TERMODINAMIKA 3 (HUKUM II TERMODINAMIKA)
Hukum II Termodinamika adalah
ekspresi dari kecenderungan yang dari waktu ke waktu, perbedaan suhu,
tekanan, dan menyeimbangkan potensi kimia dalam terisolasi sistem fisik.
Semua proses yang terjadi secara alami hanya berlangsung pada satu arah
saja tapi tidak dapat berlangsung pada arah sebaliknya (biasa disebut
sebagai proses ireversibel alias tidak dapat balik).
Salah seorang ilmuwan yang bernama R. J. E. Clausius
(1822-1888) membuat sebuah pernyataan berikut :
"Kalor berpindah dengan sendirinya dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah; kalor tidak akan berpindah dengan sendirinya dari benda bersuhu rendah ke benda bersuhu tinggi (Hukum kedua termodinamika – pernyataan Clausius)"
"Kalor berpindah dengan sendirinya dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah; kalor tidak akan berpindah dengan sendirinya dari benda bersuhu rendah ke benda bersuhu tinggi (Hukum kedua termodinamika – pernyataan Clausius)"
Pernyataan Hukum II Termodinamika
- Jika tidak ada kerja dari luar, panas tidak dapat merambat secara spontan dari suhu rendah ke suhu tinggi (Clausius)
- Proses perubahan kerja menjadi panas merupakan proses irreversible jika tidak terjadi proses lainnya (Thomson-Kelvin-Planck)
- Suatu mesin tidak mungkin bekerja dengan hanya mengambil energi dari suatu sumber suhu tinggi kemudian membuangnya ke sumber panas tersebut untuk menghasilkan kerja abadi (Ketidakmungkinan mesin abadi)
- Mesin Carnot adalah salah satu mesin reversible yang menghasilkan daya paling ideal. Mesin ideal memiliki efisiensi maksimum yang mungkin dicapai secara teoritis
Gagasan dasar dibalik penggunaan mesin kalor
adalah bahwa kalor bisa diubah menjadi energi mekanik hanya jika kalor
dibiarkan mengalir dari tempat bersuhu tinggi menuju tempat bersuhu
rendah. Selama proses ini, sebagian kalor diubah menjadi energi mekanik
(sebagian kalor digunakan untuk melakukan kerja), sebagian kalor
dibuang pada tempat yang bersuhu rendah. Proses perubahan bentuk energi
dan perpindahan energi pada mesin kalor tampak seperti diagram di
bawah…
Amati
diagram di atas… Suhu tinggi (TH) dan suhu rendah (TL) dikenal juga
dengan julukan suhu operasi mesin (suhu = temperatur). Kalor yang
mengalir dari tempat bersuhu tinggi diberi simbol QH, sedangkan kalor
yang dibuang ke tempat bersuhu rendah diberi simbol QL. Ketika mengalir
dari tempat bersuhu tinggi menuju tempat bersuhu rendah, sebagian QH
diubah menjadi energi mekanik (digunakan untuk melakukan kerja/W),
sebagian lagi dibuang sebagai QL. Sebenarnya kita sangat mengharapkan
bahwa semua QH bisa diubah menjadi W, tapi pengalaman sehari-hari
menunjukkan bahwa hal tersebut tidak mungkin terjadi. Selalu saja ada
kalor yang terbuang. Dengan demikian, berdasarkan kekekalan energi, bisa
disimpulkan bahwa QH = W + QL.
Mesin Uap
Mesin uap menggunakan uap air sebagai media penghantar kalor. Uap biasa
disebut sebagai zat kerja mesin uap. Terdapat dua jenis mesin uap,
yakni mesin uap tipe bolak balik dan mesin uap turbin (turbin uap).
Rancangan alatnya sedikit berbeda tetapi kedua jenis mesin uap ini
mempunyai kesamaan, yakni menggunakan uap yang dipanaskan oleh
pembakaran minyak, gas, batu bara atau menggunakan energi nuklir.
Mesin uap tipe bolak balik
Tataplah gambar kusam di bawah dengan penuh kelembutan…
Mesin uap tipe bolak balik
Tataplah gambar kusam di bawah dengan penuh kelembutan…
0 komentar:
Posting Komentar