hukum kedua termodinamika

HUKUM KEDUA TERMODINAMIKA
NANIK DWI NURHAYATI,S.SI, M.SI
nanikdn.staff.uns.ac.id
nanikdn.staff.fkip.uns.ac.id
[email protected]
081556431053 / (0271) 821585
 Telah menjadi kodrat manusia di dunia ini
bila sesuatu tersedia melimpah dan murah,
maka penggunaannya pun cenderung
boros/tidak memperhatikan efisiensi.
Hal tersebut berlaku dalam penggunaan di
bid energi terutama energi vital bagi
manusia dan pembangunan yaitu energi
listrik dan bahan bakar minyak (BBM).
 Di Indonesia,
telah lama terjadi.
Rakyat Indonesia dimanjakan dg biaya listrik dan
harga BBM murah, shg menimbulkan argumen
berada dalam jumlah melimpah. Secara tidak
langsung, menumbuhkan perilaku pola
konsumtif/boros dan tidak terkendali. Akibatnya
Indonesia diprediksi para ahli energi kurun waktu
15-20 th mendatang akan mengalami krisis energi.
 Prinsip dasar efisiensi energi adalah menggunakan
jumlah energi yang sedikit tetapi tujuan atau hasil
yang didapat sangat maksimal. Dalam upaya
efisiensi energi ini, di kaji pada hukum
Termodinamika.

Konsep Efisiensi dlm HukumTermodinamika
Untuk merancang sebuah perencanaan yang optimal dalam memanfaatkan energi,
berbagai konsep telah dikembangkan, yang salah satunya adalah dengan analisis
energi yang berdasarkan pada hukum Termodinamika.
energi tidak dapat
diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu
bentuk ke bentuk yang lain.
Disebutkan dalam hukum ke-1 Termodinamika bahwa
Dalam pendekatan hukum ke-1 ini, strategi efisiensi energi lebih cenderung pada
pemanfaatan sumber daya energi secara efisien. Efisien yang dimaksud disini
adalah penggunaan sumber-sumber energi disesuaikan dengan kualitas yang
dibutuhkan
Siklus Carnot




Carnot (1824) memperkenalkan suatu proses
sederhana ke dalam teori termodinamika yg sekarang
dikenal sebagai siklus Carnot
Carnot berusaha menjelaskan asas-asas fisis mendasar
yg menyangkut masalah efisiensi
Usaha Carnot ini adalah dasar pengetahuan tentang
termodinamika
Siklus Carnot dapat dilaksanakan dg sistem yg bersifat
apapun (padat, cair, gas, zat paramagnetik)
Diagram T-S


Pada gambar diatas, terlihat siklus Carnot a-b-c-d-a
dalam diagram T-S
Luas kawasan yg dikelilingi oleh kurva menyatakan
siklus Carnot adalah panas total yg masuk atau keluar
sistem
Siklus Carnot utk Gas Sempurna


Zat melakukan proses siklis yg terdiri dari 2 isoterm dan 2 adiabat
Dimulai dari a kembali ke a:
–
–
–
–
Ekspansi isotermal dari a ke b pada
suhu T1, panas Q1 masuk dan usaha
dilakukan oleh sistem
Ekspansi adiabatik dari b ke c, suhu
turun menjadi T2 dan usaha
dilakukan oleh sistem
Pemampatan isotermal pd suhu T2
dari c ke d. Panas Q2 keluar dari
sistem dan usaha dilakukan thp
sistem
Pemampatan adiabatik dari d ke a,
suhu naik menjadi T1 dan usaha
dilakukan thp sistem
p
Q1
a
b
T1
c
d
Q2
T2
V
MESIN CARNOT
7
qin
TA
P
1
2
w
4
qout
TB
V1
V4
Proses Adiabatik
 23
41
 Proses Isotemal
 12
 34

3
V
V2 V3
Perumusan Kelvin: Tidak ada suatu
proses yang hasil akhirnya berupa
pengambilan sejumlah kalor dari suatu
reservoar kalor dan mengkonversi seluruh
kalor menjadi usaha
Perumusan Clausius: Tidak ada proses yang
hasil akhirnya berupa pengambilan kalor dari
reservoar kalor bersuhu rendah dan pembuangan
kalor dalam jumlah yang sama kepada suatu
reservoar yang bersuhu lebih tinggi.
Efisiensi:
= W/Q dgn W = Q1 + Q2 dan Q = Q1
= (Q1 + Q2)/ Q1
= (T1 – T2)/ T1
 Kesimpulannya 
 tdk ada mesin lain yg mempunyai efisiensi
termal lebih tinggi dari mesin Carnot bila
keduanya beroperasi antara sepasang reservoir
dg suhu tiap reservoir yang bersangkutan sama
 tdk ada mesin pendingin yg mempunyai
koefisien penampilan (COF) yg lebih tinggi dari
pada mesin pendingin Carnot bila keduanya
beroperasi antara sepasang reservoir dg suhu
tiap reservoir yg bersangkutan sama
Refrigerator dan heat pump
Refrigerator dan heat pumps pada dasarnya merupakan peralatan
yang sama.
Refrigerator dan heat pumps berbeda hanya pada tujuannya saja.
 Tujuan dari refrigerator adalah mengambil kalor (QL) dari
medium bersuhu rendah (mempertahankan ruang pendingin
tetap dingin)
 Tujuan dari heat pump adalah mensuplai kalor (QH) ke
medium bersuhu tinggi (mempertahankan ruang pemanas tetap
panas)
COP (coefficient of performance) : Refrigerator
and heat pump
COP mesin panas = Q/ -W = Q1/ -W =Q1/-(Q1 + Q2)
= T1/ (T1 – T2)
COP mesin dingin = Q2 / -W =Q2/-(Q1 + Q2)
= T2/ (T1 – T2)
TERIMA KASIH
mATuR
sUwUN