Hukum II Termodinamika

Kelompok John Dalton :

-Irgi Rama Sulistio

-Maulana Firman A

-Radja Samuel V.O

-Resyah Bayu F

Pengertian Termodinamika

Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = 'panas' and dynamic = 'perubahan') adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana hubungan termodinamika berasal.

Pada sistem di mana terjadi proses perubahan wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung). Karena alasan ini, penggunaan istilah "termodinamika" biasanya merujuk pada termodinamika setimbang. Dengan hubungan ini, konsep utama dalam termodinamika adalah proses kuasistatik, yang diidealkan, proses "super pelan". Proses termodinamika bergantung-waktu dipelajari dalam termodinamika tak-setimbang.

Karena termodinamika tidak berhubungan dengan konsep waktu, telah diusulkan bahwa termodinamika setimbang seharusnya dinamakan termostatik.

Menurut Arief MS, Termodinamika adalah suatu konsep mekanika perpindahan Energi. Misalnya panas, konsep perpindahan panas adalah panas secara spontan akan berpindah dari temperatur tinggi ke temperatur rendah.

BUNYI HUKUM II TERMODINAMIKA

“Hukum II termodinamika dalam menyatakan aliran kalorKalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya”

Arah Proses Termodinamika

Arah proses Termodinamika ada dua yaitu :

1.Proses termodinamika yang berlangsung 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.

2.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).

Rumus

Q = ∆U+W

Dengan ketentuan, jika:
Q(+) → sistem menerima kalor
OR → sistem melepas kalor
W(+) → sistem melakukan usaha
W(-) → sistem dikenai usaha
∆U(+) → terjadi penambahan energi dalam
∆U(-) → terjadi penurunan energi dalam

ΔU = Q − W


Keterangan :
ΔU = perubahan energi dalam (joule)
Q = kalor (joule)
W = usaha (joule)

Contoh dalam kehidupan

Sebagai contoh jika seekor beruang kutub tertidur di atas salju, maka salju di bawah tubuhnya 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.

Contoh soal
Sekarang mari kita selesaikan beberapa soal ini

1.Sistem mesin di bawah ini

secara spontan dialiri 1.200 J kalor dari reservoir menuju reservoir dingin yang masing-masing bersuhu 600K menuju dan 300K. Berapa    jumlah entropi dari sistem alat tersebut. (perubahan lain dianggap tidak ada)

Penyelesaian :

Jadi Diketahui adalah 

Q = 1.200 J, T1 = 600 K, T2  = 300 K.

Dan ditanyakan : ∆S_sistem  …?

Jawabannya :

Perubahan entropi reservoir panas: ∆S₁ = – Q₁/T = -1200/600 = -2 J/K

Perubahan entropi reservoir dingin: ∆S₂ = Q₂/T = 1200/300 = 4 J/K

Total perubahan entropi adalah : ∆S_sistem= ∆S1 + ∆S2 = -2 + 4 = 2 J/K

Sudah mengerti sedikit?  Jika belum jangan bersedih :) mari kita perdalam lagi. Lanjut ke nomor 2

2.sebuah kulkas memiliki koefisien performansi 6. Jika suhu ruang di lingkungan 28°C, maka suhu paling rendah kulkas tersebut berapa?

Penyelesaian :

Diketahui:

K_p = 6

T₁  = (28 + 273) K = 301 K

Ditanyakan : T₂ = …?

Jawabannya :

Koefisien performansi maksimum diperoleh sebagai berikut:

K_p  =  T₂ : (T₁ – T₂) dengan T₁ adalah suhu tinggi dan T₂ adalah suhu rendah.

Dari persamaan tersebut diperoleh :

K_p T₁ – K_p T₂ = T₂

K_p T₁ = T₂ (1+K_p)

T₂ = (K_p: (1+K_p)) x T₁

= (6 : (1+6)) (301)

= 258 K

= 258 K -273 = -15°C

Suhu paling rendah di dalam lemari es adalah  -15°C.

Nah sekarang pasti sudah mengerti, terus berlatih mengerjakan soal nya agar kamu bisa lebih mengerti,ayok lanjut ke nomor 4 !!!

Soal

1.lihat gambar dibawah

Suatu gas ideal mengalami proses siklus seperti pada gambar P − V di atas. Kerja yang dihasilkan pada proses siklus ini adalah....kilojoule.
A. 200
B. 400
C. 600
D. 800
E. 1000

2.lihat gambar dibawah ini.

Jika kalor yang diserap reservoir suhu tinggi adalah 1200 joule. Tentukan efisiensi mesin carrnot?

a. 20%

b. 30%

c. 45%

d. 40%

e. 50%