temperaturrr
Page 5: Konsep Temperaturrr
Page 6: Konsep Temperaturrr
Page 7: Konsep Temperaturrr
Page 8: Konsep Temperaturrr
Page 9: Konsep Temperaturrr
Page 10: Konsep Temperaturrr
Page 11: Konsep Temperaturrr
Page 12: Konsep Temperaturrr
Page 13: Konsep Temperaturrr
Page 14: Konsep Temperaturrr
Page 15: Konsep Temperaturrr
Page 16: Konsep Temperaturrr
Page 17: Konsep Temperaturrr
Page 18: Konsep Temperaturrr
Page 19: Konsep Temperaturrr
Page 20: Konsep Temperaturrr
Page 21: Konsep Temperaturrr

1. KONSEP TEMPERATUR

Temperatur adalah derajat panas suatu benda. Dua benda dikatakan berada dalam keseimbangan

termal apabila temperaturnya sama. Kalor (heat) adalah energi yang mengalir dari benda yang

bertemperatur tinggi ke benda yang bertemperatur rendah. Menurut hukum ke Nol Termodinamika : Jika

benda A berada dalam keseimbangan termal dengan benda B, sedang B setimbang termal dengan benda C,

maka ketiga benda dalam keseimbangan termal satu terhadap lainnya.

SKALA TEMPERATUR2 Untuk mengukur temperatur digunakan termometer yang memanfaatkan sifat

bahan tertentu yang memuai jika temperaturnya naik, misalkan bahan Air Raksa (Hg) Skala temperatur

ditentukan oleh dua suhu referensi. 1. Titik Beku Air Suhu dimana air membeku pada tekanan satu

atmosfer (1 atm). 2. Titik Didih Air Suhu dimana air mendidih pada tekanan satu atmosfer (1 atm).

Beberapa Skala Temperatur3 Celcius Fahrenheit Kelvin Rankin 100 212 373 672 Titik didih air Titik beku

air 0 32 273 492

Konversi Skala Temperatur4 Skala temperatur merupakan skala linier, sehingga hubungan antara

penujukan suhu benda menurut masing-masing Termometer merupakan hubungan linier. Satuan suhu

menurut sistem satuan internasional adalah kelvin (K). T2 = a T1 + b Berdasarkan data titik beku dan titik

didih air, dapat diperoleh nilai a dan b. Sebagai suatu contoh : K = C + 273 F = 1,8 C + 32 RK = 1,8 C + 492

Page 22: Konsep Temperaturrr

CONTOH5 1. Suhu suatu zat cair diukur menggunakan termometer X dan termometer berskala Celcius.

Ketika Celcius menunjukkan 20, termometer X menunjukkan 68. Sedangkan ketika Celcius menunjukkan

60, termometer X menunjukkan 140. Berdasarkan skala manakah termometer-X tersebut dibuat ? 2.

Ubahlah pernyataan berikut ke dalam satuan internasional : Benda yang suhuhnya 27 oC dipanaskan

hingga suhunya naik 27 oC menjadi 54 oC.

2. KONSEP PEMUAIAN 2.1 Muai Panjang Ukuran suatu benda akan beubah bila suhunya dinaikkan.

Kebanyakan6 benda berekspansi jika dipanaskan dan menyusut bila didinginkan. Jika L o adalah panjang

benda mula-mula pada suhu T o, berekspansi secara linier pada waktu T dan panjang L. Maka pertambahan

panjangnya ∆L akan sebanding dengan panjang mula-mula Lo, yaitu ∆L = α Lo ∆T , atau : L = Lo (1 + α ∆T ) α

= koefisien muai panjang dengan satuan K -1. Misalnya jika harga α tembaga 17 x 106 /C0 artinya batang

tembaga pada 0oC panjangnya 1 cm, kalau dipanaskan sampai 1oC akan bertambah panjangnya 0,000017

cm. Pada tingkat mikroskopik, ekspansi termal pada Lo zat padat ada penambahan jarak pemisahan rata-

rata di antara atom-atom di dalam zat. To ←∆L→ Untuk bahan isotropik, perubahan panjang untuk T

sebuah perubahan temperatur adalah sama untuk L semua garis di dalam zat.

2.2. Muai Luas Jika suhu suatu bidang bertambah ∆T, maka luas bidang7 tersebut akan bertambah

sebedar ∆A, ∆A = β Ao ∆T dimana β : koefisien muai luas dengan satuab K -1 , (untuk benda padat isotropik

β ≈ 2 α ) 2.3. Muai Volume Jika suhu suatu bidang bertambah ∆T, maka volume benda akan bertambah ∆V

yang memenuhi hubungan : ∆V = γ Vo ∆T dimana γ : koefisien muai volume dengan satuan K -1 , (untuk

benda padat isotropik γ ≈ 3 α )

CONTOH8 1. Sebuah lempeng berbentuk lingkaran dipanaskan sehingga diameternya bertambah 1 %.

Berapa % kah pertambahan luasnya ? 2. Jika digambarkan hubungan antara pertambahan panjang

terhadap suhu untuk suatu benda yang koefisie muainya konstan (dalam interval yang sangat besar), akan

diperoleh kurva garis lengkung. Tentukan fungsi kelengkungan tersebut ? 3. Sebuah cincin berongga

berupa sebuah pelat berongga seperti ditunjukkan oleh gambar di samping ini. Jika cincin dipanasi, maka

ukuran rongganya akan : a. makin besar b. makin kecil c. tetap

3. KALOR DAN PERPINDAHAN KALOR 3.1. Kuantitas Kalor9 Kalor adalah energi termal yang mengalir dari

benda bertemperatur tinggi ke benda bertemperatur rendah. Satuan kalor adalah Joule, kalori dan BTU

(British Thermal Unit), dimana 1 Kal = 4,186 Joule Satu kilogram kalori adalah banyaknya kalor yang

diperlukan untuk menaikkan suhu 10 C untuk 1 kilogram air. Kapasitas kalor C adalah banyaknya kalor yang

diserap benda untuk menaikkan suhu satu satuan suhu (SI = 1 K) C = ∆Q/∆T C = dQ/dT dimana satuan

kapasitas panas (C) adalah kal/oC, Joule/kelvin. Untuk memperoleh suatu harga kapasitas yang khas

didefinisikan kapasitas kalor spesifik (kalor jenis) c, yaitu kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu

benda per satuan massa per satuan suhu. c = C/m c = ∆Q/(m ∆T) dimana satuan kapasitas panas jenis (c)

adalah kal/gram. oC atau J kg-1 K-1.

Page 23: Konsep Temperaturrr

Jumlah kalor yang harus diberikan kepada sebuah benda bermassa m10 dan mempunyai kalorjenis c,

untuk menaikan temperaturnya adalah : Tf Q = m ∫ c dT Ti Persamaan ini digunakan dalam prinsip kerja

Kalorimeter. Kalorimeter digunakan untuk mengukur jumlah kalor. Ada dua jenis kalorimeter yaitu

kalorimeter air dan kalorimeter arus kontinu. Berdasarkan prinsip bahwa kalor yang diberikan sama

dengan kalor yang diterima, maka persamaan yang berlaku adalah : mL cL (TL - Tw) = (ma ca + mk ck ) (Tw -

Tak) dimana : L = logam tertentu, a = air, k = kalorimeter, w = keadaan akhir

3.2. Perpindahan Kalor a. Konduksi11 Konduksi panas/hantaran adalah perpindahan energi termal atau

kalor dalam molekul zat yang berdekatan tanpa perubahan molekul itu sendiri, akibat perbedaan

temperatur. H ≡ ∆Q /∆t T2 > T1 A H = - k A (dT/ dx) T2 T1 H = k A (T2-T1) /L dimana : H = Arus Kalor [joule/s]

k = konduktivitas termal zat L [(kkal/detik.m).oC ; J/s.m.K] b.Konveksi Konveksi adalah perpindahan panas

dari suatu tempat ketempat yang lain yang dibawa oleh fluida panas itu. Jika fluida yang dipanaskan itu

dipompa /didorong oleh bahan lain disebut konveksi paksa, kalau fluida mengalir karena perbedaan

kerapatan disebabkan perbedaan temperatur disebut konveksi alamiah/bebas Laju aliran panas konveksi

dinyatakan oleh : H = hc A ∆t hc ; koefisien konveksi

c.Radiasi12 Radiasi adalah perpindahan energi melalui gelombang elektromagnetik. Pemancaran energi

ini tidak memerlukan media material penghantar. Energi ini disebut energi radiasi dalam bentuk

gelombang elektromagnetik, tetapi dengan intensitas berbeda. Benda hitam (Black Body) adalah benda

yang mampu menyerap hampir seluruh energi radiasi yang menimpanya. Jumlah energi radiasi yang

dipancarkan persatuan waktu persatuan luas oleh benda hitam adalah I = e σ A T4 dimana : I : daya yang

dipancarkan ke satu satuan luas = dP/dA e : daya pancar permukaan bahan (emisivitas); 0<e<1 σ :

Konstanta radiasi Stefan-Boltzman (5,67 x 10-8 Watt/ m2.K4 ) T : temperatur (Kelvin)

4. GAS IDEAL DAN TEORI KINETIK 4.1 Hukum-Hukum Gas13 Hasil eksperimen Boyle menunjukan jika gas

temperaturnya dibuat tetap maka perubahan volume sistem akan diikuti dengan perubahan tekanan.

Sehingga hasil kali volume dan tekanannya tetap . V∝1/P PV = konstan, atau P1V1 = P2V2 (Hukum Boyle)

Persamaan ini tepat untuk gas ideal yaitu gas yang energi ikat antar molekulnya dapat diabaikan. Charles

melakukan pendekatan untuk tekanan yang konstan, maka volume gas akan berbanding lurus terhadap

temperatur absolut (273,15 oC). Hasil yang didapat adalah V∝T Gay-Lussac mengukur koefisien muai ruang

pada tekanan konstan. Hasil percobaannya menunjukkan tekana gas berbanding lurus dengan temperatur

absolut: P∝T

4.2. Persamaan Tingkat Keadaan Gas IdealTingkat keadaan sistem dinyatakan sebagai kondisi fisis

sistem.Keadaan sistem bermassa m ditunjukkan oleh besaran P, V, T[Tekanan, Volume dan Temperatur].

Hubungan ketiga besaran inidisebut Persamaan Tingkat Keadaan Gas Ideal, yaitu PV = konstan T(Hukum

Boyle-Gay Lussac) 14

Teori Kinetik Gas15 Model Mikroskopis Gas Ideal 1. Gas ideal terdiri dari zarah yang jumlahnya amat

besar 2. Zarah-zarah itu tersebar merata dalam sluruh ruang yang tersedia 3. Zarah-zarah itu senantiasa

Page 24: Konsep Temperaturrr

bergerak secara acak ke segala arah 4. Jarak antar zarah jauh lebih besar daripada ukuran zarah 5. Tidak

ada gaya interaksi antar zarah kecuali saat terjadi tumbukan 6. Semua tumbukan bersifat elastis sempurna

7. Hukum-hukum Newton tentang gerak berlaku.

Secara mikroskopik tekanan gas dicari dengan teori kinetik, dimisalkan sebuah16 kotak berisi N partikel.

Seandainya partikel tidak saling bertumbukan, dan hanya akan bertumbukan pada dinding kotak

Perubahan momentum untuk satu tumbukan : y ∆(mv) = mvx - (-mvx) = 2 mvx l Selang waktu antara dua

kali tumbukan pada A dinding sebesar ∆t = 2l/vx Gaya rata-rata untuk beberapa tumbukan : x

∆(mv) 2 mvx mvx 2 F = ——— = ——— = —— z ∆t 2l/vx l

Gaya pada dinding untuk N partikel m m _ F = — ( vx1 + vx2 + ….. + vxN ) = — N vx 2 2 2 217 l l _ _ _ _ _ _

_ dimana v = vx + vy + vz , dan vx = vy = vz 2 2 2 2 2 2 2 _ _ atau v = 3 vx 2 2 Hasil substitusi diperoleh _ m v2

F=— N— l 3 Tekanan pada dinding menjadi, _ _ 1 Nmv 2 1 Nmv 2 P = F/A = — —— = — ——— 3 Al 3 V

dapat ditulis lebih jelas : 2 _ PV = — N ( ½ mv 2 ) P V = 2/3 Ek 3

Teori Ekipartisi Energi18 Energi Kinetik rata-rata setiap partikel gas ideal per derajat kebebasasn adalah

: Ek = ½ kT dengan k merupakan konstanta Boltzmann : k = 1,38 . 10-23 J/K Gas ideal monoatomik

memiliki 3 derajat kebebasan, yaitu kebebasan translasi, sehingga Ek = 3 x ½ kT. Dengan demikian PV = NkT

Gas ideal diatomik Pada suhu randah derajat kebebasannya 3 (translasi) sehingga : Ek = 3 x ½ kT. Pada

suhu sedang, derajat kebebasannya 5 [3 translasi, 2 rotasi] sehingga : Ek = 5 x ½ kT. Pada suhu tinggi,

derajat kebebasannya 7 [3 translasi, 2 rotasi,

Persamaan Umum Gas Ideal19 Untuk Gas ideal monoatomik maupun diatomik dengan fsuhu rendah

berlaku : PV=NkT atau PV=nRT Dengan : n = N/NA menyatakan jumlah mol gas. NA = bilangan Avogadro =

6,023 x 1023 partikel/mol k = konstanta Boltzmann = 1,38 . 10-23 J/K R = k NA = 8,413 J/K = tetapan Umum

Gas Ideal

ENERGI DALAM GAS20 Energi dalam gas merupakan jumlah seluruh energi kinetik gas., sehingga untuk

gas ideal, energi dalam hanya bergantung suhu gas. Untuk gas ideal monoatomik : U = 3/2 nRT Gas

ideal diatomik Pada suhu randah derajat kebebasannya 3 (translasi) sehingga : Ek = 3/2 nRT. Pada suhu

sedang, derajat kebebasannya 5 [3 translasi, 2 rotasi] sehingga : Ek = 5/2 nRT. Pada suhu tinggi, derajat

kebebasannya 7 [3 translasi, 2 rotasi, 2 vibrasi] sehingga : Ek = 7/2 nRT.

A. Permukaan P, V, T untuk Gas Ideal ( PV = n RT)21 T2 T P1 P P T1 3 V3 V P2 V1 < V2 < V3 T1 < T2 < T3 V2

P3 V1 T V T Proses Isochorik Proses Isotermis Proses Isobarik

B. Permukaan P, V, T untuk Substansi Riil Substansi mendekati gas ideal pada P rendah, dan menjauhi gas

ideal pada P22 tinggi dan T rendah. Substansi dapat berubah dari fase gas ke cair/padat. Pada massa

tetap/konstan grafik P, V, T dapat digambarkan sbb : P(atm) Titik Kritis padat gas P Cair Gas cair c Padat

uap Uap cair-uap T(oC ) padat-uap V Titik Tripel padat-cair C. Titik Tripel dan Titik Kritis Titik Tripel adalah

titik dimana substansi berada dalam kesetimbangan tiga fase, untuk air : T = 273,16 oK = 0,01 oC, dan P =

Page 25: Konsep Temperaturrr

6,03 . 10-3 atm. Titik Kritis adalah titik dimana substansi berada dalam kesetimbangan dua fase, untuk air :

T = 647,4 oK = 374 oC, dan P = 218 atm.

4.5. Kerja Jika piston dalam suatu silinder digerakkan dengan tekanan p pada luas penampang A maka

gaya pada piston itu adalah pA. Jika piston bergerak sejauh23 ds maka kerja yang dilakukan piston adalah :

A PA dW = F . ds = P A ds = P dV ds dimana : A ds = dV Pada umumnya tekanan tidak akan konstan selama

pergeseran. vf Jika tekanan berkurang dengan bertambahnya volume maka :W = ∫ dW = ∫ p dV P 1 pi

(W12 ) a tidak sama dengan (W12 ) b vi a Besar W12 = daerah di bawah kurva P-V, b 2 dimana kerja

bergantung pada tingkat keadaan pf awal dan akhir, juga pada lintasan proses W = + , bila berekspansi vi vf

V W = - , bila dikompresi Proses isobaris : W = P (V2 - V1) Proses isochoris :W=0 2 Proses isotermis : W = ∫ p

dV = ∫ (mRT/V) dV = mRT ln (V2/V1) : untuk gas ideal 1

CONTOH24 1. Sejumlah gas monoatomik yang tekanannya 106 pacal, volumenya 2 liter. Gas tersebut

mengalami ekspansi isobarik hingga volumeya 3 liter. a. Berapa Usaha yang dilakukan oleh gas tersebut ! b.

Berapa Kenaikan energi dalam gas tersebut ! 2. Sejumlah gas monoatomik yang tekanannya 106 pacal,

volumenya 2 liter. Gas tersebut mengalami ekspansi isotermik hingga volumeya 3 liter. a. Berapa Usaha

yang dilakukan oleh gas tersebut ! b. Berapa Kenaikan energi dalam gas tersebut ! 3. Sejumlah gas

monoatomik yang tekanannya 106 pacal, volumenya 2 liter. Gas tersebut mengalami proses pada volume

tetap hingga tekanannya 3 x 106 pacal. a. Berapa Usaha yang dilakukan oleh gas tersebut ! b. Berapa

Kenaikan energi dalam gas tersebut !

5. HUKUM KE-1 TERMODINAMIKA Termodinamika mempelajari fenomena panas, energi dan kerja yang

dilakukan pada suatu proses termodinamika. Dalam hal ini25 benda menjadi fokus perhatian disebut

sistem, sedang yang lainnya disekitarnya disebut lingkungan. Sistem dipisahkan dari lingkungan oleh

dinding pembatas (Boundary). Proses termodinamika terjadi pada sistem yang bergerak dari suatu keadaan

kesetimbangan ke kesetimbangan lainnya, dengan berinteraksi dengan lingkungan. Bila suatu zat diubah

dari keadaan 1 ke 2 kemudian panas (Q) dan kerja (W) yang dilakukan diukur, ternyata selisih Q-W sama

untuk semua lintasan yang menghubungkan 1 dengan 2, Selisih Q-W menyatakan perubahan energi dalam

zat tersebut. Jadi : W dQ = dU + dW ∆U Q Q = ∆U + W Q - W = U 2 - U1

Besarnya harga Q dan W tergantung pada lintasan sedangkan U26 tidak ter gantung pada lintasan (jenis

proses) dan hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir sistem. Persamaan diatas menyatakan hukum

ke-1 Termodinamika, dengan perjanjian : Q (+) bila kalor masuk sistem/gas Q (-) bila kalor keluar

sistem/gas W (+) bila sistem/gas melakukan kerja W(-) bila sistem/gas dikenai kerja ∆U (+) energi dalam

sistem/gas naik ∆U (-) energi dalam sistem/gasturun Semua besaran harus dinyatakan dengan satuan yang

sama

Kapasitas kalor dan Kalor Jenis Gas Ideal27 Kapasitas kalor gas didefinisikan sebagai C = dQ/dT. Untuk

proses yang terjadi pada volume tetap (proses isokhorik), didefinisikan kapasitas kalor pada volume tetep :

Cv = dQ/dT Karena pada proses isokhorik dV = 0, maka dU = dQ sehingga : Cv = dU/dT atau dU = Cv dT

Page 26: Konsep Temperaturrr

Sedangkan pada proses isobarik, didefinisikan kapasitas kalor pada tekanan tetap sebagai : Cp = dQ/dT Cp

= (dU + dW)/dt = dU/dT + p dV/dT = Cv + nR Didefinisikan pula tetapan Laplace : γ = Cp/Cv

Untuk Proses Adiabatik Proses yang terjadi pada suatu sistem dimana tidak adapanas yang masuk

maupun keluar, (Q = 0), yaitu jika sistemdiisolasi dari pengaruh panas. Dalam hal ini berlakupersamaan :

∆U = U2 - U1 = - WKerja W yang dilakukan terhadap zat berubah semua menjadipenurunan energi dalam

∆U dU = -dWCv dT = nRT dV - pC v dT = dV VC v dT dV =- Jika kedua ruas diintehral, diperoleh :nR T V C v

T2 V2 n = - n nR T1 V1 28

Dengan mengganti T dengan PV/nR diperoleh : P1V1γ = P2V2γ atau PVγ = konstan29 Untuk Proses

Isochorik Proses yang terjadi pada sistem dengan volume konstan (∆V=0, maka W=0). Q = ∆U = U2 - U1

Semua kalor Q yang masuk digunakan untuk menaikan energi dalam dU = Cv dT Untuk Proses Isotermik

Proses yang terjadi pada sistem dengan temperatur T konstan (kasus tertentu pada gas ideal). ∆U = U2 - U1

= 0 ; Q = W = p (V2 - V1)

Untuk Proses Isobarik Proses yang terjadi pada suatu sistem dengan tekanan P30 konstan Dalam hal ini

berlaku persamaan : dQ = dW + dU dimana : dQ = n cp dT dW = P dV = nR dT sehingga, n cp dT - nR dT = n

cv dT cp - R = c v γ = cp / cv = tetapan Laplace Untuk : gas monoatomik, γ = 1,67 gas dwiatomik, γ = 1,4

SIKLUS31 Siklus merupakan beberapa proses yang dialami oleh sejumlah gas secara berulang-ulang.

Suatu siklus dapat tersusun dari tiga langkah, empat langkah, bahkan lebih dari itu. Pentingnya siklus ini

dibicarakan karena kita menginginkan terciptanya suatu mesin yang dapat bekerja secara terus menerus.

Siklus-siklus berikut ini berturut-turut terdiri dari 3 langkah, 4 langkah dan 4 langkah. P P P V V V

EFISIENSI MESIN KALOR Jika suatu mesin kalor setiap siklusnya menyerap kalor sebesar Q dan melakukan

usaha sebesar W, maka Efisiensi mesin tersebut didefinisukan sebagai : W η= Q Jika dinyatakan dalam

prosen, efisiensi tersebut dinyatakan sebagai : W η = x 100 % Q 32

CONTOH33 1. Sejumlah gas dalam ruang tertutup volumenya 1 liter. Gas tersebut dipanaskan pada

tenanan tepat hingga suku mutlaknya menjadi dua kali semula. Berapa usaha yang dilakukan gas, kenaikan

sergi dalamnya, dan energi yang diperlukannya ? γ = 5/3 2. Seperti soal nomor-1 tetapi prosesnya

berlangsung pada volume tetap ? 3. Seperti soal nomor-1 untuk proses adiabatik ? 4. Tentukan efisiensi

mesin kalor yang siklusnya sebagai berikut P(KPc) : 20 10 V(liter) 2 4

6. HUKUM KEDUA TERMODINAMIKA Dari proses isotermis diperoleh bahwa seluruh kalor yang diserap

menjadi usaha. Tetapi karena ada keterbatasan harga volume, dimana proses harus34 berhenti. Maka

sistem harus dikembalikan kekeadaan semula agar kalor ber- ubah kembali menjadi kerja. Hal ini sulit

terjadi. Untuk itu dibuat proses siklus, agar keadaan sistem kembali kekeadaan semula dimana energi

dalam sistem sama dengan semula. P P T1 isotermik Q1 Siklus - isotermik Q3 - isobarik Q+W - isokhorik Q2

V V Hukum Ke-Dua Termodinamika : KELVIN-PLANCK Tidak mungkin sistem melakukan proses dari satu

reservoir dan mengubah seluruh panas itu menjadi kerja, dan berakhir pada keadaan yang sama seperti

Page 27: Konsep Temperaturrr

pada awal proses. CLAUSIUS Tidak mungkin membuat mesin pendingin yang dapat mentransfer panas dari

benda dingin ke benda yang lebih panas, tanpa adanya kerja.

6.1. Contoh Penerapan Hukum Kedua Termodinamika : Jika sistem mengalami proses, berubah dari

keadaan awal dan akhir dimana35 sistem dapat kembali kekeadaan awal, tanpa adanya kalor yang

berpindah dan tiada kerja yang dilakukan, maka proses dikatakan Reversibel. Dan proses kebalikan dari

reversibel adalah Ireversibel. Kebanyakan energi diperoleh dari proses perpindahan panas, maka

diperlukan alat yang dapat menyerap panas dari sumber dan menkonversikannya menjadi energi mekanik

yang disebut Mesin Panas Mesin yang bekerja kebalikan dari mesin panas adalah Mesin Pendingin

(refrigerator) A. Mesin Panas Reservoir Panas Q=W TH QH - |QC| = W QH W QH - |QC| |QC| Efisiensi η =

— = ———— = 1 - —— W QH QH QH QC Reservoir Dingin TC

B. Mesin Pendingin36 Cara kerja mesin pendingin merupakan kebalikan proses kerja mesin panas Pada

proses ini kerja diberikan pada reservoir suhu rendah Reservoir Panas TH Q=W |QH| = QC + W QH QC QC

TC Koefisien Kerja CP = — = ———— = ——— W W Q H - Q C TH - T C QC Reservoir Dingin CP = Coefisien

Performance TC CP >> mesin makin baik

C. Mesin Carnot Mesin Carnot mewakili ungkapan pertama hukum II termodinamika.37 Dalam mesin ini

bekerja dua proses yaitu isotermis dan adiabatik Daya guna mesin ini dihitung sebagai berikut : Kerja yang

dihasilkan Efisiensi = ____________________________ Panas yang diberikan η = W / QH P = (QH - QC) /

QH QH η = 1 - ( QC/QH ) TH W Atau : η = 1 - ( TC /TH ) QC TC V

7. ENTROPI Entropi adalah property Fisis suatu sistem yang dapat diukur, dapat dinyatakan dalam angka

dan satuan.38 Jika sebuah sistem yang terisolasi dari lingkungan dapat berada dalam dua keadaan yang

mempunyai energi yang sama. Bagaimana cara perpindahannya, antara keadaan 1 dengan keadaan 2 dan

dapat dijelaskan dengan Entropi. Entropi (S) dapat diinterpretasikan sebagai ketidakteraturan sistem,

dimana entropi dapat bertambah atau tetap. Apabila sistem menyerap kalor Q pada suhu mutlak T, maka

perubahan Entropi yang dialami sistem : Q dS = — T Perubahan entropi dari keadaan 1 (awal) ke keadaan

2 (akhir) dalam proses reversibel : 2 Q ∆S = S2 - S1 = ∫ — 1 T

Dalam proses reversibel dan adiabatik : Q = 0 ; ∆S = 0 [proses Isentropik] Dalam proses reversibel dan

isotermal : ∆S = Q / T39 Dalam proses reversibel dan siklus : Q ∆S = — =0 T Dalam proses reversibel

untuk gas ideal : 2 Q 2 dT 2 dV ∆S = ∫ — = ∫ n cv — + ∫ nR — 1 T 1 T 1 V ∆S = n cv ln (T2 /T1 ) + nR ln (V2 /

V1 )