2.3. Hukum Kedua Termodinamika
Hukum kedua termodinamika memberikan batasan-batasan tentang arah suatu proses, apakah proses tersebut reversible atau irreversible dan salah satu
akibat dari hukum kedua termodinamika adalah perkembangan dari suatu sifat fisik alam yang disebut entropi. Ada 2 rumusan umum mengenai hukum kedua
termodinamika yaitu pernyataan Clausius dan pernyataan Kelvin-Planck. Clausius menyatakan bahwa dalam suatu sistem tidak mungkin kalor dipindahkan dari
reservoar yang temperatur lebih rendah ke reservoar yang memiliki temperatur lebih tinggi. Kelvin-Planck menyatakan bahwa tidak mungkin sebuah sistem
siklus termodinamika menghasilkan sejumlah kerja sementara sistem hanya memperoleh kalor pada satu reservoar.
Entropi sangat
berperan penting
dalam konsep
hukum kedua
termodinamika. Entropi adalah adalah nilai suatu energi spesifik tiap satu satuan temperatur. Entropi pada suatu sistem termodinamika merupakan sebuah indikator
ketidak beraturan suatu sistem dalam skala mikroskopis. Suatu sistem tertutup yang diberi energi, nilai entropi pada sistem tersebut akan terus meningkat. Suatu
sistem akan selalu menuju ke dalam suatu kesetimbangan termal terhadap lingkungannya
hukum kenol
termodinamika, yaitu
dengan melalui
kesetimbangan entropi. Hal tersebut disebabkan oleh perubahan entropi sistem terhadap lingkungan. Kesetimbangan tersebut terjadi dengan berpindahnya entropi
pada sistem ke lingkungan. Berpindahnya entropi akan disertai dengan perpindahan panas.
Berdasarkan pernyataan pada hukum kedua termodinamika, R.J.E. Clausius menulis sebuah pertidaksamaan yang dikenal dengan nama Clausius Inequality.
Pertidaksamaan tersebut mengungkapkan sebuah proses reversible
atau irreversible sebagai berikut.
1. S
total
= S
system
+ S
suround
= 0 , maka proses tersebut reversible. 2.
S
total
= S
system
+ S
surround
0 , maka proses tersebut irreversible.
Dengan perubahan S
system
memiliki nilai positif dan perubahan
S
surround
memiliki nilai negatif.
2.4. Exergy
Kata exergy berasal dari bahasa Yunani yaitu ex dan ergon yang berarti dari from dan kerja work. Exergy dapat didefinisikan sebagai kerja maksimum
yang mampu dilakukan oleh suatu sistem terhadap lingkungan sekitar sistem. Umumnya, lingkungan dispesifikasikan oleh kondisi temperatur, tekanan, dan
komposisi kimia. Exergy suatu sistem akan meningkat jika terjadi kerja pada sistem. Exergy itu kekal hanya ketika semua proses dari sistem dan lingkungan
dalam keadaan reversible. Namun, exergy dapat dihancurkan bila terjadi sebuah proses irreversible. Seperti energi, exergy dapat berpindah melewati batas dari
sebuah sistem. Perpindahan exergy berlangsung bersama dengan perpindahan panas tergantung temperatur sistem terhadap temperatur lingkungan.
2.5. Analisis Exergy
Suatu laju exergy berkaitan dengan laju perpindahan panas
i
Q dapat
dihitung dengan persamaan 2.6.
i A
o x
2.6
A adalah luasan perpindahan kalor, T
o
adalah temperatur lingkungan, T adalah temperatur terjadinya perpindahan kalor. Ketika ada sebuah keseragaman
temperatur , persamaan 2.6 menjadi persamaan 2.7.
T T
Q E
o A
x
1 2.7
Dengan adalah nilai laju perpindahan kalor pada suatu luasan, T
o
adalah nilai temperatur lingkungan, dan T adalah nilai temperatur terjadinya perpindahan
kalor.
Kategori