• Tidak ada hasil yang ditemukan

Microsoft PowerPoint - 8-Hukum Termodinamika II

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "Microsoft PowerPoint - 8-Hukum Termodinamika II"

Copied!
26
0
0

Teks penuh

(1)

Hu

Hukkum

um T

Ter

ermo

modi

dina

nami

mikka

a II

II

Wiwiek Jumiati

Wiwiek Jumiati

In

(2)

Silabus

Silabus

Si

Sikl

klus

us Me

Mesi

sin

n

Me

Mesi

sin

n K

Kal

alor

or

Me

Mesi

sin

n Ca

Carn

rnot

ot

Me

Mesi

sin

n P

Pen

endi

ding

ngin

in

Hu

Huku

kum

m T

Ter

ermo

modi

dina

nami

mikka

a II

II

(3)

Siklus

Siklus

• KeKerjrjaa yayangng didilalakukukakann titiapap elelememenen

proses: proses:

• Proses AProses AB=isokhorikB=isokhorik

W WABAB=0=0

• PrPrososeses BBC=isC=isobobarar papadada PP22

W

WBCBC=P=P22(V(V22-V-V11))

• PrPrososeses CCD=isokhorikD=isokhorik

W WCDCD=0=0

• PrPrososeses DDA=isA=isobobarar papadada PP11

W WDADA=P=P11(V(V22-V-V11)) • • Total W=WTotal W=WABAB+W+WABAB+W+WABAB+W+WABAB=(P=(P22 --P P11)) (V(V22-V-V11)) •

• Luas=pLuas=panjananjangxlebgxlebarar =(P=(P22-P-P11) (V) (V22

--V V11)) • • KKererjaja tototatall seselalamama sasatutusisiklklusus sa samamadedengngananluluasas dadaererahahyyanangg dilin

dilingkupgkupiisiklusiklus.s.

Si

Sikl

klus

us ad

adal

alah

ah pr

pros

oses

es yyan

ang

g

b

be

erra

aw

wal

al d

dar

arii ssa

attu

u kke

ea

ad

da

aan

an d

dan

an

be

berrak

akhi

hirr kkem

emba

bali

li di

di kkea

eada

daan

an

sem

semul

ula.

a. Ji

Jikka

a di

dig

gamb

ambar

arka

kan

n

da

dala

lam

m di

diag

agrram P

am P-V

-V,, mak

maka

a

si

sikl

klus

us be

beru

rupa

pa kkur

urvva

a te

tert

rtut

utup

up..

P(Pa) P(Pa) V(m V(m33)) A A B B CC D D P P22 P P11 V V22 V V11

(4)

MESIN KALOR

MESIN KALOR

• SeSebubuahah mmesesinin kkalaloror adadalalahah sesesusuatatuu alalatat yyanangg memengnggugunanakkanan kalor/panas

kalor/panas untuntukuk melamelakukkukanan usaha/kerja.usaha/kerja. •

• MeMesisinn kkalaloror mememimililikiki titiggaa ciciriri ututamama:a:

1

1.. KKaalloorr didikikiririmkmkanan kkee memesisinn papadada temperaturtemperatur yyanangg rrelelatatifif titingnggigi dadariri su

suatatuu ttemempapatt yyanangg didisesebubutt resreservervoaroar panapanass..

2.

2. SeSebabagigianan dadariri kkalaloror ininpuputt didigugunanakkanan ununtutukk mmelelakakukukanan kkererjaja ololeheh

working substance

working substance dadariri memesisin,n, yyaiaitutu mmatatereriaiall dadalalamm memesisinn yyanangg se

secacarraa akaktutualal memelalakukukkanan kkererjaja (e(e.g.g.,., cacampmpururanan bebensnsinin-u-udadarraa da

dalalamm memesisinn momobibil)l)..

3.

3.

SiSisasa dadariri kkalaloror ininpuput t heheatat didibubuanangg papadada ttemempeperrataturur yyanangg lelebibihh rreenndadahh dadarrii tteemmpeperraatuturr ininpuputt kkee susuaatutu tteemmppaatt yyanangg ddisiseebubutt

res

(5)

Gambar ini melukiskan skema mesin

Gambar ini melukiskan skema mesin

kalor

kalor..

Q

QHH menyatakan besarnyamenyatakan besarnya ininpuputt kakalolorr,, dan subscript H menyatakan

dan subscript H menyatakan hothot

reservoir

reservoir..

Q

QCC menyatakan besarnya kalor yangmenyatakan besarnya kalor yang dibuang, dan subscript C

dibuang, dan subscript C merepresentasikan

merepresentasikan cold reservoircold reservoir..

W merepresentasikan kerja yangmerepresentasikan kerja yang

dilakukan

dilakukan..

Skema Mesin Kalor

(6)

Q

Q

Ketika sebuah sistem Ketika sebuah sistem melakukan proses siklus melakukan proses siklus maka tidak terjadi

maka tidak terjadi

perubahan energi dalam perubahan energi dalam pada sistem. Dari hukum I pada sistem. Dari hukum I termodinamika: termodinamika:

Q

Q

Q

Q

00 C  C   H   H  C  C   H   H 

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

C  C   H   H  C  C   H   H  Q Q Q Q W  W  Q Q Q Q Q Q W  W 

(7)

Mesin Kalor ….

Mesin Kalor ….

• UntuUntukk memengnghahasisilklkanan efefisisieiensnsii yayangng titingnggigi,, sesebubuahah memesisinn kkalaloror haharuruss memengnghahasisilklkanan jujumlmlahah kkererjaja yyanangg bebesasarr dadann ka

kalorlor inpinput ut yayangng kkeciecil.l. KaKarerenannanyaya,,efefisisieiensnsi, e,i, e, dadariri susuatatuu me

mesisinn kkalalor or diddidefefiniinisiksikanan sebsebagagaiai perperbanbandindingagann anantatarara kkererjaja yyanangg didilalakukukkanan ololeheh memesisinn W W dedengnganan kkalaloror ininpuputt QQHH::

(1)

(1)

• JikaJika kakalolorr ininpuputt sesemumuananyaya didikkononveversrsikikanan memenjnjadadii kkererjaja,, ma

makkaa memesisinn akakanan memempmpununyayaii efisiensi efisiensi 1.01.00,0, kakarerenana W =W = Q

QHH;; didikkatatakakanan memesisinn ininii mmememililikikii efisiensi efisiensi 100100%,%, ideidealnalnyaya demikian.

demikian. T

Teetatapipi hahall tterersesebubutt titidadakk mumungngkikinn Q Q CC titidadakk sasamama dedengnganan nol nol  H   H  Q Q W  W   panas  panas  Input   Input  dilakukan dilakukan  yg  yg Kerja Kerja ee

(8)

Mesin Kalor

Mesin Kalor

• SSeebbuuaahh mmeessiinn,, hhaarruuss mmeennggiikkuuttii pprriinnssiipp

kkoonnsseerrvvaassii eenneerrggii.. SSeebbaaggiiaann ddaarrii kkaalloorr input

input QQHH ddiiuubbahah mmeennjjaaddii kkeerrjjaa W W ,, ddaann sisanya

sisanya QQCC didibubuanangg kkee cocoldld rreseserervovoirir.. JiJikkaa ttiiddaakk aaddaa llaaggii kkeehhiillaannggaann eenneerrggii ddaallaamm me

mesisin,n, mamakkaa prprininsisipp kkononseservrvasasii enenerergigi:: Q QHH == W + QW + Q C C  H   H  Q Q W  W  ee    H   H  C  C   H   H  C  C   H   H  Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q ee

11

C  C   H   H  QQ Q Q W  W 

 H   H  Q Q W  W  ee

 

 

(9)

Prinsip

Prinsip Carnot

Carnot dan

dan Mesin

Mesin Carnot

Carnot

• Bagaimana membuat mesin kalor beroperasi dengan efisiensiBagaimana membuat mesin kalor beroperasi dengan efisiensi

maksimum? maksimum?

• Insinyur PrancisInsinyur Prancis Sadi CarnotSadi Carnot (1796–1832) mengusulkan bahwa(1796–1832) mengusulkan bahwa

sebuah mesin kalor akan memiliki

sebuah mesin kalor akan memiliki efisiensi maksimum jikaefisiensi maksimum jika proses-pr

proses-proses dalam oses dalam mesin adalah mesin adalah reverreversibel (dapat balik).sibel (dapat balik).

• Suatu proses reversibel adalah suatu keadaan dimana keduaSuatu proses reversibel adalah suatu keadaan dimana kedua

sistem dan lingkungannya dapat kembali ke keadaan semula,

sistem dan lingkungannya dapat kembali ke keadaan semula,

sama persis seperti sebelum terjadinya proses.

sama persis seperti sebelum terjadinya proses.

• Tujuan dari mesin kalor adalah perubahan panas menjadiTujuan dari mesin kalor adalah perubahan panas menjadi

kerja denga

kerja dengan efisiensi n efisiensi sebesar mungkin.sebesar mungkin.

• Selama perpindahan panas dalam mesin carnot tidak bolehSelama perpindahan panas dalam mesin carnot tidak boleh

ada perbedaan suhu yang cukup besar. ada perbedaan suhu yang cukup besar.

(10)

Prinsip

Prinsip Carnot

Carnot dan

dan Mesin

Mesin Carnot…

Carnot…

Prinsip Carnot

Prinsip Carnot : Sebuah alt: Sebuah alternatif penernatif penyataayataan Hukum n Hukum IIII

Termodinamika

Termodinamika

Tidak ada mesin ireversibel yang beroperasi antara dua Tidak ada mesin ireversibel yang beroperasi antara dua

reservoir pada suhu konstan dapat mempunyai efisiensi yang reservoir pada suhu konstan dapat mempunyai efisiensi yang lebih besar

lebih besar dari sebuah mesin dari sebuah mesin reverreversibel yang beroperasisibel yang beroperasi antara temperatur yang sama. Selanjutnya, semua mesin antara temperatur yang sama. Selanjutnya, semua mesin reversibel yang beroperasi antara temperatur yang sama reversibel yang beroperasi antara temperatur yang sama memiliki efisiensi yang sama.

(11)

Pri

Prinsi

nsip

p Car

Carnot

not dan

dan Mes

Mesin

in Car

Carnot

not …

Tidak ada mesin nyata yang Tidak ada mesin nyata yang

beroperasi secara beroperasi secara

reversibel. Akan tetapi, ide reversibel. Akan tetapi, ide mesin reversibel

mesin reversibel

memberikan standard memberikan standard yang berguna untuk yang berguna untuk

menilai performansi mesin menilai performansi mesin nyata. Gambar ini

nyata. Gambar ini menunjukkan sebuah menunjukkan sebuah mesin yang disebut,

mesin yang disebut, MesinMesin

Carnot 

Carnot   ,  , yang secarayang secara

khusus berguna sebagai khusus berguna sebagai model ideal.

model ideal.

 Suatu sifat pentingSuatu sifat penting dari mesin Carnot dari mesin Carnot adalah b

adalah bahwaahwa semuasemua kalor input

kalor input QQHH berasalberasal dari suatu hot

dari suatu hot reservoir

reservoir pada satu pada satu temp

temperatueratur tur tunggalnggal T T HH

dan semua kalor yang dan semua kalor yang dibuang

dibuangQQCC pergipergi menuju suatu cold menuju suatu cold reservoir

reservoir pada satu pada satu temp

(12)

Ciri-ciri siklus carnot

Ciri-ciri siklus carnot

Setiap proses yang melibatkan perpindahan panas

Setiap proses yang melibatkan perpindahan panas

haruslah isotermal baik pada T

haruslah isotermal baik pada T

HH

maupun pada T

maupun pada T

C.C.

Setiap proses yang mengalami perubahan suhu tidak

Setiap proses yang mengalami perubahan suhu tidak

terjadi perpindahan panas (proses a

terjadi perpindahan panas (proses adiabatik)

diabatik)

Siklus carnot terdiri dari dua proses isotermal

Siklus carnot terdiri dari dua proses isotermal

reversibel dan dua proses adiabatik reversibel

reversibel dan dua proses adiabatik reversibel

(13)

Application of 2

Application of 2

ndnd

law to energy conversion

law to energy conversion

systems

systems

Application of 2

Application of 2

ndnd

law to energy conversion

law to energy conversion

systems

systems

isothermal isothermal compression compression adiabatic adiabatic expansion expansion isothermal isothermal expansion expansion adiabatic adiabatic compression compression

 A A

 B B a-b a-b b-c b-c c-d c-d d-a d-a

Q

Q

 H  H 

Q

Q

W

W

1212

2323

3434

4141

Carnot

Carnot

Engine

Engine

(14)

Application of 2

Application of 2

ndnd

law to energy conversion

law to energy conversion

systems

systems

Application of 2

Application of 2

ndnd

law to energy conversion

law to energy conversion

systems

systems

Carnot

Carnot

Cycle

Cycle

 A A

 B B

1

1

2

2

3

3

4

4

 A A

 B B

1

1

2

2

3

3

4

4

V

V

V

V

T

T

T

T

reversible

reversible

heat engine

heat engine

reversible

reversible

heat pump

heat pump

engine

engine

(15)

Untuk gas ideal

Untuk gas ideal energi dalam hanya bergantung pada suhuenergi dalam hanya bergantung pada suhu

maka pada proses isotermal perubahan energi dalam sama dengan nol maka pada proses isotermal perubahan energi dalam sama dengan nol

)) 1 1 ...( ...( ln ln a a b b  H   H  ab ab  H   H  V  V  V  V  nRT  nRT  W  W  Q Q

)) 2 2 ...( ...( ln ln d  d  cc C  C  C  C  V  V  V  V  nRT  nRT  Q Q   cc d  d  C  C  cd  cd  C  C  V  V  V  V  nRT  nRT  W  W  Q Q

lnln

Q

Q

 

 

)) 3 3 ...( ...( ))  /   /  (( ln ln ))  /   /  (( ln ln a a b b d  d  cc  H   H  C  C   H   H  C  C  V  V  V  V  V  V  V  V  T  T  T  T  Q Q Q Q                       1 1 1 1   

γγ γ γ d  d  C  C  a a  H   H V V  T T  V V  T  T  1 1 1 1 1 1 1 1        

γ γ γ γ γ γ γ γ d  d  cc a a b b V  V  V  V  V  V  V  V  d  d  cc a a b b V  V  V  V  V  V  V  V 

1 1 1 1   

γγ γ γ cc C  C  b b  H   H 

 H   H  C  C   H   H  C  C 

Q

Q

Q

Q

 H   H  C  C   H   H  C  C  T  T  T  T  Q Q Q Q

 H   H  C  C  Q Q Q Q ee

11

 H   H  C  C  T  T  T  T  ee

11

Subtitusikan persamaan 1 dengan persmaan 2 Subtitusikan persamaan 1 dengan persmaan 2

Dari proses adiabatik Dari proses adiabatik

Hubungan ini memberikan nilai efisiensi maksimum yang Hubungan ini memberikan nilai efisiensi maksimum yang mungkin dari suatu mesin

(16)

Pendingin carnot

Pendingin carnot

Karena masing-masing langka

Karena masing-masing langkah dalam h dalam siklus carnot adalahsiklus carnot adalah rever

reversibel, maka seluruh siklus dapat dibalik, hal sibel, maka seluruh siklus dapat dibalik, hal iniini mengubah mesin menjadi pendingin

mengubah mesin menjadi pendingin

C  C   H   H  C  C  Q Q Q Q Q Q K  K 

 H   H  C  C   H   H  C  C  Q Q Q Q Q Q Q Q K  K   /   /  1 1  /   /       H   H  C  C   H   H  C  C 

Q

Q

Q

Q

C  C   H   H  C  C  carnot  carnot  T  T  T  T  T  T  K  K     

Semakin besar perbedaan suhu T

Semakin besar perbedaan suhu THH –T –TCC semakin kecil harga K dan semakin besar semakin kecil harga K dan semakin besar kerja yang diperlukan untuk

kerja yang diperlukan untuk memindahkanmemindahkan  jumlah panas yang dibutuhkan

(17)

Pri

Prinsi

nsip

p Car

Carnot

not dan

dan Mes

Mesin

in Car

Carnot

not …

• Untuk mesin Carnot, perbandingan antara kalor yang dibuangUntuk mesin Carnot, perbandingan antara kalor yang dibuang

Q

QCC dengan kalor inputdengan kalor input QQHH dapa dinyatakan dengan persamaandapa dinyatakan dengan persamaan berikut:

berikut:

dengan

dengan T T CC dandan T T HH dalam kelvins (K).dalam kelvins (K).

• Efisiensi mesin CarnotEfisiensi mesin Carnot dapat dituliskan sebgai berikut:dapat dituliskan sebgai berikut:

Hubungan ini memberikan nilai efisiensi

Hubungan ini memberikan nilai efisiensi maksimum yangmaksimum yang mungkin dari suatu

mungkin dari suatu mesin kalor yang beroperasi antaramesin kalor yang beroperasi antaraT T CC dandan

T  T HH  H   H  C  C   H   H  C  C  T  T  T  T  Q Q Q Q

 H   H  C  C   H   H  C  C  T  T  T  T  Q Q Q Q ee

11

11

(18)

T  T HH T  T CC Q QHH Q QCC W W REFRIGERATOR REFRIGERATOR

Pendingin (refrigerator): sebuah mesin kalor yang beroperasi secara

Pendingin (refrigerator): sebuah mesin kalor yang beroperasi secara

terbalik dengan mesin kalor. Refrigerator menarik panas dari tempat

terbalik dengan mesin kalor. Refrigerator menarik panas dari tempat

dingin (di dalam pendingin) dan melepaskan panas ke tempat yang lebih

dingin (di dalam pendingin) dan melepaskan panas ke tempat yang lebih

hangat. Proses ini hanya dapat berlangsung jika diberikan kerja dari

hangat. Proses ini hanya dapat berlangsung jika diberikan kerja dari

luar, karena kalor tidak dapat mengalir secara spontan dari tempat

luar, karena kalor tidak dapat mengalir secara spontan dari tempat

bersuhu rendah ke tempat bersuhu

bersuhu rendah ke tempat bersuhu tinggi. Contoh mesin pendingin initinggi. Contoh mesin pendingin ini

adalah kulkas, AC.

adalah kulkas, AC.

C  C   H   H 

Q

Q

Q

Q

Me

Mesi

sin

n P

Pen

endi

ding

ngin

in

Me

Mesisinn pependndiningiginn yayangng babaikik adadalalahah memesisinn yayangng dadapapatt men

menyedyedotot panpanasas sebsebananyakyak-ban-banyakyaknynyaa dardarii rereserservoavoarr di

dingnginin ununtutukk jujumlmlahah kkererjaja tetertrtenentu.tu. UnUntutukk itituu kkoeoefifisisienen un

unjujukk kkererjaja memesisinn pependndiningigin:n:

=

= ==

Se

Semamakikinn bebesasarr rrasasioio ininii mamakkaa sema

semakikinn baibaikk pendinginnya pendinginnya Ra

Rasisioo ininii didisesebubutt kkoeoefifisisienen kikinenerjrjaa (coef

(19)

T  T HH T  T CC Q QHH Q QCC W W REFRIGERATOR REFRIGERATOR

Pompa panas adalah alat yang digunakan untuk menghasilkan panas. Jika

Pompa panas adalah alat yang digunakan untuk menghasilkan panas. Jika

pompa panas bekerja maka suhu reservoir panas semakin tinggi. Untuk

pompa panas bekerja maka suhu reservoir panas semakin tinggi. Untuk

itu pompa panas bekerja dengan menyedot kalor dari reservoir dingin

itu pompa panas bekerja dengan menyedot kalor dari reservoir dingin

dan membuangnya ke reservoir panas. Agar proses ini berlangsung maka

dan membuangnya ke reservoir panas. Agar proses ini berlangsung maka

diperlukan kerja luar. Contoh pompa panas adalah pemanas ruangan, hair

diperlukan kerja luar. Contoh pompa panas adalah pemanas ruangan, hair

dryer, hand dryer.Pompa panas yang baik adalah pompa yang dapat

dryer, hand dryer.Pompa panas yang baik adalah pompa yang dapat

memindahkan kalor paling banyak ke reservoir panas. Untuk itu unjuk

memindahkan kalor paling banyak ke reservoir panas. Untuk itu unjuk

kerja pompa panas

kerja pompa panas

P

Pom

ompa

pa P

Pan

anas

as

= =

(20)

Hu

Hukkum

um T

Ter

ermo

modi

dina

nami

mikka

a II

II

• JJikikaa titidadakk adadaa kkererjaja ddararii luluarar,, ppananasas ttididakak dadappatat memerramambbaatt

ssececararaa sspoponnttanan dadariri ssuhuhuu rrenenddahah kkee susuhuhu titinnggggii (C(Clalauusisiusus))

• PrPrososeses peperurubabahahann kkererjaja memenjnjadadii papananass memerurupapakkanan prprososeses

ir

irrereveverrsisiblblee jijikkaa titidadakk teterjrjadadii prprososeses lalaininnnyyaa (T(Thohomsmson on--Kelvin-Planck)

Kelvin-Planck)

• SuSuatatuu memesisinn titidadakk mumungngkikinn bebekkererjaja dedengnganan hahannyyaa

me

mengngamambibill enenerergigi dadariri susuatatuu susumbmberer susuhuhu titingnggigi kkememududiaiann me

membmbuauangngnnyyaa kkee susumbmberer papananass teterrsesebubutt ununtutukk me

mengnghahasisilklkanan kkererjaja ababadadii (K(Ketetididakakmumungngkikinanann memesisinn ababadadi)i)

• MeMesisinn CaCarnrnotot adadalalahah sasalalahh sasatutu memesisinn rreveverersisiblble ye yanangg

me

mengnghahasisilklkanan dadayyaa papaliling ng idideaeal.l. MeMesisinn idideaeall mememimililikiki ef

(21)

Entropi dan

Entropi dan Ketidakteratur

Ketidakteraturan

an

• Redistribusi partikel gas dalam wadah terjadi tanpaRedistribusi partikel gas dalam wadah terjadi tanpa

perubahan energi dalam total sistem, semua susunan ekivalen perubahan energi dalam total sistem, semua susunan ekivalen

• Jumlah cara komponen sistem dapat disusun tanpa merubahJumlah cara komponen sistem dapat disusun tanpa merubah

energi sistem terkait erat dengan kuantitas entropi (S) energi sistem terkait erat dengan kuantitas entropi (S)

• Entropi adalah ukuran ketidakteraturan sistemEntropi adalah ukuran ketidakteraturan sistem •

• Sistem dengan cara tersusun ekivalen komponennya sedikitSistem dengan cara tersusun ekivalen komponennya sedikit

seperti kristal padat memiliki ketidakteraturan yang kecil atau seperti kristal padat memiliki ketidakteraturan yang kecil atau entropi rendah

entropi rendah

• Sistem dengan cara tersusun ekivalen komponennya banyakSistem dengan cara tersusun ekivalen komponennya banyak

seperti gas memiliki ketidakteraturan besar atau entropi tinggi seperti gas memiliki ketidakteraturan besar atau entropi tinggi

(22)

Jika entropi sistem meningkat, komponen sistem

Jika entropi sistem meningkat, komponen sistem

menjadi semakin tidak teratur, random dan energi

menjadi semakin tidak teratur, random dan energi

sistem lebih terdistribusi pada range lebih besar

sistem lebih terdistribusi pada range lebih besar

S

S

disorderdisorder

> S

> S

orderorder

Seperti halnya energi dalam atau entalpi, entropi

Seperti halnya energi dalam atau entalpi, entropi

 juga fungsi k

 juga fungsi keadaan yaitu han

eadaan yaitu hanya terg

ya tergantung pada

antung pada

keadaan awal dan akhir tidak pada bagaimana proses

keadaan awal dan akhir tidak pada bagaimana proses

terjadinya

terjadinya

S

S

sissis

= S

= S

finalfinal

 – S

 –

S

initialinitial

Jika entropi meningkat maka

Jika entropi meningkat maka



S

S

sissis

akan po

akan positif

sitif,,

sebaliknya jika entropi turun, maka

(23)

Entropi dan

Entropi dan Hukum Kedua

Hukum Kedua T

Termodinam

ermodinamika

ika

• Apa yang menentukan arah perubahan spontan?Apa yang menentukan arah perubahan spontan? •

• Sistem alami cenderung kearah tidak teratur, random,Sistem alami cenderung kearah tidak teratur, random,

distribusi partikel kurang teratur distribusi partikel kurang teratur

• Beberapa sistBeberapa sistem cenderung lebih em cenderung lebih tidak teratur (es meleleh)tidak teratur (es meleleh)

tetapi ada juga yang lebih teratur (air membeku) secara tetapi ada juga yang lebih teratur (air membeku) secara spontan

spontan

• Dengan meninjau sistem dan lingkungan terlihat semuaDengan meninjau sistem dan lingkungan terlihat semua

proses yang berlangsung dalam arah spontan akan proses yang berlangsung dalam arah spontan akan meningkatkan entropi total alam semesta (sistem dan meningkatkan entropi total alam semesta (sistem dan lingkungan). Ini yang disebut dengan hukum kedua lingkungan). Ini yang disebut dengan hukum kedua termodinamika

termodinamika

• Hukum ini tidak Hukum ini tidak memberikan batasamemberikan batasan perubahan n perubahan entropientropi

sistem atau lingkungan, tetapi untuk perubahan spontan sistem atau lingkungan, tetapi untuk perubahan spontan entropi total sistem dan lingkungan harus positif 

entropi total sistem dan lingkungan harus positif 

(24)

Entropi

Entropi

En

Entr

trop

opii pe

pert

rtam

ama

a kkal

alii di

dipe

perk

rken

enal

alkkan

an ol

oleh

eh

C

Cla

laus

usis

isu

uss tta

ahu

hun

n 1

18

86

60

0.. M

Men

enu

uru

rutt C

Cla

laus

usiu

ius,

s, su

sua

atu

tu

si

sissttem

em yyan

ang

g me

mela

lakkuk

ukan

an pr

pros

oses

es rrev

ever

ersi

sibe

bell (d

(dap

apat

at

di

diba

bali

likk a

arrah

ahn

nyya)

a) pa

pada

da su

suh

hu

u kkon

onsstta

an

n d

dis

iser

ertta

aii

pe

pen

nyyer

erap

apan

an kkal

alor

or Q

Q me

meng

ngal

alam

amii pe

peru

ruba

baha

han

n

entropi.

entropi.

ΔS

ΔS

==

ΔS

ΔS pe

peru

ruba

baha

han

n en

entr

trop

opyy, Q

, Q kkal

alor

or

yya

an

ng

g d

diisse

erra

ap

p d

da

an

n T

T ssu

uh

hu

u p

prro

osse

ess

(25)

LLa

attiih

ha

an

n S

So

oal

al

1

1.. GGaas is iddeeaall mmeellaakkuukkaann pprroosseess se

sepepertrtii gagambmbarar beberirikukut.t. HiHitutungng kerja.

kerja.

4

4.. S

Se

eb

bu

ua

ah

h m

me

essiin

n kka

allo

orr

me

men

nyyer

erap

ap da

dari

ri re

rese

serv

rvoi

oirr

p

pa

an

na

ass sse

eb

be

essa

arr 1

10

00

00

0JJ d

da

an

n

m

mem

emb

bua

uang

ng kka

alo

lorr kke

e

rres

eser

ervvoi

oirr di

ding

ngin

in 80

800 J.

0 J.

Ber

Berapak

apakah

ah eff

effisien

isiensi

si

mes

mesin

in te

terrseb

sebut.

ut.

3

3

.. EEfifisisienensisi sesebubuahah memesisinn ccararnonott ad

adalalahah 6060%.%. JiJikkaa rereseservrvoioirr be

berrsusuhuhu rerendndahah mememimililikiki susuhuhu 5050 oC

oC.. BeBerrapapakakahah susuhuhu rereseservrvoioirr ber

bersuhsuhuu tintinggi.ggi.

2.

2.SeSebabanynyakak 0,0,11 momoll gagas ys yanangg mememimililikiki

te

tekakanannan 2x12x10055papa ddaann vvoolluumm 2 L2 L

me

melaklakukukanan prprososeses isoisokhokhorikrik sehsehingginggaa ttekekanananan memenjnjadadii duduaa kkalalii lilipapat.t.

Sel

Selanjanjutnutnyaya gagass tetersrsebuebutt menmengagalamlamii pr

proseosess isoisobarbarikik hinhinggagga vovolumlumnynyaa menj

menjadiadi setsetengaengahnyhnya. a. GasGas kekemudiamudiann kkemembabalili kkee kkeaeadadaanan awawalal memelalaluluii ga

garisris lurlurusus padpadaa diadiagrgram am P-VP-V.. T

(26)

5

5.. S

Su

uh

hu

u kku

um

mp

pa

arra

an

n p

pe

en

nd

diin

ng

giin

n p

pa

ad

da

a lle

em

ma

arrii e

ess a

ad

da

alla

ah

h

-15

-15

oo

C

C se

seda

dang

ngkkan

an su

suhu

hu rres

eser

ervvoi

oirr pe

pemb

mbua

uang

ngn

nyya

a

ad

adal

alah

ah 30

30

oo

C.

C. Be

Berrap

apak

akah

ah kkoe

oefi

fisi

sien

en un

unju

jukk kker

erja

ja

ma

maks

ksim

imum

um le

lema

mari

ri es

es tter

erse

sebu

but?

t?

6

6.. S

Se

eb

bu

ua

ah

h kku

ub

bu

uss e

ess yya

an

ng

g b

be

errm

ma

assssa

a 6

60 g

0 g d

da

an

n ssu

uh

hu

u 0

0

oo

C

C

d

dit

ite

emp

mpa

atk

tkan

an d

dii da

dallam

am g

gel

ela

as.

s. S

Se

ette

ela

lah

h di

disi

simp

mpa

an

n

b

beb

ebe

errap

apa

a la

lam

ma,

a, sset

eten

eng

gah

ah d

dar

arii es

es tter

erse

sebu

butt ttel

elah

ah

m

men

encca

air

ir me

men

nja

jad

dii ai

air y

r ya

ang

ng be

berrsu

suhu

hu 0

0

oo

C

C.. Be

Berrap

apa

a

pe

peru

ruba

baha

han

n en

entr

trop

opii es

es//ai

air?

r? Di

Dikket

etah

ahui

ui kkal

alor

or la

late

ten

n

p

pe

elle

eb

bu

urra

an

n e

ess a

ad

da

alla

ah

h 8

80

0 kka

all//g

g..

7

7.. S

Se

eb

bu

ua

ah

h p

pa

ab

brriikk p

pe

em

mb

bu

ua

att m

me

essiin

n m

me

en

ng

gkklla

aiim

m sse

eb

ba

ag

ga

aii

b

be

erriikku

utt.. E

En

ne

errg

gii iin

np

pu

utt kke

e m

me

essiin

n p

pe

err d

de

ettiikk a

ad

da

alla

ah

h 9

9,,9

9

kkJJ p

pa

ad

da

a ssu

uh

hu

u 3

37

75

5 K

K.. E

En

ne

errg

gii o

ou

uttp

pu

ut

t p

pe

err sse

ekko

on

n

a

ad

da

alla

ah

h 4

4,,0 k

0 kJJ p

pa

ad

da

a ssu

uh

hu

u 2

22

25 K

5 K.. A

Ap

pa

akka

ah

h p

pe

errcca

ayya

a

de

Gambar

Gambar ini melukiskan skema mesinGambar ini melukiskan skema mesin

Referensi

Dokumen terkait

Teorema Carnot adalah pernyataan formal dari fakta bahwa: Tidak mungkin ada mesin yang beroperasi di antara dua reservoir panas yang lebih efisien daripada sebuah

Pada dasarnya a opera operasi si mesin panas terdiri dari mesin panas terdiri dari dari penyerap dari penyerapan an energ energi i panas pada panas pada suhu tinggi,

Pada interaksi termal (melalui pertukaran kalor) di sini ada dua kemungkinan, kemungkinan pertama : temperatur sistem tetap, dalam hal ini supaya proses

Pernyataan Kelvin-Plank (hanya diperuntuk untuk mesin kalor) diatas dapat juga diartikan sebagai tidak ada sebuah mesin atau alat yang bekerja dalam sebuah siklus

Menurut Hukum 1 Termodinamika, dan dengan tidak adanya perubahan energi dalam, kerja netto “W eng ” yang dilakukan mesin kalor sama dengan energi netto yang ditransfer pada

Menurut Kelvin Planck, tidak ada mesin yang bekerja dalam satu siklus dapat mengubah kalor menjadi usaha seluruhnya.. Jika suatu sistem mengalami perubahan secara spontan, maka

Sebuah mesin kalor menyerap panas sebesar 3.000 Joule dari suatu reservoir suhu tinggi dan membuangnya sebesar 2.400 Joule pada reservoir suhu rendah3. Efisiensi mesin itu

Pernyataan Kelvin-Plank (hanya diperuntuk untuk mesin kalor) diatas dapat juga diartikan sebagai tidak ada sebuah mesin atau alat yang bekerja dalam sebuah siklus