Hukum ke 2 termodinamika

Hukum ke 2 termodinamika

Hukum kedua termodinamika dapat dinyatakan dengan dua formulasi sebagai berikut:

1.       Formulasi Kelvin-Planck

Tidak mungkin untuk membuat sebuah mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata mengubah energy panas yang diperoleh dari suatu sumber pada suhu tertentu seluruhnya menjadi usaha mekanik.

2. Formulasi Clausius

Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam satu siklus, mengambil kalor dari suatu reservoir rendah dan memberikannya ke reservoir suhu tinggi tanpa dilakukan usaha dari luar.

Hukum kedua termodinamika mengatakan bahwa aliran kalor memiliki arah. Dengan kata lain, tidak semua proses di alam adalah reversible (arahnya dapat dibalik). Jika kita berbaring di atas tumpukan salju, kalor dari tubuh kita akan dapat mencairkan salju, tetapi kita tidak dapat mengambil energi dari salju untuk menghangatkan tubuh kita. Dengan demikian, aliran energi kalor memiliki arah, yaitu dari panas ke dingin. Satu aplikasi penting dari hukum kedua termodinamika adalah studi tentang mesin kalor (carnot), seperti misalnya mesin bensin pada mobil dan prinsip-prinsip yang membatasi efisiensinya.

a.      Mesin Carnot

Mesin Carnot merupakan mesin panas yang didefinisikan sebagai mesin yang dapat mengubah energi panas menjadi energi mekanik.

Selain mesin Carnot, terdapat mesin-mesin lain yang digolongkan ke dalam mesin panas, antara lain mesin uap, mesin diesel, dan mesin jet.

Jika suatu gas yang mengalami siklus Carnot menerima kalor Q₁ dari reservoir bersuhu tinggi, dan melepas kalor Q₂ ke reservoir yang bersuhu rendah, usaha yang dilakukan oleh gas sesuai dengan hukum Termodinamika I sebagai berikut:

Siklus Carnot

Siklus Carnot dibatasi oleh garis lengkung isotherm dan dua garis lengkung adiabatik. Hal ini memungkinkan seluruh panas yang diserap ( input panas ) diberikan pada satu suhu panas yang tinggi dan seluruh panas yang dibuang ( panas output ) dikeluarkan pada satu suhu rendah. Siklus  Carnot     bekerja dengan mengubah kalor panas (heat) dan membuangnya dalam bentuk kalor dingin (cold)                         

Mesin Pemanas

            Mesin yang menggunakan siklus ini misalnya seperti mesin pemanas ruang dalam rumah seperti di negara-negara sub tropis pada musim dingin.