Transcript hukum kedua termodinamika 1.1

Chapter 6
SECOND LAW OF THERMODYNAMICS
Pakhrur Razi
1
Outcome
2
B = 400 C
Q=100 kJ
Kalor mengalir dari A ke
B secara spontan.
A = 600 C
Termal
A = 600 C
Termal
Introduction
B = 400 C
Q=100 kJ
Mungkinkah
Kalor
mengalir dari B ke A
secara spontan.
Menurut HK 1 termodinamika yang merupakan representasi
dari konservasi energy kedua proses ini harusnya bisa terjadi
3
Introduction
• Jika beban dijatuhkan pengaduk
akan berputar fluida akan
panaskalor.
• energi potensial beban akan
berkurang dan energi internal dari
fluida akan naik.
Bagaimana dengan proses sebaliknya?
Mungkinkah menaikkan beban secara alami dengan
memberikan kalor kepada pengaduk?, walaupun ini tidak
melanggar hukum pertama termodinamika?
4
Introduction
Dari ilustrasi ini proses terjadi
dalam satu arah saja, tidak
untuk arah sebaliknya (reverse).
A = 600 C
Termal
Kesimpulan:
B = 400 C
Mengapa suatu peristiwa yang
sebenarnya tidak bertentangan
dengan suatu hukum 1 TDM
tidak juga dapat terjadi?
 Hukum Kedua termodunamika
5
Introduction
Kesimpulan:
Hukum pertama TDM konsen terhadap kuantitas energi
dan transpormasi energi dari satu
bentuk ke bentuk yang lain.
Hukum kedua TDM menentukan kualitas perubahan
energi selama proses terjadi.
6
Pernyataan Kelvin Plank&Clausius
Pernyataan Kelvin Plank, yaitu:
Tidak mungkin membuat suatu mesin
berkerja dalam satu siklus dimana
kalor yang diserap dari suatu
reservoir diubah seluruhnya menjadi
usaha luar tanpa melepaskan
sebahagian
kalor
tersebut
ke
reservoir kalor yang bersuhu rendah.
7
Pernyataan Kelvin Plank&Clausius
Pernyataan Clausius yaitu:
Tidak mungkin membuat suatu mesin
yang berberja dalam suatu siklus,
dimanan kalor yang diserap dari
suatu reservoir yang bersuhu rendah
dan dilepaskan kalor tersebut ke
reservoir kalor bersuhu tinggi tanpa
memerlukan usaha luar
8
Istilah dalam Termodinamika
Reservoir kalor (Thermal Reservoir) adalah suatu benda/zat
yang mempunyai kapasitas energi panas
yang besar. Artinya reservoir dapat
menyerap/ menyuplai sejumlah panas yang
tidak terbatas tanpa mengalami perubahan
temperatur.
Sink: reservoir yang menyerap energi kalor, dan memiliki
temperatur rendah dibandingkan dengan
lingkungan.
Source: adalah reservoir yang menyuplai energi kalor.
9
Mesin Kalor
Mesin Kalor : alat yang mengubah energi kalor menjadi
usaha
10
Prinsip kerja Mesin Kalor
Prinsip
kerja
menyerap
kalor
mesin
adalah
dari
sumber
(Source) yang bertemperature tinggi,
diubah
menjadi
usaha
luar
dan
membuang sisanya ke lingkungan
yang bertemperatur rendah(Sink)
11
Skematik mesin Uap
Prinsip kerja mesin adalah
uap
Air didihkan di Boiler uap
(panas+tekanan
tinggi)memutar turbin uap
daliri lg ke Kondenser  air
(dengan
melepas
kalor
ke
Sink) air diponpa kembali ke
Boiler.
12
Evisiensi Mesin Kalor

Efisiensi
Output
Input
𝐸𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛𝑠𝑖 𝑀𝑒𝑠𝑖𝑛 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 =
 
W
out 
Q
in
Q
in
Q
Q
in
𝑢𝑠𝑎ℎ𝑎 𝑙𝑢𝑎𝑟 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙𝑘𝑎𝑛
𝐾𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑚𝑎𝑠𝑢𝑘
out  1 
Q
Q
out  1  L
Q
Q
in
H
Kelvin-Plank tidak mungkin
𝜂 = 1 atau Qin = Wout
𝑊𝑜𝑢𝑡 = 𝑄𝑖𝑛 −𝑄𝑜𝑢𝑡
13
Simulasi effisiensi Mesin Kalor
14
Contoh
Contoh 1.
a. Usaha yang dihasilkan adalah
𝑊𝑜𝑢𝑡 = 𝑄𝐻 − 𝑄𝐿
𝑊𝑜𝑢𝑡 = 80𝑀𝑊 − 50𝑀𝑊 = 30𝑀𝑊
b. Effisiensi Mesin Kalor
𝜂=
𝑊𝑜𝑢𝑡
30𝑀𝑊
=
= 0.375 = 37.5%
𝑄𝐻
80𝑀𝑊
15
FINISH
16