PEMBAHASAN

A. Mesin CarnotMenurut hukum II Termodinamika, tak mungkin didapatknan mesin panas yang bekerja antara dua tandon panas dengan efisiensi 100 persen. Carnot menemukan bahwa semua mesin reversibel yang bekerja antara dua tandon panas mempunyai efesiensi yang sama dan bahwa tidak ada mesin yang dapat mempunyai yang lebih besar daripada efesiensi mesin reversibel. Hasil ini dikenal sebagai teorema Carnot yaitu :tidak ada mesin yang bekerja di antara dua tandon panas yang tersedia yang dapat lebih efesien daripada mesin reversibel yang bekerja di antara kedua tandon itu.Beberapa syarat yang diperlukan agar proses bersifat reversibel:

1. Tidak ada energi mekanik yang dapat hilang karena gesekan, gaya viskos, atau gaya disipatif lain yang menghasilkan panas.

2. Tidak ada konduksi panas karena beda temperatur.3. Proses harus kuasi-statik agar sistem selalu dalam keadaan setimbang (atau sangat dekat dengan keadaan setimbang).Tiap proses yang melanggar salah satu kondisi diatas merupakan proses irriversibel.

Kebanyakan proses yang terjadi di alam bersifat irriversibel. Carnot, dalam tahun 1824, adalah orang yang pertama kali memperkenalkan suatu proses siklik kedalam teori termodinamika yang sekarang dikenal sebagai siklus Carnot. Carnot terutama sekali tertarik di dalam meningkatkan mesin uap. Usaha Carnot ini dapat dikatakan sebagai landasan pengetahuan tentang termodinamika.Siklus Carnot dapat dilaksanakan dengan system yang bersifat apapun. Boleh zat padat, cair atau gas, atau juga saput permikaan (surface film), atau zat paramagnetic. Bahkan system boleh juga mengalami perubahan fase selama siklus tersebut. Dan mesin reversibel yang memakai gas ideal sebagai zat kerjanya , dikenal dengan istilah yaitu siklus Carnot. B. Siklus CarnotTahun 1824 Sadi Carnot menunjukkan bahwa mesin kalor terbalikkan adengan siklus antara dua reservoir panas adalah mesin yang paling efisien. Siklus Carnot terdiri dari proses isotermis dan proses adiabatis.Proses a-b : ekaspansi isotermal pada temperatur Th (temperatur tinggi). Gas dalam keadaan kontak dengan reservoir temperatur tinggi. Dalam proses ini gas menyerap kalor Th dari reservoir dan melakukan usaha Wab menggerakkan piston.Proses b-c : ekaspansi adiabatik. Tidak ada kalor yang diserap maupun keluar sistem. Selama proses temperatur gas turun dari Th ke Tc (temperatur rendah) dan melakukan usaha Wab .Proses c-d : kompresi isotermal pada temperatur Tc (temperatur tinggi). Gas dalam keadaan kontak dengan reservoir temperatur rendah. Dalam proses ini gas melepas kalor Qc dari reservoir dan mendapat usaha dari luar Wcd.Proses d-a : kompresi adiabatik. Tidak ada kalor yang diserap maupun keluar sistem. Selama proses temperatur gas naik dari Tc ke Th dan mendapat usaha Wda .Efisiensi dari mesin kalor siklus Carnot := W/Qh = 1 - Qc /Qhkarena Qc /Qh = Tc /Th (buktikan)maka

= 1 - Tc /Th

C. Penerapan Mesin Carnot Pada Lemari EsAdalah 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). 1. Komponen-komponen yang terdapat dalam lemari es (kulkas) :

a. 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, berfungsi memompa bahan pendingin keseluruh bagian kulkas.

Kompresor

b. Kondesor

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 sedang. Kondensor seperti ini memiliki bentuk yang sederhana dan tidak memerlukan perawatan khusus. Saat lemari es bekerja kondensor akan terasa hangat bila dipegang.

Kondensor

c. Filter

Filter (saringan) berguna menyaring kotoran yang mungkin terbawa aliran bahan pendingin setelah melakukan sirkulasi. Sehingga tidak masuk kedalam kompresor dan pipa kapiler. Selain itu, bahan pendingan yang akan disalurkan pada proses berikutnya lebih bersih sehingga dapat menyerap kalor lebih maksimal.

Filter

d. 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.

Evaporatore. 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. Thermostat biasanya disebut saklar otomatis yang bekerja berdasarkan pengaturan suhu. Jika suhu evaperator sesuai dengan pengatur suhu thermostat, secara otomatis thermostat akan memutuskan listrik ke kompresor.

Thermostat

f. Heater Hampir keseluruan kulkas nofrost dan sebagian kecil kulkas defrost dilengkapi dengan pemanas (heater). Pemanas berfungsi mencairkan bunga es yang terdapat di evapurator. Selain itu pemanas dapat mencegah terjadinya penimbunan bunga es pada bagian rak es dan rak penyimpan buah di bawah rak es.

Heaterg. Fan MotorFan motor atau kipas angin berguna untuk menghembuskan angin . Pada kulkas ada dua jenis fan, yaituFan Motor Evaporator, yang berfungsi menghembuskan udara dingin dari evaporator keseluruh bagian rak (rak es , sayur ,dan buah), danFan Motor Kondensor yaitu kipas angin ini diletakkan pada bagian bawah kulkas yang memiliki kondensor yang berukuran kecil. Kipas angin ini berfungsi mengisap atau mendorong udara melalui kondensor dan kompresor. Selain itu berfungsi juga untuk mendinginkan kompresor.

Fan Motorh. Overload motor protectorOverload 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, akibat arus yang dihasilkan kompresor melebihi arus acuan normal.

Overload Motor Protector

i. 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.2. Cara kerja Lemari EsCara kerja lemari es dapat dilihat dari diagram siklus termodinamika berikut:

Sistem kerja lemari es dimulai dari bagian kompresor sebagai jantung kulkas yang berfungsi sebagai tenaga penggerak. Pada saat dialiri listrik, motor kompresor akan berputar dan memberikan tekanan pada bahan pendingin.Bahan pendingin yang berwujud gas apabila diberi tekanan akan menjadi gas yang bertekanan dan bersuhu tinggi.

Dengan wujud seperti itu, memungkinkan refrigerant mengalir menuju kondensor. Dan disaring oleh Dryer / Filter. Pada titik kondensasi, gas tersebut akan mengembun dan kembali menjadi wujud cair, Refrigerant cair bertekanan tinggi akan terdorong menuju pipa kapiler. Dengan begitu refrigerant akan naik ke evaporator akibat tekanan kapilaritas yang dimiliki oleh pipa kapiler.

Saat berada di dalam evaporator, refrigerant cair akan menguap dan wujudnya akan kembali menjadi gas yang memiliki tekanan dan suhu yang sangat rendah. Akibat dari proses tersebut, udara yang berada di sekitar evaporator akan menjadi bersuhu rendah dan akhirnya terkondensasi menjadi wujud cair. Pada kondisi yang berulang akan memungkinkan udara tersebut akan membeku dan akan menjadi butiran-butiran es. Hal tersebut terjadi pada benda ataupun air yang dengan sengaja diletakkan pada sekitar evaporator.

3. Jenis Aliran Udara PendinginJenis aliran udara pada lemari es ada 2 macam :a. 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.b. 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.PENUTUP

A. KesimpulanPenerapan Hukum II Termodinamika dalam kehidupan sehari-hari begitu banyak, mulai dari yang sederhana hingga yang kompleks. Mesin kalor merupakan salah satu aplikasi dari rumusan Kelvin-Plank. mesin kalor adalah suatu alat yang mempertukarkan kalor dengan lingkungannya dan melakukan usaha berulang-ulang secara terus-menerus dalam suatu rangkaian proses atau siklus. Bagian dari mesin kalor itu sendiri menyangkut juga tentang mesin bensin dan mesin diesel yang aplikasinya dapat kita rasakan setiap hari contohnya adalah kendaraan bermotor (sepeda motor, mobil, dll).Selain itu, penerapan hukum II Termodinamika juga dimanfaatkan untuk mesin-mesin pendingin, Refrigerator yang merupakan aplikasi dari pernyataan Clausius. Mesin pendingin merupakan kebalikan dari mesin kalor. Mesin pendingin adalah hasil refrigasi atau proses perputaran refrigan, tentu saja refrigan tidak akan berputar sendiri. Tanpa ada usaha dari luar.B. Saran

Besar harapan tim penyusun agar makalah ini dapat menjadi inspirasi bagi semua pihak. Sebagai seorang calon guru yang mana nantinya akan menghadapi Perkembangan kemajuan teknologi yang semakin pesat, maka kiranya makalah ini dapat membantu pembaca khususnya yang akan menjadi seorang guru sebagai bacaan yang sekiranya mampu menuntun para guru dalam memberikan pelajaran bagi para muridnya dengan mengembangkan sains sebagai bagian dari pemecahan masalah perkembangan zaman yang semakin kompleks.DAFTAR PUSTAKA

http://allaboutmethod.blogspot.com/2012/08/cara-kerja-kulkas.html

http://achmadjuprijulianto.blogspot.com/2013/02/httpid.htmlhttp://fisika66.wordpress.com/2011/04/14/cara-kerja-lemari-es-kulkas/http://enha-dhiyauralvy.blogspot.com/2012/06/penerapan-hukum-2-termodinamika.html?m=1

1