makalah hukum termodinaika kedua

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


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-


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”


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


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.


6/9

6br.7.


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


8/9

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


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

makalah hukum termodinaika kedua

Documents

Transcript of makalah hukum termodinaika kedua