Energi adalah kekal, tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan. D. Hukum termodinamika Konversi energi pada turbin
38
mesin yang rumit. Energi atau kerja langsung dapat ditransfer atau diterima peralatan tanpa peralatan tambahan.
4. Energi adalah kekal, tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan. D.4. Hukum termodinamika
D.4.1. Hukum termodinamika I
Hukum pertama termodinamika adalah hukum konversi energi, hukum ini menyatakan bahwa ENERGI TIDAK DAPAT DICIPTAKAN
ATAU DILENYAPKAN, energi hanya dapat diubah dari bentuk satu ke bentuk lainnya.
Gambar 2.29 Dinamika perubahan energi pada suatu benda kerja Hukum pertama Termodinamika dapat ditulis sebagai berikut ;
EP
1
+ EK
1
+ ED
1
+ EA
1
+ = EP
2
+ EK
2
+ ED
2
+ EA
2
+ Untuk sistem terbuka dimana ada pertukaran energi dan massa dari
sitem ke lingkungan atau sebaliknya, maka persamaan energi di atas dapat dijabarkan sebagai berikut
[ ]
[ ]
2 2
2 2
2 2
2 2
1 1
1 2
1 1
W V
p U
V m
mgZ Q
V p
U V
m mgZ
Δ +
+ +
+ =
Δ +
+ +
+
dengan [ pV + U] = H dapat dituliskan kembali menjadi
2 2
2 2
2 2
1 2
1 1
W H
V m
mgZ Q
H V
m mgZ
Δ +
+ +
= Δ
+ +
+
Q 2
1 2
1 1
Δ +
+ +
= H
V m
mgZ E
masuk
Q Δ
W Δ
EP
1
EK
1
ED
1
EA
1
EP
2
EK
2
ED
2
EA
2
Q Δ
W Δ
E
masuk
E
ke luar
Di unduh dari : Bukupaket.com
39 W
H V
m mgZ
E
kelua
Δ +
+ +
=
2 2
2 2
2
Jadi Hukum termo pertama dapat diutuliskan secara sederhana
dengan persamaan berikut untuk sistem terbuka
keluar masuk
E E
=
atau W
Q H
EK EP
Δ =
Δ +
Δ +
Δ +
Δ
Gambar 2.30 Proses perubahan energi pada sistem terbuka Jika Hukum termodinamika pertama dituliskan secara sederhana
untuk sistem tertutup, dimana massa tidak dapat melintas batas sistem, maka suku EP, EK dan EA dapat dihilangkan dari persamaan.
Persamaan dapat ditulis kembali menjadi:
U Δ
+ Δ
= Δ
+ Δ
+ Δ
+ Δ
W Q
pV EK
EP U
W Q
Δ +
Δ =
Δ Jadi untuk sistem tertutup persamaannya menjadi
U Δ
+ Δ
= Δ
W Q
Gambar 2.31 Proses perubahan energi pada sistem tertutup
E
masuk
E
ke luar
U Δ
W Δ
Q Δ
Di unduh dari : Bukupaket.com
40
D.4.2 Contoh-contoh aplikasi hukum termodinamika I
Hukum-hukum termodinamika yang sudah diuraikan di atas adalah sangat berguna dalam menganalisis persoalan mesin-mesin konversi
energi sederhana, sebagai contoh di bawah ini diuraikan pemodelan termodinamikanya.