kelompik 14-hukum ii termodnamika

14
‘‘Om Swastiastu’’ Nahzim Rahmat 1113031027 Ratih Noviyanti 1113031028 I Putu Eka Andipa Suryanada 1113031051 Putu Dika Wilyana Dewi 1113031057 HUKUM II TERMODINAMIKA Kelompok 14

Upload: ratih-noviyanti

Post on 26-Dec-2015

23 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

hukum ii termodinamika

TRANSCRIPT

Page 1: Kelompik 14-Hukum II Termodnamika

‘‘Om Swastiastu’’‘‘Om Swastiastu’’

Nahzim Rahmat1113031027Ratih Noviyanti1113031028I Putu Eka Andipa Suryanada1113031051Putu Dika Wilyana Dewi1113031057

HUKUM II TERMODINAMIKA

Kelompok 14

Page 2: Kelompik 14-Hukum II Termodnamika

Hukum Kedua Termodinamika

Termodinamika I

Memberi penjelasan tentang kekalan energi energi tidak bisa diciptakan ataupun dimusnahkan, melainkan energi dapat

dirubah dari bentuk satu kebentuk lainnya

Memberikan besaran termodinamika enegi dalam (U) dan entalpi (H) yang sangat

berguna dalam menentukan energi yang menyertai suatu proses dan perubahan

sistem

Termodinamika I tidak memberi gambaran bahwa perubahan yang energinya kekal

tidak terjadi sembarang Untuk menjelaskan arah proses, dibutuhkan

besaran termodinamika yag lain termodinamika II

Reversibel dan Ireversibel

Reversibel proses yang berlangsung tanpa adanya kebocoran (kerja maksimum).

Berlangsung lambat dan selalu berkesetimbangan. Proses hipotetik..

Ireversibel jika ada kebocoran (banyak dialam)

Page 3: Kelompik 14-Hukum II Termodnamika

Mesin Kalor

Perkembangan termodinamika pd abad

XIX

Permasalahan industri

Mesin uap

Kajian termodinamika = mesin kalor

Proses /perubahan sistem selalu diikuti dengan kalor dan kerja

Lloyd Henderson :

Sains berhutang lebih banyak kepada mesin kalor (mesin uap) : utang mesin kalor kepada sains

Utang besar sains

Mesin kalor

Hukum II termodinamika

Besaran entropi

Page 4: Kelompik 14-Hukum II Termodnamika

Cara kerja Mesin Uap

Api = memanaskan material (working substance)

Yang menyebabkan uap mengembang dan menggerakkan piston, dan kerja diperoleh

Uap menjadi dingin karena ekspansi dan dikeluarkan melalui katup sehingga piston bisa dikembalikan ke posisi semula dan siap memulai proses lagi

Suatu proses dimana posisi sistem dikembalikan ke keadaan awal (semula)

Proses siklikSemua perubahan besaran keadaan sistem pd proses siklik = 0

Page 5: Kelompik 14-Hukum II Termodnamika

Mesin Uap Golongan mesin kalor

Mesin kalor dapat dianggap menyerap kalor Q1 dari sumber kalor dengan temperatur lebih tinggi

Reservoir kalor

Mengubahnya sebagian menjadi kerja, W dan melepaskan sisa kalor Q2 ke reservoir kalor yang temperaturnya lebih rendah

Reservoir Kalor, T1

Mesin W

Reservoir Kalor, T2

Reservoir kalor = suatu model resevoir yg mempunyai temperatur homogen dan temperatur ini tidak berubah bila terjadi transfer sejumlah tertentu panas/kalor dari atau ke reservoir

Page 6: Kelompik 14-Hukum II Termodnamika

Proses adiabatic Q = 0, sehingga:

Proses isothermal dU = 0, sehingga:

Kerja mesinkalor dipandang sebagai proses siklik reversibel

SIKLUS CARNOT

Proses 1

Ekspansi isotermal reversibel

Kalor dan kerja dari siklus Carnot

dapat dihitung dengan Hk.

Termodinamika I

dW + dQrev = dUatau PdV - dQrev = dU

1

21 1

1

V

Vln nRT- = Q- =W

V

nRT- = W

PdV = dQrev =dW -

dV

2112v

v

T>T dimana ),T-(T C =dW

dTC =dW

PdV- =dW = dU

Proses 2

Ekspansi adiabatik reversibel

Proses 3

Kompresi adiabatik reversibel

Proses 4

Kompresi adiabatik reversibel

Ekspansi isotermal reversibel

Ekspansi adiabatik reversibel

Page 7: Kelompik 14-Hukum II Termodnamika

V>V dimana ,V

Vln nRT- = Q- = W 43

3

423

2121v4 T>T dimana ),T-(T C = W

Total kerja (W) yang dilakukan oleh mesin Carnot dalam 1 siklus

21 Q+Q- =W Q-Q =W - 21

Q2 berharga negatif karena V4< V3. Sesuai dengan fakta bahwa kalorini dilepaskan oleh sistem. Sehingga:

atau

Efisiensi mesin Carnot adalah perbandingan antara kerja yang dilakukan mesin dengan kalor yang diserap, Q1

1

2

1

21

1

Q

Q1

Q

Q(Q

Q

W-

SIMPULAN RUMUSAN EFISIENSI MESIN CARNOT:

Q2/Q1 sebanding dengan temperatur termodinamika dari resevoir, maka Efisiensi mesin Carnot dinyatakan sbb:

1

2

T

T1

Kompresi isothermal reversibel

Kompresi adiabatik reversibel

21

3

4

1

2

213

412

1

2

4321

lnln

lnln

QQW

V

VnRT

V

VnRTW

TTCV

VnRTTTC

V

VnRTW

WWWWW

vv

Kerja yang dilakukan oleh mesin dalah selisih antara kalor yang diserap,Q1

dengan kalor yang dilepaskan Q2

Semua mesin Carnot yang bekerja pada dua reservoir kalor yang sama mempunyai efisiensi yang sama

Efisiensi mesin kalor tidak tergantung pada jenis material yang digunakan

Temperatur termodinamika tidak tergantung pada jenis material.

Page 8: Kelompik 14-Hukum II Termodnamika

Prinsip mesin Carnot

TEMPERATUR TERMODINAMIKA

Tidak akan pernah tercapai secara praktis

Temperatur termodinamika terendah = 0

Tidak bergantung pada jenis material (working substance) yang digunakan

efisiensi mesin kalor paling besar yang mungkin adalah 1 Skala temperature

termodinamika ditentukan berdasarkan

rumusan efisiensi mesin kalor ideal

Page 9: Kelompik 14-Hukum II Termodnamika

Rumusan Hukum II Termodinamika

Page 10: Kelompik 14-Hukum II Termodnamika

Hukum II Termodinamika:• Pernyataan Kelvin-Planck: “Tidak mungkin mengkonstruksi mesin kalor yang

bekerja menurut proses siklik yang hanya menghasilkan perubahan kalor menjadi kerja tanpa efek lain”. • Pernyataan Clausius: “Tidak mungkin mesin kalor yang bekerja menurut

proses siklik hanya terjadi perpindahan kalor dari reservoir yang lebih dingin ke yang lebih panas tanpa melibatkan kerja dari luar”.

Page 11: Kelompik 14-Hukum II Termodnamika

Kaitan Hukum II Termodinamika

dengan Reversibilitas

Hanya proses yang memenuhi kaidah yang termasuk proses reversibel.

Proses siklik tanpa gesekan = reversibel.

Page 12: Kelompik 14-Hukum II Termodnamika

Misal ada gesekan

Saat EkspansiWin > Wout

Saat Reversibel:Wgas = Win + Wkontra gesekan Win > Wout

Kerja (W) gas ada 2 bentuk:1. Kerja untuk melawan kerja luar sistem (Win)

2. Kerja untuk melawan gesekan (Wkontragesekan)

Kerja luar sistem (Wout)

Gaya gesek (Wgesekan)

Page 13: Kelompik 14-Hukum II Termodnamika

Teorema Clausius dan

Besaran Entropi

Page 14: Kelompik 14-Hukum II Termodnamika

Pada proses siklik reversibel berlaku

Ƞ = 1 – Q2/Q1 = 1 – T2/T1 (Q1 – Q2)/Q1 = (T1 – T2)/T1 Q1.T1 – Q2.T1 = Q1.T1 – Q1.T2

T1.Q2 = T2.Q1

Q2/T2 – Q1/T1 = 0

Secara umum: ɠ δQ/T = 0 (Teorema Clausius)

“Pada proses reversibel, δQ/T adalah suatu besaran termodinamika baru, walaupun δQ sendiri bukan besaran keadaan sistem. Faktor 1/T adalah faktor pengintegrasi yang menyebabkan menjadi diferensial eksak yang merupakan ciri besaran keadaan sistem”.

Besaran termodinamik ini disebut dengan Entropi (S): dS = δQ rev/T

Ketidaksamaan Clausius berlaku:

ɠ δQ/T < 0 (Jika harga integrasi

lebih kecil dari nol, maka berlaku pada proses irreversibel).