revisi tugas makalah.pdf

8/17/2019 Revisi Tugas Makalah.pdf

1/22

PENERAPAN KONSEP TERMODINAMIKA PADA

MESIN PENDINGIN (KULKAS)

Diajukan untuk memenuhi tugas Fisika Dasar I, yang dibimbing

oleh : Rianita Puspa Sari, ST.

Disusun oleh

Yudi Susanto 1510631140144

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SINGAPERBANGSA KARAWANG

2016


2/22


3/22

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis

dapat menyelesaikan makalah yang berjudul Penerapan Termodinamika pada Mesin Pendingin

(Kulkas). Makalah ini di susun dalam rangka memenuhi tugas Fisika Dasar I.

Melalui kesempatan yang sangat berharga ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih

kepada semua pihak yang telah membantu menyelesaikan tugas Fisika Dasar I ini, dan terutama

kepada yang terhormat :

1.

Rianita Puspa Sari, ST. Selaku dosen dan pembimbing mata kuliah Fisika Dasar I.

2.

Rekan-rekan jurusan Teknik Industri angkatan 2015.

3. Semua pihak yang telah memberikan bantuan baik berupa moral ataupun materil dalam

proses penyelesaian makalah ini.

Semoga Tuhan yang Maha Esa memberikan balasan yang setimpal atas segala bantuan yang

telah diberikan. Serta penulis berharap agar makalah ini dapat bermanfaat, khususnya bagi penulis

sendiri, umumnya bagi semua pihak.

Karawang, Januari 2016

Penyusun


4/22

iii

DAFTAR ISI

ABSTRAK ...................................................................................................................................... i

KATA PENGANTAR .................................................................................................................. ii

DAFTAR ISI ................................................................................................................................ iii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................... iv

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ........................................................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................................................... 1

1.3 Tujuan ........................................................................................................................................ 2

1.4 Manfaat ...................................................................................................................................... 2

BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................................................ 3

2.1 Termodinamika .......................................................................................................................... 3

2.2 Kalor .......................................................................................................................................... 3

2.3 Suhu ........................................................................................................................................... 3

2.4 Energi ........................................................................................................................................ 3

2.5 Usaha dan Proses dalam Termodinamika .................................................................................. 3

2.7 Hukum kedua Termodinamika .................................................................................................. 4

2.8 Koefisien Performansi ............................................................................................................... 4

2.9 Entropi ....................................................................................................................................... 4

2.10 Mesin Pendingin (Refrigator) .................................................................................................. 4

2.11 Kulkas ...................................................................................................................................... 4

2.12 Penguraian Konsep Termodinamika ....................................................................................... 5

2.12.1 Klasifikasi Sistem Termodinamika ...................................................................................... 5

2.12.2 Proses-Proses dalam Termodinamika ................................................................................... 6

2.12.3 Hukum Kedua Termodinamika ............................................................................................ 9

BAB III PEMBAHASAN ............................................................................................................ 113.1 Penerapan Hukum kedua Termodinamika pada Kulkas.......................................................... 11

3.2.1 Komponen-Komponen pada Kulkas .................................................................................... 11

3.1.1 Prinsip Kerja pada Kulkas .................................................................................................... 14

BAB IV PENUTUP ...................................................................................................................... 16

4.1 Kesimpulan .............................................................................................................................. 16

4.2 Saran ........................................................................................................................................ 16

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................................. 17


5/22

iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.12.1 Ilustrasi klasifikasi sistem termodinamika.............................................................. 5

Gambar 2.12.2.1 Diagram Proses Isotermal .................................................................................... 6

Gambar 2.12.2.2 Diagram Proses Isokhorik.................................................................................... 7

Gambar 2.12.2.3 Diagram Proses Isobarik ...................................................................................... 7

Gambar 2.12.2.4 Diagram Proses Adiabatik ................................................................................... 8

Gambar 2.12.3 Ilustrasi Hukum kedua Termodinamika ................................................................. 9

Gambar 3.1 Kulkas ........................................................................................................................ 11

Gambar 3.1.1 Prinsip Kerja pada Kulkas ...................................................................................... 14


6/22

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = 'panas' and dynamic = 'perubahan')

adalah fisika energi , panas, kerja, entropidan kespontanan proses. Termodinamika berhubungan

dekat dengan mekanika statistik di mana hubungan termodinamika berasal.

Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini tidak bergantung

kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. Ini berarti mereka dapat diterapkan ke sistem

di mana seseorang tidak tahu apa pun kecuali perimbangan transfer energi dan wujud di antara

mereka dan lingkungan.

Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Tidak ada bunyi untuk hukum kedua

termodinamika yang ada hanyalah pernyataan kenyataan eksperimental yang dikeluarkan oleh

kelvin-plank dan clausius. Pernyataan clausius: tidak mungkin suatu sistem apapun bekerja

sedemikian rupa sehingga hasil satu-satunya adalah perpindahan energi sebagai panas dari sistem

dengan temperatur tertentu ke sistem dengan temperatur yang lebih tinggi. Pernyataan kelvin-

planck: tidak mungkin suatu sistem beroperasi dalam siklus termodinamika dan memberikan

sejumlah netto kerja kesekeliling sambil menerima energi panas dari satu reservoir termal.(sumber

Fundamentals of engineering thermodynamics (Moran J., Shapiro N.M. - 6th ed. - 2007 - Wiley)

Bab5). "total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat

seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya hal ini disebut dengan prinsip

kenaikan entropi" merupakan korolari dari kedua pernyataan diatas (analisis Hukum kedua

termodinamika untuk proses dengan menggunakan sifat entropi).

Di masa sekarang ini hukum kedua termodinamika banyak diterapkan di bidang teknologi,

khususnya pada mesin pendingin (refrigator), contohnya kulkas.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas maka masalah dapat di rumuskan sebagai berikut:

1. Apa yang dimaksud dengan Termodinamika ?

2.

Bagaimana konsep Hukum kedua Termodinamika ?3. Bagaimana konsep penerapan Hukum kedua Termodinamika pada kulkas ?

https://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Yunanihttps://id.wikipedia.org/wiki/Fisikahttps://id.wikipedia.org/wiki/Energihttps://id.wikipedia.org/wiki/Panashttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kerja_mekanika&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Entropi_termodinamika&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_statistikhttps://id.wikipedia.org/wiki/Mekanika_statistikhttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Entropi_termodinamika&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kerja_mekanika&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Panashttps://id.wikipedia.org/wiki/Energihttps://id.wikipedia.org/wiki/Fisikahttps://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Yunani


7/22

2

1.3 Tujuan

1. Menjelaskan apa itu Termodinamika.

2. Menjelaskan Hukum kedua Termodinamika.

3.

Menjelaskan dan menguraikan bagaimana Hukum kedua Termodinamika diterapkan

pada kulkas.

1.4 Manfaat

1.

Sebagai sumber bacaan (referensi) bagi para akademisi yang sedang menjalani

pendidikan.

2.

Sebagai pemahaman mengenai Termodinamika dan penerapannya.


8/22

3

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Termodinamika

Termodinamika adalah kajian tentang kalor (panas) yang berpindah. Dalam termodinamika

banyak membahas tentang sistem dan lingkungan. Kumpulan benda-benda yang sedang ditinjau

disebut sistem, sedangkan semua yang berada di sekeliling (diluar) sistem disebut lingkungan.

2.2 Kalor

Kalor adalah salah satu bentuk energi sama halnya dengan energi kimia, potensial maupun

kinetik. Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat.

2.3 Suhu

Kata suhu sering diartikan sebagai suatu besaran yang menyatakan derajatpanas atau

dinginnya suatu benda.

2.4 Energi

Dalam fisika, energi adalah properti fisika dari suatu objek, dapat

berpindah melalui interaksi fundamental, yang dapatdiubah bentuknya namun tak dapat diciptakan

maupun dimusnahkan. Joule adalah satuan SI untuk energi, diambil dari jumlah yang diberikan

pada suatu objek (melalui kerja mekanik) dengan memindahkannya sejauh 1 meter dengan gaya 1

newton.

2.5 Usaha dan Proses dalam Termodinamika

Dalam melakukan pengamatan mengenai aliran energi antara panas dan usaha dikenal dua

istilah yaitu sistem dan lingkungan. Kumpulan benda-benda yang sedang ditinjau disebut sistem,

sedangkan semua yang berada di sekeliling (di luar) sistem disebut lingkungan.Usaha yang

dilakukan oleh sistem (gas) terhadap lingkunganya bergantung pada proses proses – proses dalam

termodinamika, di antaranya proses isobarik, isokhorik, isotermik dan adiabatik.

2.6 Hukum Termodinamika

Hukum-hukum termodinamika pada prinsipnya menjelaskan peristiwa

perpindahan panas dan kerja pada proses termodinamika. Sejak perumusannya, hukum hukum ini

https://id.wikipedia.org/wiki/Fisikahttps://id.wikipedia.org/wiki/Properti_fisikahttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Objek_fisik&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Perpindahan_energi&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Perpindahan_energi&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Interaksi_fundamental&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Transformasi_energi&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bentuk-bentuk_energi&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Konservasi_energihttps://id.wikipedia.org/wiki/Konservasi_energihttps://id.wikipedia.org/wiki/Joulehttps://id.wikipedia.org/wiki/SIhttps://id.wikipedia.org/wiki/Kerja_mekanikhttps://id.wikipedia.org/wiki/Meterhttps://id.wikipedia.org/wiki/Newton_(satuan)https://id.wikipedia.org/wiki/Panashttps://id.wikipedia.org/wiki/Kerja_(fisika)https://id.wikipedia.org/wiki/Termodinamikahttps://id.wikipedia.org/wiki/Termodinamikahttps://id.wikipedia.org/wiki/Kerja_(fisika)https://id.wikipedia.org/wiki/Panashttps://id.wikipedia.org/wiki/Newton_(satuan)https://id.wikipedia.org/wiki/Meterhttps://id.wikipedia.org/wiki/Kerja_mekanikhttps://id.wikipedia.org/wiki/SIhttps://id.wikipedia.org/wiki/Joulehttps://id.wikipedia.org/wiki/Konservasi_energihttps://id.wikipedia.org/wiki/Konservasi_energihttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bentuk-bentuk_energi&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Transformasi_energi&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Interaksi_fundamental&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Perpindahan_energi&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Perpindahan_energi&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Objek_fisik&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Properti_fisikahttps://id.wikipedia.org/wiki/Fisika


9/22

4

telah menjadi salah satu hukum terpenting dalam fisika dan berbagai cabang ilmu lainnya yang

berhubungan dengan termodinamika. Hukum-hukum ini sering dikaitkan dengan konsep-konsep

yang jauh melampau hal-hal yang dinyatakan dalam kata-kata rumusannya.

2.7 Hukum kedua Termodinamika

Hukum II Termodinamika memberikan batasan-batasan terhadap perubahan energi yang

mungkin terjadi dengan beberapa perumusan.

1.

Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam satu siklus, menerima kalor dari

sebuah reservoir dan mengubah seluruhnya menjadi energi atau usaha luas (Kelvin

Planck).

2. Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam suatu siklus mengambil kalor dari

sebuah reservoir rendah dan memberikan pada reservoir bersuhu tinggi tanpa memerlukan

usaha dari luar (Clausius).

3. Pada proses reversibel, total entropi semesta tidak berubah dan akan bertambah ketika

terjadi proses irreversibel (Clausius).

2.8 Koefisien Performansi

Koefisien performansi merupakan hasil bagi kalor Q2 yang dipindahkan dari reservoir dingin

dengan usaha W yang dibutuhkan untuk memindahkan kalor ini.

2.9 Entropi

Entropi adalah salah satu besaran termodinamika yang mengukur energi dalam sistem per

satuan temperatur yang tak dapat digunakan untuk melakukan usaha.

2.10 Mesin Pendingin (Refrigator)

Mesin pendingin merupakan peralatan yang prinsip kerjanya berkebalikan dengan mesin

kalor. Pada mesin pendingin terjadi aliran kalor dari reservoir bersuhu rendah ke reservoir bersuhu

tinggi dengan melakukan usaha pada sistem.

2.11 Kulkas

Kulkas atau lemari es atau lemari pendingin adalah sebuah alat rumah tangga listrik yang

menggunakan refrigerasi (proses pendingin) untuk menolong pengawetan makanan.

https://id.wikipedia.org/wiki/Fisikahttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Daftar_besaran_termodinamika&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Usaha_(termodinamika)&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Refrigerasihttps://id.wikipedia.org/wiki/Makananhttps://id.wikipedia.org/wiki/Makananhttps://id.wikipedia.org/wiki/Refrigerasihttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Usaha_(termodinamika)&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Daftar_besaran_termodinamika&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Fisika


10/22

5

2.12 Penguraian Konsep Termodinamika

Termodinamika adalah ilmu tentang energi, yang secara spesifik membahas tentang

hubungan antara energi panas dengan kerja. Seperti telah diketahui bahwa energi didalam alam

dapat terwujud dalam berbagai bentuk, selain energi panas dan kerja, yaitu energi kimia, energi

listrik, energi nuklir, energi gelombang elektromagnit, energi akibat gaya magnit, dan lain-lain .

Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, baik secara alami maupun hasil

rekayasa tehnologi. Selain itu energi di alam semesta bersifat kekal, tidak dapat dibangkitkan atau

dihilangkan, yang terjadi adalah perubahan energi dari satu bentuk menjadi bentuk lain tanpa ada

pengurangan atau penambahan. Prinsip ini disebut sebagai prinsip konservasi atau kekekalan

energi. Prinsip thermodinamika tersebut sebenarnya telah terjadi secara alami dalam kehidupan

sehari-hari. Bumi setiap hari menerima energi gelombang elektromagnetik dari matahari, dan

dibumi energi tersebut berubah menjadi energi panas, energi angin, gelombang laut, proses

pertumbuhan berbagai tumbuh-tumbuhan dan banyak proses alam lainnya. Proses didalam diri

manusia juga merupakan proses konversi energi yang kompleks, dari input energi kimia dalam

maka nan menjadi energi gerak berupa segala kegiatan fisik manusia, dan energi yang sangat

bernilai yaitu energi pikiran kita. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, maka

prinsip alamiah dalam berbagai proses thermodinamika direkayasa menjadi berbagai bentuk

mekanisme untuk membantu manusia dalam menjalankan kegiatannya.

2.12.1 Klasifikasi Sistem Termodinamika

Gambar2.12.1Ilustrasiklasifikasisistemtermodinamika

Suatu sistem thermodinamika adalah sustu masa atau daerah yang dipilih, untuk

dijadikan obyek analisis. Daerah sekitar sistem tersebut disebut sebagai lingkungan. Batas

antara sistem dengan lingkungannya disebut batas sistem.


11/22

6

1. Sistem tertutup

Merupakan sistem massa tetap dan identitas batas sistem ditentukan oleh ruang zat

yang menempatinya.

2. Sistem terbuka

Pada sistem ini, zat melewati batas sistem. Panas dan kerja bisa juga melewati batas

sistem.

3. Sistem terisolasi

Adalah sebuah sistem yang sama sekali tidak dipengaruhi oleh lingkungannya.

Sistem ini massanya tetap dan tidak ada panas atau kerja yang melewati batas sistem.

2.12.2 Proses-Proses dalam Termodinamika

Terdapat empat proses dalam gas pada bahasan termodinamika. Usaha yang terdapat

pada gas yang mengalami proses-proses termodinamika tersebut akan diuraikan sebagai

berikut :

1. Proses isotermal

Gambar2.12.2.1DiagramProsesIsotermal

Proses isotermal adalah suatu proses perubahan keadaan gas pada suhu tetap.

Menurut Hukum Boyle, proses isotermal dapat dinyatakan dengan persamaan :

pV = konstan atau p1V1 = p2V2

Dalam proses ini, tekanan dan volume sistem berubah sehingga persamaan W =

p ΔV tidak dapat langsung digunakan. Untuk menghitung usaha sistem dalam

proses isotermal ini digunakan cara integral. Misalkan, pada sistem terjadi

perubahan yang sangat kecil sehingga persamaan usahanya dapat dituliskan sebagai


12/22

7

Jika konstanta n R, dan besaran suhu (T) yang nilainya tetap dikeluarkan dari

integral, akan diperoleh :

W = nR T (lnV2 – lnV1) W = n RT ln (V2/V1) atau W = n RT ln (p2/p1)

2. Proses isokhorik

Gambar2.12.2.2DiagramProsesIsokhorik

Proses isokhorik adalah suatu proses perubahan keadaan gas pada volume tetap.

Menurut Hukum Gay-Lussac proses isokhorik pada gas dapat dinyatakan dengan

persamaan :

p/T = konstan atau p1/T1 = p2/T2

Oleh karena perubahan volume dalam proses isokhorik ΔV = 0 maka usahanya

W = 0.

3. Proses isobarik

Gambar2.12.2.3DiagramProsesIsobarik

Proses isobarik adalah suatu proses perubahan keadaan gas pada tekanan tetap.

Menurut Hukum Charles, persamaan keadaan gas pada proses isobarik dinyatakan

dengan persamaan :


13/22

8

V/T = konstan atau V1/T1 = V2/T2

Oleh karena volume sistem berubah, sedangkan tekanannya tetap, usaha yang

dilakukan oleh sistem dinyatakan dengan persamaan :

W = pΔV = p (V2 – V1)

4. Proses Adiabatik

Proses adiabatik adalah suatu proses perubahan keadaan gas di mana tidak ada

kalor (Q) yang masuk atau keluar dari sistem (gas). Proses ini dapat dilakukan

dengan cara mengisolasi sistem menggunakan bahan yang tidak mudah

menghantarkan kalor atau disebut juga bahan adiabatik.

Adapun, bahan-bahan yang bersifat mudah menghantarkan kalor disebut bahan

diatermik Proses adiabatik ini mengikuti persamaan Poisson sebagai berikut :

p Vγ = konstan atau p1 V1γ = p2 V2γ (1– 6)

Oleh karena persamaan gas ideal dinyatakan sebagai pV = nRT maka Persamaan

(9 – 4) dapat ditulis :

T1V1(γ –1) = T2 V2(γ – 1) (1 – 7)

Dengan γ = CP/CV = konstanta Laplace, dan CP/CV > 1. CP adalah kapasitas

kalor gas pada tekanan tetap dan CV adalah kalor gas pada volume tetap.

Gambar2.12.2.4DiagramProsesAdiabatik

Perhatikan diagram p – V pada Gambar di atas. Dari kurva hubungan p – V

tersebut, kita dapat mengetahui bahwa:

1. Kurva proses adiabatik lebih curam daripada kurva proses isotermal.


14/22

9

2. Suhu, tekanan, maupun volume pada proses adiabatik tidak tetap. Oleh karena

sistem tidak melepaskan atau menerima kalor, pada kalor sistem proses adiabatik

Q sama dengan nol.

Dengan demikian, usaha yang dilakukan oleh sistem hanya mengubah energi

dalam sistem tersebut. Besarnya usaha pada proses adiabatik tersebut dinyatakan

dengan persamaan berikut :

W= 3/2 nRT−T = 3/2 (p1 V1 − p2 V2) (1– 8)

2.12.3 Hukum Kedua Termodinamika

Gambar2.12.3IlustrasiHukumkeduaTermodinamika

Ada dua perumusan untuk Hukum kedua Termodinamika, yaitu :

1. Rumusan Kelvin – Planck

Menyatakan bahwa tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam

suatu siklus secara terus menerus, menerima kalor dari suatu reservoir dan

mengubah kalor tersebut seluruhnya menjadi usaha luar.

2. Rumusan Clausius

Menyatakan bahwa tidak mungkin membuat mesin yang bekerja menurut

satu siklus, mengambil kalor dari reservoir bersuhu rendah dan

memberikannya pada tandon bersuhu tinggi tanpa dilakukan kerja dari luar.

Hukum kedua termodinamika dirumuskan untuk menyatakan pembatasan-pembatasan

yang berhubungan dengan pengubahan kalor menjadi kerja, dan juga untuk menunjukkan


15/22

10

arah perubahan proses di alam. Dalam bentuknya yang paling umum, hukum kedua

termodinamika dirumuskan dengan mempergunakan suatu fungsi keadaan yang

disebut entropi.

Jika ∆ S as ialah perubahan entropi yangterjadi di alam semesta, maka bagi setiap

proses spontan berlaku, ∆S as > 0. Dengan memandang alam semesta itu sebagai sistem

dan lingkungan, maka dapat pula dikatakan bahwa untuk semua proses spontan berlaku,

∆S Sistem + ∆S lingkungan > 0 dengan ∆S sistem ialah perubahan entropi sistem dan ∆S

lingkungan ialah perubahan entropi lingkungan.

Ukuran penampilan dari sebuah mesin pendingin disebut koefisien performansi (diberi

lambang Cp). Koefisien performansi merupakan hasil bagi kalor Q2 yang dipindahkan dari

reservoir dingin dengan usaha W yang dibutuhkan untuk memindahkan kalor ini. Sehingga

dapat dirumuskan sebagai berikut :

=2

Dengan W = Q1 – Q2 sehingga :

=2

1 − 2

Dengan gas ideal sebagai fluida kerja, persamaan tersebut menjadi :

=2

1 − 2


16/22

11

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Penerapan Hukum kedua Termodinamika pada Kulkas

Gambar3.1Kulkas

Kulkas menjadi salah satu kebutuhan yang krusial bagi rumah tangga masyarakat Indonesia

di masa sekarang. Kulkas umumnya digunakan untuk menyimpan bahan makanan mentah, sayur-

sayuran, buah-buahan, minuman kaleng, dan es krim agar tidak membusuk, tahan lama, dan tetap

terjaga awet di dalam suhu yang telah dikondisikan.

3.2.1 Komponen-Komponen pada Kulkas

1. Kompresor

Kompresor merupakan bagian terpenting di dalam kulkas . Apabila di

analogikan dengan tubuh manusia, kompresor sama dengan jantung yang berfungsi

memompa darah ke seluruh tubuh begitu juga dengan kompresor. Kompresor

berfungsi memompa bahan pendingin keseluruh bagian kulkas .

· 2. Kondensor

Kondensor adalah alat penukar kalor untuk mengubah wujud gas bahan

pendingin pada suhu dan tekanan tinggi menjadi wujud cair. Jenis kondensor yang

banyak digunakan pada teknologi kulkas saat ini adalah kondensor dengan pendingin udara. Yang digunakan pada sistem refrigrasi kulkas kecil maupun


17/22

12

sedang. kondensor seperti ini memiliki bentuk yang sederhana dan tidak

memerlukan perawatan khusus .saat lemari es bekerja kondensor akan terasa hangat

bila dipegang.

· 3. Filter

Filter (saringan) berguna menyaring kotoran yang mungkin terbawa aliran bahan

pendingin yang keluar setelah melakukan serkulasi agar tidak masuk kedalam

konpresor dan pipa kapiler. Selain itu , bahan pendingan yang akan disalurkan pada

proses berikutnya lebih bersih sehingga dapat menyerap kalor lebih maksimal.

· 3. Evaporator

Evaporator berfungsi menyerap panas dari benda yang di masukkan kedalam

kulkas, kemudian evaporator menguapkan bahan pendingin untuk melawan panas

dan mendinginkannya. Sesuai fungsinya evaporator adalah alat penguap bahan

pendingin agar efektif dalam menyerap panas dan menguapkan bahan pendingin,

evaporator di buat dari bahan logam anti karat, yaitu tembaga dan almunium.

· 4. Thermostat

Thermostat memiliki banyak sebutan antara lain temperatur kontrol dan cool

control. Apapun sebutannya, thermostat berfungsi mengatur kerja kompresor

secara otomatis bedasarkan batasan suhu pada setiap bagian kulkas. Bisa dikatakan,

thermostat adalah saklar otomatis berdasarkan pengaturan suhu. Jika suhau

evaperator sesuai dengan pengatur suhu thermostat, secara otomatis thermostat

akan memutuskan listrik ke kompresor.

· 4. Heater

Hampir keseluruan kulkas nofrost dan sebagian kecil kulkas defrost dilengkapi

dengan pemanas ( heater ). Pemanas berfungsi mencairkan bunga es yang terdapat

di evaporator . selain itu pemanas dapat mencegah terjadinya penimbunan bunga

es pada bagian rak es dan rak penyimpan buah di bawah rak es.

· 5. Fan motor

Fan motor atau kipas angin berguna untuk menghembuskan angin . pada kulkas

ada dua jenis fan


18/22

13

1. Fan motor evaporator

Berfungsi menghembuskan udara dingin dari evaporator keseluruh bagian

rak (rak es , sayur ,dan buah).

2. Fan motor kondensor

Kipas angin ini diletakkan pada bagian bawah kulkas yang memiliki

kondensor yang berukuran kecil yang berfungsi mengisap atau mendorong

udara melalui kondensor dan kompresor . selain itu berfungsi mendinginkan

kompresor.

· 6. Overload motor protector

Adalah komponen pengaman yang letaknya menyatu dengan terminal

kompresor. Cara kerjanya serupa dengan sekering yang dapat menyambung dan

memutus arus listrik. Alat ini dapat melindungi komponen kelistrikan dari

kerusakan arus akibat arus yang dihasilkan kompresor melebihi arus acuan normal.

· 7. Bahan pendingin (Refrigerant)

Refrigerant adalah zat yang mudah diubah wujudnya dari gas menjadi cair,

ataupun sebaliknya. Jenis bahan pendingin sangat beragam. Setiap jenis bahan

pendingin memiliki karakteristik yang berbeda.


19/22

14

3.1.1 Prinsip Kerja pada Kulkas

Gambar3.1.1PrinsipKerjapadaKulkas

Kulkas adalah suatu unit mesin pendingin di pergunakan dalam rumah tangga, untuk

menyimpan bahan makanan atau minuman. Untuk menguapkan bahan pendingin di

perlukan panas.

Lemari es memanfaatkan sifat ini. Bahan pendingin yang digunakan sudah menguap

pada suhu -200C. panas yang diperlukan untuk penguapan ini diambil dari ruang

pendingin, karena itu suhu dalam ruangan ini akan turun. Penguapan berlangsung dalam

evaporator yang ditempatkan dalam ruang pendingin. Karena sirkulasi udara, ruang

pendingin ini akan menjadi dingin seluruhnya.

Lemari Es merupakan kebalikan mesin kalor. Lemari Es beroperasi untuk

mentransfer kalor keluar dari lingkungan yang sejuk kelingkungn yang hangat. Dengan

melakukan kerja W, kalor diambil dari daerah temperatur rendah TL (katakanlah, di dalam

lemari Es), dan kalor yang jumlahnya lebih besar dikeluarkan pada temperature tinggi

Th (ruangan).

Sistem lemari Es yang khas, motor kompresor memaksa gas pada temperatur tinggi

melalui penukar kalor (kondensor) di dinding luar lemari Es dimana Qh dikeluarkan dan

gas mendingin untuk menjadi cair. Cairan lewat dari daerah yang bertekanan tinggi ,

melalui katup, ke tabung tekanan rendah di dinding dalam lemari es, cairan tersebut


20/22

15

menguap pada tekanan yang lebih rendah ini dan kemudian menyerap kalor (QL) dari

bagian dalam lemari es. Fluida kembali ke kompresor dimana siklus dimulai kembali.

Lemari Es yang sempurna (yang tidak membutuhkan kerja untuk mengambil kalor

dari daerah temperatur rendah ke temperatur tinggi) tidak mungkina ada. Ini merupakan

pernyataan Clausius mengenai hukum Termodinamika kedua. Kalor tidak mengalir secara

spontan dari benda dingin ke benda panas. Dengan demikian tidak akan ada lemari Es

yang sempurna.

Jadi kesimpulannya, kulkas menggunakan penerapan Hukum kedua Termodinamika,

dan bisa dikatakan kulkas menggunakan salah satu konsep Termodinamika.

1. Cara Kerja Instalasi Mesin Kulkas

Setelah ke dalam kompresor diisi gas freon , maka gas itu dapat dikeluarkan kembali

dari silinder oleh kompresor untuk diteruskan ke kondensor, setelah itu menuju saringan,

setelah itu menuju ke pipa kapiler dan akan mengalami penahanan. Adanya penahanan ini

akan menimbulkan suatu tekanan di dalam pipa kondensor. Sebagai akibatnya gas tersebut

menjadi cairan di dalam pipa kondensor. Dari pipa kapiler cairan tersebut terus ke

evaporator dan terus menguap untuk menyerap panas. Setelah menjadi gas terus dihisap

lagi ke kompresor. Demilian siklus kembali terulang.

2. Jenis Aliran Udara Pendingin

Jenis aliran udara pada lemari es ada 2 macam :

Secara alamiah tanpa fan motor, di dalam lemari es udara dingin pada bagian atas

dekat evaporator mempunyai berat jenis lebih besar. Dari beratnya sendiri udara

dingin akan mengalir ke bagian bawah lemari es. Udara panas pada bagian bawah

lemari es karena berat jenisnya lebih kecil dan di desak oleh udara dingin dari atas,

akan mengalir naik ke atas menuju evaporator. Udara panas oleh evaporator

didinginkan menjadi dingin dan berat lalu mengalir ke bawah lagi. Demikianlah

terjadi terus menerus secara alamiah.

Aliran udara di dalam lemari es dengan di tiup oleh fan motor, lemari es yang

memakai fan motor, dapat terjadi sirkulasi udara dingin yang kuat dan merata ke

semua bagian dari lemari es. Udara panas di dalam lemari es dihisap oleh fan

motor lalu dialirkan melalui evaporator. Udara menjadi dingin dan oleh fan motor

di dorong melalui saluran atau cerobong udara, di bagi merata ke semua bagian

dalam lemari es.


21/22

16

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan dan hasil penelitian di atas, dapat disimpulkan sebagai berikut :

1.

Termodinamika adalah ilmu tentang energi, yang secara spesifik membahas tentang

hubungan antara energi panas dengan kerja.

2. Hukum-hukum termodinamika pada prinsipnya menjelaskan peristiwa

perpindahan panas dan kerja pada proses termodinamika.

3. Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Tidak ada bunyi untuk hukum

kedua termodinamika yang ada hanyalah pernyataan kenyataan eksperimental yang

dikeluarkan oleh kelvin-plank dan clausius.

4. Klasifikasi pada sistem dibagi 3, yaitu : sistem terbuka, sistem tertutum, dan sistem

terisolasi

5. Kulkas adalah salah satu contoh penerapan termodinamika di bidang teknologi

yang dapat kita temukan sehari-hari.

6. Prinsip kerja kulkas menerapkan hukum kedua termodinamika.

4.2 Saran

Berdasarkan pembahasan dan hasil penelitian di atas, penyusun menyarankan :

1.

Karena pembahasan pada Termodinamika termasuk banyak, maka bagi para

akademisi yang sedang menjalani pendidikan dan ingin lebih tau banyak hal tentang

Termodinamika, haruslah bekerja keras dalam memahami konsep Termodinamika,

khususnya dalam penerapan di berbagai bidang.

2.

Bagi pembimbing / pengajar ilmu fisika, makalah ini dapat diajarkan kepada pelajar

karena Termodinamika termasuk ke dalam materi ilmu fisika.

https://id.wikipedia.org/wiki/Panashttps://id.wikipedia.org/wiki/Kerja_(fisika)https://id.wikipedia.org/wiki/Termodinamikahttps://id.wikipedia.org/wiki/Termodinamikahttps://id.wikipedia.org/wiki/Kerja_(fisika)https://id.wikipedia.org/wiki/Panas


22/22

17

DAFTAR PUSTAKA

Wikipedia.org

Prinsipkerja.com

Kamus Istilah-Istilah Fisika

Sears, Zemansky, 1985 “Fisika untuk Universitas”, terj Binacipta

Micheal E. Browne, “Theory and Problem of Physics for Engineering and Scince” Schaum’s

Outline Series

Foster, Bob. 2003 “Fisika Terpadu 2” Jakarta : Erlangga

Tim Fisika SMK Teknik. 2005 “ Fisika Tingkat 2” Jakarta : PT Galaxy Puspa Mega

Putri, Intania. 2015 “Ringkasan Pintar Fisika SMA” Jakarta : Pustaka Ilmu Semesta

revisi tugas makalah.pdf

Documents