HUKUM TERMODINAMIKA II Thermodynamics: An Engineering Approach, 5th edition by Yunus A. Çengel and Michael A. Boles

Transkripsi

1 HUKUM ERMODINAMIKA II hermodynamics: An Engineering Approach, 5th edition by Yunus A. Çengel and Michael A. Boles

2 Hukum ermodinamika II Sistem a. Suatu benda pada temperatur tinggi, yang mengalami sentuhan dengan udara atmosfer bertemperatur, 0 pada akhirnya akan menjadi dingin mencapai temperatur sekillingnya yang jauh lebih besar. Sistem b. Udara bertekanan tinggi p i yang terdapat di dalam suatu tangki tertutup akan mengalir secara spontan ke sekelilingnya yang bertekanan lebih rendah, p 0 jika katup penghubungnya dibuka. Sistem c. Suatu massa yang tergantung pada kabel di ketinggian tertentu, z i akan jatuh bila dilepaskan. Saat mencapai dasar, maka energi potensial dari massa tersebut pada kondisi semula.

3 Hukum ermodinamika II Perumusan Kelvin: idak ada suatu proses yang hasil akhirnya berupa pengambilan sejumlah kalor dari suatu reservoar kalor tunggal dan mengkonversi seluruh kalor menjadi usaha. Perumusan Clausius: idak ada proses yang hasil akhirnya berupa pengambilan kalor dari reservoar kalor bersuhu rendah dan pembuangan kalor dalam jumlah yang sama kepada suatu reservoar yang bersuhu lebih tinggi.

4 Hukum ermodinamika II

5 Proses Reversibel reversibel: Suatu proses dikatakan Ireversibel jika kedua sistem maupun semua bagian sekelilingnya dapat kembali tepat kepada keadaan awalnya setelah proses berlangsung.

6 Proses Ireversibel Ireversibel: Suatu proses dikatakan Ireversibel jika sistem dan semua bagian sekelilingnya tidak dapat kembali tepat kepada keadaan awalnya setelah proses berlangsung.

7 SIKLUS CARNO

8 SIKLUS CARNO

9 INERAKSI SIKLUS DAYA DENGAN DUA RESERVOIR W siklus W H H siklus C H C H H W siklus H C

10 ENROPI

11 Pernyataan Clausius Perumusan Clausius: idak ada proses yang hasil akhirnya berupa pengambilan kalor dari reservoar kalor bersuhu rendah dan pembuangan kalor dalam jumlah yang sama kepada suatu reservoar yang bersuhu lebih tinggi.

12 KEIDAKSAMAAN CLAUSIUS Ketidaksamaan Clausius dapat diterapkan pada setiap siklus tanpa memperhatikan dari benda mana siklus tersebut mendapatkan energi atau ke mana siklus tersebut melepaskan energi melalui perpindahan kalor. δ mewakili perpindahan kalor pada batas sistem selama siklus berlangsung b 0 adalah temperatur absolut pada daerah batas sistem Subskrip b menunjukkan bahwa integral dihitung pada daerah batas sistem yang mengalami siklus menunjukkan bahwa integral dilakukan pada semua bagian batas sistem dan siklus secara keseluruhan

13 PENGEMBANGAN KEIDAKSAMAAN CLAUSIUS b res ' ; ' C W C de ' W W W C C b res C de W b res C b res C de W siklus b

14 PENGEMBANGAN KEIDAKSAMAAN CLAUSIUS σ siklus merupakan tingkat ketidaksamaan b siklus σ siklus = 0 (tidak ada ireversibilitas dalam sistem) σ siklus > 0 (timbulnya ireversibilitas dalam sistem) σ siklus < 0 (tidak mungkin)

15 PENGERIAN PERUBAHAN ENROPI siklus C A siklus C B B A 2 2 rev S S int 2 2 rev ds int

16 DAA ENROPI UNUK AIR DAN REFRIGERAN Data Keadaan Jenuh s ( x) s f xsg s f x( sg s f ) Data Cairan s(, p) s ( ) f

17 PENGGUNAAN GRAFIK ENROPI

18 PENGUNAAN PERSAMAAN ds Persamaan ds memunkinkan perhitungan entropi dilakukan dengan data yang lebih banyak dan lengkap. Persamaan ini juga diguakan untuk mengevaluasi perubahan entropi pada gas ideal. du W int rev int rev ds du pdv dh du d( pv ) Persamaan ds pertama du pdv dh Vdp ds dh Vdp Persamaan ds kedua ds du pdv ds dh vdp Persamaan ds kedua dalam basis massa ds du pdv ds dh vdp Persamaan ds kedua dalam basis mol

19 PENGUNAAN PERSAMAAN ds Contoh penggunaan ds dalam perubahan fase dari cairan jenuh ke uap jenuh pada temperatur dan tekanan konstan ds dh vdp ds dh s g s f h g h f

20 PERUBAHAN ENROPI GAS IDEAL ds dh p dv ds dh v dp Untuk Gas Ideal du c v d dh c p d pv R d ds cv ( ) R dv v d dp ds c p ( ) R cp ( ) cv R p 2 d v 2 s2 s cv ( ) R ln 2 d s2 s c p ( ) R ln v p p 2

21 PERUBAHAN ENROPI DALAM PROSES REVERSIBEL INERNAL ds int rev () ds int rev rev int 2 ds g ds f m g f ds m ( s g s f )