TERMODINAMIKA II

(@KEL-NO2)

ABSTRAK

Proses termodinamika  jika kita tinjau sebuah gas nitrogen yang dicairkan, dengan melakukan kompresi  terhadap gas tersebut sampai pada tekanan yang sangat tinggi sambil tetap menjaga agar suhu konstan kemudian mengisolasi gas tersebut danmembiarkannya berekspansi. Pada saat berekspansi ke suhu yang lebih dingin itulah gas akan mulai mencair. Proses termodinamika didasarkan pada hukum-hukum termodinamika antara  lain hukumke-nol, hukumpertama dan hukum kedua. Beberapa variable termodinamika yang penting kita kenal sebelum dirumuskannya hukum-hukum termodinamika antara lain adalah :  tekanan (P), Volume (V), suhu (T), Entropi (S), kalor/ panas (Q), kerja (W), dan energy dalam (U). Beberapa konstanta yang lain adalah : kalor jenis ( c ), tetapan gas ( R ) dan lain-lain.

KATA KUNCI : Termodinamika II

PENDAHULUAN

hukum termodinamika kedua menyebutkan bahwa adalah tidak mungkin untuk membuat sebuah mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata mengubah energi panas yang diperoleh dari suatu reservoir pada suhu tertentu seluruhnya menjadi usaha mekanik. Hukum kedua termodinamika mengatakan bahwa aliran kalor memiliki arah; dengan kata lain, tidak semua proses di alam semesta adalah reversible (dapat dibalikkan arahnya). Sebagai contoh jika seekor beruang kutub tertidur di atas salju, maka salju di bawah tubuh nya akan mencair karena kalor dari tubuh beruang tersebut. Akan tetapi beruang tersebut tidak dapat mengambil kalor dari salju tersebut untuk menghangatkan tubuhnya. Dengan demikian, aliran energi kalor memiliki arah, yaitu dari panas ke dingin. Satu aplikasi penting dari hukum kedua adalah studi tentang mesin kalor.

PEMBAHASAN

1.      ARAH PROSES

Proses termodinamik yang berlanggsung secara alami seluruhnya disebut proses ireversibel (irreversibel process). Proses tersebut berlanggsung secara spontan pada satu arah tetapi tidak pada arah sebaliknya. Contohnya kalor berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah.

Proses reversibel adalah proses termodinamik yang dapat berlanggsung secara bolak-balik. Sebuah sistem yang mengalami idealisasi proses reversibel selalu mendekati keadaan kesetimbangan termodinamika antara sistem itu sendiri dan lingkungannya. Proses reversibel merupakan proses seperti-kesetimbangan (quasi equilibrium process).

2.      HUKUM II TERMODINAMIKA

·         Jika tidak ada kerja dari luar, panas tidak dapat merambat secara spontan dari suhurendah ke suhu tinggi (Clausius)2.

·         Proses perubahan kerja menjadi panas merupakan proses irreversible jika tidak terjadi proses lainnya (Thomson-Kelvin-Planck)3.

·         Suatu mesin tidak mungkin bekerja dengan hanya mengambil energi dari suatusumber suhu tinggi kemudian membuangnya ke sumber panas tersebut untukmenghasilkan kerja abadi (Ketidakmungkinan mesin abadi)4.

·         Mesin Carnot adalah salah satu mesin reversible yang menghasilkan daya palingideal. Mesin ideal memiliki efisiensi maksimum yang mungkin dicapai secara teoritis

3.      Entropi

Termodinamika menyatakan bahwa proses alami cenderung bergerak menuju ke keadaan ketidakteraturan yang lebih besar. Ukuran ketidakteraturan ini dikenal dengan sistem entropi. Entropi merupakan besaran termodinamika yang menyerupai perubahan setiap keadaan, dari keadaan awal hingga keadaan akhir sistem. Semakin tinggi entropi suatu sistem menunjukkan sistem semakin tidak teratur. Entropi sama seperti halnya tekanan dan temperatur, yang merupakan salah satu sifat dari sifat fisis yang dapat diukur dari sebuah sistem. Apabila sejumlah kalor Q diberikan pada suatu sistem dengan proses reversibel pada suhu konstan, maka besarnya perubahan entropi sistem adalah :

dengan:

ΔS= perubahan entropi ( J/K)
Q= kalor ( J)
T = suhu (K)

4.      Mesin Pendingin

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. Contohnya, pada lemari es (kulkas) dan pendingin ruangan (AC). Bagan mesin pendingin dapat dilihat pada gambar berikut.

Ukuran kinerja mesin pendingin yang dinyatakan dengan koefisien daya guna merupakan hasil bagi kalor yang dipindahkan dari reservoir bersuhu rendah Q2 terhadap usaha yang dibutuhkan.

dengan:

K_p = koefisien daya guna
W = usaha yang diperlukan ( J)
Q₁ = kalor yang diberikan pada reservoir suhu tinggi ( J)
Q₂ = kalor yang diserap pada reservoir suhu rendah ( J)
T₁ = suhu pada reservoir bersuhu tinggi (K)
T2 = suhu pada reservoir bersuhu rendah (K)

DAFTAR PUSTAKA

Anggraeni, P. M., Nauvala, J., 2017. Hukum Kedua Termodinamika. Sumber :

https://www.academia.edu/32928607/TERMODINAMIKA_HUKUM_KEDUA_TERMODINAMIKA

https://oktetkimiacgmail.wordpress.com/2017/12/10/hukum-ii-termodinamika/

https://ardra.biz/sain-teknologi/ilmu-kimia/hukum-termodinamika-kedua/

https://fisikazone.com/hukum-ii-termodinamika/