Hukum II Termodinamika

Pernyataan-pernyataan Hukum II Termodinamika

            Terdapat dua pernyataan klasik dari hukum kedua termodinamika yang dikenal sebagai pernyataan Clausius dan penyataan Kelvin-Planck.

a.    Pernyatan Clausius:

”Tidak mungkin suatu proses dapat terjadi dengan sendirinya sehingga kalor diangkut dari tandon kalor suhu rendah ke tandon kalor suhu tinggi tanpa perubahan lain.”

Pernyataan ini pada dasarnya menyatakan bahwa untuk memindahkan kalor dari tandon dingin ke tandon kalor diperlukan kerja/usaha oleh ”sistem perantara”. Pernyataan ini berlaku untuk sebuah refrigerator (pompa kalor).

b.    Pernyataan Kelvin-Planck

”Tidak mungkin seluruh kalor yang diserap oleh suatu sistem seluruhnya diubah menjadi usaha/kerja”

Pernyataan ini pada dasarnya menyatakan bahwa perubahan kalor menjadi kerja tidak dapat terjadi 100%. Jadi selalu ada kalor yang terbuang.

        

Hukum yang didasarkan pada dua pernyataan ini disebut Hukum Kedua Termodinamika. Hukum ini merupakan hukum alam. Bahwa kerja dapat diubah menjadi kerja seluruhnya akan tetapi kalor tidak dapat diubah menjadi kerja secara keseluruhan. Peristiwa ini menunjukan kesatuarahan proses alam. Seandainya hukum kedua ini tidak benar maka orang akan menggerakan kapal dengan mengambil kalor dari lautan. Semua proses konstan dari alam dapat dipelajari dari hukum kedua ini. Kalor selalu mengalir dari suhu tinggi ke suhu yang rendah. Garam dapat larut dengan sendirinya tetapi garam tidak akan memisah dengan sendirinya dari air garam. Dan semuanya menunjukkan contoh proses ireversibel yang terjadi secara alami.

            Hukum II termodinamika dapat digunakan untuk menentukan prestasi teoritik terbaik dari sistem. Dengan membandingkannya terhadap prestasi sebenarnya, maka potensi perbaikan dapat diidentifikasi dengan menentukan ketakterbalikan sistem.

·         Proses Tak Terbalikkan:

Suatu proses dimana sistem dan seluruh sekeliling tidak dapat kembali ke tingkat keadaan awal. (Sistem mungkin dapat kembali ke tingkat awal, tapi sekeliling tidak). Semua proses nyata adalah proses tak terbalikkan.

Ketakterbalikkan: dalam (dalam sistem) dan luar (dalam sekeliling yang terdekat)

Ketakterbalikkan dapat didemonstrasikan dengan Pernyataan Kelvin Planck:

a)    Asumsi ada cara untuk sistem dan sekeliling kembali ke tingkat awal.

b)    Perhatikan bahwa akibat asumsi ini mungkin diperoleh siklus yang menyebabkan adanya kerja dari satu sistem reservoir termal.

c)    Karena siklus ini tidak mungkin ada, maka asumsi a adalah salah dan sistem tidak mungkin kembali ketingkat awal.

·         Proses Terbalikkan:

Ø  Suatu Proses dimana sistem dan sekeliling dapat kembali ke tingkat awal (suatu hipotesa)

Ø  Proses terbalikkan sebenarnya tidak ada, hanya merupakan proses ideal. Proses ideal diperlukan sehingga kita dapat membandingkan Proses yang sebenarnya dengan proses idealnya.

Ø  Proses terbalikan dalam: bila tidak terjadi ketidakterbalikkan dalam sistem, semua sifat intensif seragam dalam sistem setiap saat, proses tidak boleh terjadi secara spontan, proses quai-equilibrium: kesetimbangan semu. Diluar sistem (disekeliling) mungkin terjadi ketakterbalikan