7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 1/20
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 2/20
Mesin kalorMesin yang dapat mengubah panas (heat) menjadi kerja
(work) pada proses siklis
Contoh : turbin uap
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 3/20
Pernyataan I
Tidak mungkin pada proses siklis mengubah seluruh panas
yang diserap sistem menjadi kerja yang dilakukan oleh
sistem
Pernyataan II
Tidak ada proses sendirian yang dapat mentransfer panas
dari suhu rendah ke suhu tinggi
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 4/20
Prinsip mesin kalor :
Sistem menyerap panas (Q H) pada suhu tinggi (melalui
hot reservoir) Sistem melakukan kerja (W) pada lingkungan
Sistem membuang panas (Q C) pada suhu rendah (melalui
cold reservoir)
Efisiensi termal
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 5/20
Siklus carnot
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 6/20
Teorema Carnot
Untuk sistem dengan 2 heat reservoir, tidak ada mesin yang
memiliki efisiensi termal lebih tinggi daripada mesin carnot
Efisiensi termal mesin carnot hanya dipengaruhi oleh level
suhu dan tidak dipengaruhi senyawa yang bekerja di dalam
mesin
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 7/20
Mesin carnot pada gas ideal
Langkah b→ c dan d→ a
Langkah a→ b dan c→ d
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 8/20
Sehingga
Contoh :
Perusahaan listrik dengan kapasitas 800 MW membangkitkan
steam pada suhu 585 K dan membuang panas ke sungai pada
suhu 295 K. Jika efisiensi termalnya 70% dari nilai maks,
berapa panas yang dibuang ke sungai (W)
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 9/20
Contoh 2 :
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 10/20
Siklus ideal carnot
Untuk sistem siklis reversibel
Perubahan
entropi
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 11/20
Entropi merupakan state function
Entropi tidak dipengaruhi lintasannya
Entropi didefinisikan sebagai ukuran ketidakteraturan
sistem
Entropi juga didefinisikan sebagai ukuran seberapa besar
energi termal tersebar atau dibagikan ke seluruh sistem
Ukuran entropi
T > maka entropi >
Entropi solid < entropi liquid < entropi gas
Ketika konsentrasi larutan berkurang maka entropi akan
naik
P < maka entropi >
Entropi naik dengan naiknya BM dan kompleksitas molekul
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 12/20
Untuk sistem tertutup reversibel
Dari definisi entalpi H = U + PV
untuk gas ideal
sehingga
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 13/20
Integrasikan
Hasil integrasi
dimana
Contoh :
Gas metan pada suhu 550 K dan tekanan 5 bar mengalami
ekspansi adiabatis reversibel menjadi 1 bar. Jika gas metan
diasumsikan gas ideal tentukan suhu akhir setelah ekspansi
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 14/20
∆ ≥ 0
Contoh :
Baja tuang 40 kg (Cp = 0,5 kJ/kg.K) pada suhu 723,15 K akan
didinginkan cepat menggunakan 150 kg minyak pada suhu298,15 K. Jika tidak ada panas yang hilang, tentukan entropi
baja tuang, minyak, dan entropi total
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 15/20
Entropy balance
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 16/20
Untuk steady state process flow ( massa dan entropy fluida
dalam control volume tetap)
Untuk massa dan entropi pada arus masuk dan keluar sama
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 17/20
Utk sistem steady state reversibel
Neraca energi
Jika energi kinetik dan energi potensial diabaikan
Untuk arus tunggal maka
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 18/20
Efisiensi kerja
Contoh :
Berapa kerja maksimum yang diperoleh pada proses steady-
state untuk 1 mol nitrogen (gas ideal) pada 800 K, tekanan 50bar. Tekanan dan suhu lingkungan adalah 1,0133 bar dan 300
K
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 19/20
W loss = kerja yang hilang sebagai akibat proses ireversibel
Jika suhu lingkungan To
7/23/2019 Hkm Termo 2
http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 20/20
Entropi absolut untuk senyawa berbentuk kristal sempurna
pada suhu 0 absolut adalah nol