Mesin kalor

Hukum kedua termodinamika terbagi menjadi 2 yaitu :

1. Untuk mesin kalor

” tidak mungkin mengubah semua kalor yang terdapat pada resevoir kalor temperatur tinggi menjadi kerja dalam sebuah siklus kerja tanpa membuang sebagian kalor ke reservoir kalor temperatur rendah” . Pernyataan ini dapat digambarkan sebagai berikut .

 

 Gambar 1 proses perubahan kalor menjadi kerja menurut hukum kedua termodinamika

Semua mesin kalor yang bekerja menghasilkan kerja (W) dengan mengkonversikan kalor dari sumber kalor yang lebih tinggi (Qh) pasti akan membuang sebagian kalor ke resevoir kalor yang lebih rendah temperaturnya (Ql). Artinya tidak semua kalor dapat diubah menjadi kerja, pasti ada kebocoran dan kerugian yang disebut efisiensi (η).

Contoh; sebuah motor bakar bensin membakar campuran udara dan bahan bakar dan menghasilkan kalor. Energi kalor ini tidak semuanya dapat diubah oleh mesin menjadi kerja (putaran poros), tetapi pasti ada sebagian yang dibuang ke lingkungan sekitar melalui pendingin mesin dan sisa gas buang. Proses konversi energi pada motor bakar menurut hukum kedua termodinamika dapat digambarkan sebagai berikut .

 

Gambar 2 proses konversi energi pada motor bakar menurut hukum kedua termodinamika

Efisiensi sistem dapat dihitung dengan membandingkan kerja yang dihasilkan dengan kalor yang diberikan atau dapat ditulis secara matematis .

 

2. Untuk mesin pendingin

” Tidak mungkin memindahkan kalor dari reservoir temperatur rendah ke reservoir temperatur tinggi dalam sebuah siklus kerja tanpa membutuhkan kerja dari luar sistem “. Hukum kedua termodinamika untuk mesin pendingin dapat digambarkan sebagai berikut.

 

 Gambar 3 proses pemindahan kalor dari reservoir temperatur rendah ke reservoir temperatur tinggi menurut hukum kedua termodinamika.

semua mesin pendingin memindahkan panas dari ruangan atau sumber panas yang lebih rendah ke sumber panas yang lebih tinggi membutuhkan kerja dari luar sistem. Pada dasarnya kalor berpindah dari temperatur tinggi ke temperatur rendah, jadi untuk membalik arah kalor atau memindahkan kalor dari sumber yang bertemperatur rendah ke daerah yang bertemperatur lebih tinggi dibutuhkan kerja tambahan (W).

Contoh; Lemari es mendinginkan ruangan di dalam lemari es dengan cara membuang kalor dari dalam lemari es ke luar ruangan (lingkungan). Temperatur di dalam lemari es lebih rendah dari pada temperatur di luar lemari es. Supaya lemari es dapat bekerja, maka lemari es membutuhkan kerja dari luar. Kerja ini diambil dari energi listrik yang digunakan untuk menggerakan kompressor pada mesin pendingin lemari es.

Inti dari hukum kedua termodinamika adalah setiap proses konversi energi selalu menghasilkan kerugian yang disebut efisiensi (η). Proses nyata disebut juga proses irreversibel atau proses yang tidak dapat kembali ke titik semula. Semua proses di alam adalah irreversibel.

 


source :

https://djukarna.wordpress.com/tag/mesin-kalor/