makalah hukum termodinaika kedua
Post on 07-Jul-2018
223 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/19/2019 makalah hukum termodinaika kedua
1/9
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Coba perhatikan secangkir kopi panas ditaruh dalam suatu ruangan, maka
akan dengan sendirinya kopi tersebut akan menjadi dingin. Dalam kasus tersebut,
hukum termodinamika pertama telah terpenuhi karena energi yang dilepaskan
kopi sebanding dengan energi yang diterima oleh lingkungan. Tetapi jika dibalik
secangkir kopi menjadi panas dalam sebuah ruangan yang dingin, kita tahu
bahwa hal tersebut tidak akan terjadi. Atau kita ambil contoh lain, seperti tahanan panas memanaskan sebuah ruangan, jika dibalik, kita memberikan panas pada
ruangan, maka tidak mungkin arus akan mengalir dengan arah terbalik dan
menghasilkan energi yang sama dengan energi yang dihasilkan listrik
sebelumnya. Dari contoh diatas jelas bahwa proses berjalan dalam suatu arah
tertentu tidak sebaliknya. Suatu proses yang telah memenuhi hukum termo I,
belum tentu dapat berlangsung. Diperlukan suatu prinsip selain hukum termo I
untuk menyatakan bahwa suatu proses dapat berlangsung, yang dikenal dengan
hukum termo II. Atau dengan kata lain suatu proses dapat berlangsung jika
memenuhi hukum termo I dan termo II.
1.2. Identifikasi Masalah
Terdapat proses apakah yang terdapat pada siklus carnot?
1.3. Tuuan
1. ntuk mengetahui hukum kedua termodinamika
2. ntuk mengetahui siklus carnot
3. ntuk mengetahui e!isiensi mesin carnot
BAB II
-
8/19/2019 makalah hukum termodinaika kedua
2/9
TIN!AUAN PU"TA#A
Termodinamika berasal dari dua kata yaitu thermal "yang berkenaan
dengan panas# dan dinamika "yang berkenaan dengan pergerakan#.Termodinamika
adalah kajian mengenai hubungan,panas, kerja, dan energy dan secara khusus
perubahan panas menjadi kerja. Dalam termodinamika sistem akan dideskripsikan
dengan sejumlah besaran !isis yang menggambarkan keadaan sistem "disebut
sebagai besaran keadaan#. $eadaan sistem yang ditinjau dalam termodinamika
adalah keadaan makroskopik yang dapat berupa keadaan rerata dari partikel%
partikel dalam sistem atau berupa keadaan kesuluruhan "total# partikel%partikel
dalam sistem. Contoh keadaan makroskopik tersebut adalah temperatur T, jumlah
partikel &, 'olume ( , energi dalam , tekanan p, dan lainnya.
2.1 Huku$ ter$%dina$ika
a. )ukum $enol TermodinamikaTerdapat dua benda A dan *, *enda A dirasa dingin oleh
tangan dan benda * dirasa dingin oleh tangan. Apabila kedua benda
tersebut disentuhkan, pada keduanya akan terjadi perubahan si!at.
+ada suatu saat tidak terasa lagi perubahan si!at tersebut maka A dan *
dikatakan mencapai kesetimbangan termal. adi apabila dua sistem
satu sama lain berada dalam kesetimbangan termal, suhu kedua sistem
tersebut adalah sama. )ukum kenol termodinamika berbunyi -“Jika dua sistem berada dalam kesetimbangan termal dengan sistem
ketiga, ketiga sistem tersebut berada dalam kesetimbangan termal
satu sama lain.”
b. )ukum +ertama Termodinamika
)ukum ini terkait dengan kekekalan energi. )ukum ini
menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika
tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke
dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap system. )ukum
pertama termodinamika adalah konser'asi energi. )ukum pertama
termodinamika berbunyi-
-
8/19/2019 makalah hukum termodinaika kedua
3/9
energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan tetapi hanya dapat
diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain”
+ersamaan dari hukum kesatu termodinamika -Q=W +∆U
Dimana -
/ 0 kalor yang diterima1dilepas "#2 0 energi1usaha "#∆ 0 perubahan energi "#
c. )ukum $edua Termodinamika
Terdapat dua pernyataan klasik dari hukum kedua
termodinamika yang dikenal sebagai pernyataan Clausius dan
pernyataan $e'in%+lanck. +ernyataan Clausius pada dasarnya
menyatakan bahwa untuk memindahkan kalor dari tandon dingin ke
tandon kalor diperlukan kerja1usaha oleh oleh sistem. Sedangkan
pernyataan $el'in%+lanck pada daasarnya menyatakan bahwa
perubahan kalor menjadi kerja tidak dapat terjadi 3445. adi selalu
ada kalor yang terbuang. )ukum yang didasarkan pada dua pernyataan
ini disebut hukum kedua termodinamika.
d. )ukum $etiga termodinamika
)ukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol
absolut. )ukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem
mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti dan
entropi sistem akan mendekati nilai minimum. )ukum ini juga
menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna pada
temperatur nol absolut bernilai nol.
2.2 Huku$ II ter$%dina$ika
Terdapat dua pernyataan klasik dari hukum kedua termodinamika yang
dikenal sebagai pernyataan pernyataan $e'in%+lanck dan Claussius.
+ernyataan $el'in%+lank-
“tidak mungkin seluruh kalor yang diserap oleh suatu sistem, seluruhnya diubah
menjadi usaha/kerja”
-
8/19/2019 makalah hukum termodinaika kedua
4/9
+ernyataan $el'in%+lank pada dasarnya menyataka bahwa untuk
memindahkan kalor menjadi kerja tidak dapat terjadi 3445, jadi selalu ada kalor
yang terbuang. )ukum kedua termodinamika merupakan hukum alam. *ahwa
kerja dapat diubah menjadi kalor seluruhnya, akan tetapi kalor tidak dapat diubah
menjadi kerja secara keseluruhan
6br.7.8.7 kalor tidak dapat berubah menjadi kerja seluruhnya, kerja dapat diubah menjadi kalor
seluruhnya, kalor dapat diubah menjadi kerja tetapi ada kalor yg terbuang
+ernyataan Claussius-
“Tidak mungkin suatu proses dapat terjadi dengan sendirinya sehingga kalor
diangkut dari tandon kalor suhu rendah ke suhu tinggi tanpa perubahan lain”
+ernyataan Claussius pada dasarnya menyatakan bahwa untuk
memindahkan kalor dari dingin ke tandon kalor diperlukan kerja 1 usaha.Sehingga tidak mungkin membangun suatu mesin yang beroperasi dalam satu
siklus dengan hanya mentrans!er panas dari benda yang dingin ke benda yang
panas tanpa kerja luar.
6br.7.8.3 Tidak mungkin membuat mesin pendingin yang beroperasi tanpa kerja luar "2#
2.3 Pr%ses &e'ersi(le dan Irre'ersi(le
-
8/19/2019 makalah hukum termodinaika kedua
5/9
ika kita tidak mungkin mendapatkan mesin dengan e!isiensi 3445 dari
mesin kalor, berapakah e!isiensi maksimum yang dapat kita peroleh ? langkah
pertama untuk menjawab pertanyaan ini adalah mende!inisikan suatu proses ideal
yang disebut proses re'ersible. Dan kemudian membandingkan dengan suatu
peralatan nyata yang bekerja pada keadaan nyata.
a. 9enurut )awkins -
+roses re'ersible terjadi bila proses dapat dibalik, benda kerja selalu berada
dalam keadaan setimbang selama proses, tidak ada trans!ormasi energi yang
terjadi sebagai akibat dari gesekan.
b. 9enurut $eenan -+roses re'ersible terjadi bila sistem dan elemen%elemen sekelilingnya dapat
dikembalikan secara menyeluruh ke keadaan semula.+roses re'ersible terjadi bila sistem dapat dikembalikan ke keadaan semula
tanpa menimbulkan perubahan keadaan pada sistem yang lain. Sedangkan +roses
irre'ersible terjadi bila keadaan mula%mula sistem tidak dapat dikembalikan
tanpa menimbulkan perubahan keadaan pada sistem lain. )ampir semua proses
nyata adalah irre'ersible. +roses re'ersible merupakan proses yang berlangsung
dengan sangat sempurna dan tak pernah terjadi.
2.) "iklus *arn%t
Siklus Carnot adalah sebuah siklus re'ersibel, yang pertama kali
dikemukakan oleh Sadi Carnot pada tahun 3:7;, seorang insinyur +erancis.
9esin teoritis yang menggunakan siklus Carnot disebut dengan 9esin $alor
Carnot. Siklus Carnot yang dibalik dinamakan dengan siklus Carnot terbalik dan
mesin yang menggunakan siklus carnot terbalik disebut dengan 9esin re!rigerasi
Carnot.
-
8/19/2019 makalah hukum termodinaika kedua
6/9
6br.7.
-
8/19/2019 makalah hukum termodinaika kedua
7/9
6br.7., dide!inisikan sebagai perbandingan kerja neto
selama satu siklus terhadap kalor yang diserap oleh sistem-
> 0W
Q¿ 0
Q¿−Qout
Q¿ 03%
Qout
Q¿
Dimana -
> 0 e!isiensi mesin kalor
2 0 kerja "#/in 0 kalor masuk "#
/out 0 kalor keluar "#
ntuk menghitung e!isiensi mesin Carnot, persamaan keadaan dari at
kerja harus diketahui. Andaikan at kerja adalah gas ideal, maka kerja yang
dilakukan pada proses 3%7 isotermal -
237 0 ∫1
2
pdv=∫1
2
nRT 1
v dv=nRT h ln
v2
v1
$erja yang dilakukan pada proses 8%; isotermal -
278 0nRT l ln
v4
v3
9aka -
> 0 3%Qout
Q¿
0 3 %
nRT h lnv2
v1
nRT l lnv4
v3
0 3 %
T h
T l
-
8/19/2019 makalah hukum termodinaika kedua
8/9
BAB III
#E"IMPULAN
3. +ernyataan Clausius pada dasarnya menyatakan bahwa untuk memindahkan
kalor dari tandon dingin ke tandon kalor diperlukan kerja1usaha oleh oleh
sistem. Sedangkan pernyataan $el'in%+lanck pada daasarnya menyatakan
bahwa perubahan kalor menjadi kerja tidak dapat terjadi 3445.
7. Siklus Carnot adalah sebuah siklus re'ersible yang terdiri dari proses
isotermal dan adiabatik.8. *esar e!isiensi dari mesin carnot adalah
> 0 3%Q out
Q¿ 0 3 %T h
T l
-
8/19/2019 makalah hukum termodinaika kedua
9/9
DA+TA& PU"TA#A
9ichael . 9oran, )oward &. Shapiro. 7438. Termodinamika Teknik ilid I. akarta -
=rlangga.
9ulyatno. 3@@7. Seri isika +erguruan Tinggi +anas dan Termodinamika. akarta -
+T Intan +ariwara.
)alliday. Besnick. 744
top related