B-C dan D-A proses adiabatik
Gambar 6. Mesin carnot Gambar 7. Siklus Carnot.
Sumber gambar: [3] Daftar Pustaka.
Mesin Carnot adalah mesin kalor hipotetis yang beroperasi dalam suatu siklus reversibel yang disebut siklus Carnot. Model dasar mesin ini dirancang oleh
Nicolas Léonard Sadi Carnot, seorang insinyur militer Perancis pada tahun 1824. Model mesin Carnot kemudian dikembangkan secara grafis oleh Émile Clapeyron
1834, dan diuraikan secara matematis oleh Rudolf Clausius pada 1850an dan 1860an. Dari pengembangan Clausius dan Clapeyron inilah konsep dari entropi
mulai muncul Wikipedia, 2013. Setiap sistem termodinamika berada dalam keadaan tertentu. Sebuah siklus
termodinamika terjadi ketika suatu sistem mengalami rangkaian keadaan-keadaan yang berbeda, dan akhirnya kembali ke keadaan semula. Dalam proses melalui
siklus ini, sistem tersebut dapat melakukan usaha terhadap lingkungannya, sehingga disebut mesin kalor.
Sebuah mesin kalor bekerja dengan cara memindahkan energi dari daerah yang lebih panas ke daerah yang lebih dingin, dan dalam prosesnya, mengubah
sebagian energi menjadi usaha mekanis. Usaha yang bermanfaat yang ditimbulkan mesin :
Usaha yang bermanfaat = kalor masuk – kalor keluar.
W = Q
1
- Q
2
Efisiensi mesin carnot dirumuskan :
; ingat Q = m . c . ΔT maka Q . Maka :
8. Hukum II Termodinamika
Gambar 8. Siklus Kebalikan Mesin carnot.
Sumber gambar: [4] Daftar Pustaka.
Hukum II Termodinamika memberikan batasan-batasan terhadap perubahan energi yang mungkin terjadi dengan dua bentuk rumusan Suparno, 2010.
a. Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam satu siklus, menerima kalor dari sebuah reservoir dan mengubah seluruhnya menjadi energi atau usaha luas Kelvin
Planck.
b. Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam suatu siklus mengambil kalor dari sebuah reservoir rendah dan memberikan pada reservoir bersuhu tinggi tanpa
memerlukan usaha dari luar Clausius. c. Pada proses reversibel, total entropi semesta tidak berubah dan akan bertambah ketika
terjadi proses irreversibel Clausius.
Pada refrigerator dikenal dengan adanya koefisien daya guna atau koefisien performansi K atau COP yang didefinisikan sebagai perbandingan kalor yang
diserap dari sumber reservoir dingin terhadap usaha Kerja yang diberikan mesin.
K = COP =
Pengertian Entropi
Dalam menyatakan Hukum Kedua Termodinamika ini, Clausius memperkenalkan besaran baru yang disebut entropi S. Entropi adalah besaran yang menyatakan
banyaknya energi atau kalor yang tidak dapat diubah menjadi usaha Daton, 2009: 140. Ketika suatu sistem menyerap sejumlah kalor Q dari reservoir yang memiliki
temperatur mutlak, entropi sistem tersebut akan meningkat dan entropi reservoirnya akan menurun sehingga perubahan entropi sistem dapat dinyatakan dengan persamaan
ΔS = QT tersebut berlaku pada sistem yang mengalami siklus reversibel dan
besarnya perubahan entropi ΔS hanya bergantung pada keadaan akhir dan keadaan awal sistem. Ciri proses reversibel adalah perubahan total entropi ΔS = 0 baik bagi
sistem maupun lingkungannya. Pada proses irreversibel perubahan entropi semesta ΔS
semestea
0 . Proses irreversibel selalu menaikkan entropi semesta.
d.
ΔS
sistem
+ ΔS
lingkungan
= ΔS
seluruhnya
