TERMODINAMIKA II ( Lanjutan...)

D. Kemampuan Gas dalam Menyerap/Melepaskan Kalor

1. Konsep kapasitas kalor gas 

Jika sejumlah gas menerima kalor sebesar Q sehingga suhunya naik sebesar T maka kapasitas kalor gas tersebut dirumuskan sebagai berikut:

Kapasitas kalor gas dapat diukur pada volume dan tekanan tetap.

a. Kapasitas kalor pada volume tetap (Cv) 

b. Kapasitas kalor gas pada tekanan tetap (Cp)

2. Tetapan Laplace untuk gas monoatomik dan gas diatomik
a. Tetapan Laplace  untuk gas ideal monoatomik

b. Tetapan Laplace untuk gas ideal diatomik

E. Siklus Carnot 

1. Pengertian siklus Carnot

      “Siklus adalah proses dari keadaan semula dan kembali ke keadaan semula lagi setelah gas melakukan usaha.”

    Pada tahun 1824, seorang insinyur berkebangsaan Prancis bernama Sadi Carnot (1796-1832) memperkenalkan metode baru untuk meningkatkan efisiensi suatu mesin berdasarkan siklus usaha yang selanjutnya disebut sebagai siklus Carnot. Siklus ini merupakan penggambaran dari suatu mesin kalor reversible (dapat bekerja bolak-balik). Jadi, siklus Carnot merupakan suatu siklus yang ideal. Pada siklus ini terjadi 2 proses isotermal dan 2 proses adiabatik. Berikut adalah gambar siklus Carnot.

2. Usaha yang dilakukan pada gas

Mengingat selama proses siklus Carnot sistem menerima kalor (Q1) dari reservoir bersuhu tinggi (T1) dan melepas kalor (Q2) ke reservoir bersuhu rendah (T2), maka usaha yang dilakukan oleh sistem menurut hukum termodinamika I adalah:

F. Efisiensi Suatu Mesin

1. Pengertian efisiensi mesin

         Efisiensi suatu mesin  adalah perbandingan usaha total (W) yang dilakukan terhadap kalor (Q) diserap oleh suatu mesin dalam satu siklus, dirumuskan sebagai berikut:

2. Nilai efisiensi suatu mesin

      Besarnya efisiensi suatu mesin tidak ada yang mencapai 100%, karena itu:

G. Hukum II Termodinamika dan Entropi

     1. Hukum II Termodinamika

     a. Menurut perumusan Kelvin-Planck

            “Tidak mungkin membuat suatu mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus,   memerima   kalor dari suatu reservoir dan mengubah seluruhnya menjadi usaha luar.’ 

     b. Menurut perumusan Clausius

            “Kalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya.” 

     c. Menurut perumusan Carnot

            “Mesin yang bekerja diantara reservoir yang bersuhu T1 dan reservoir yang bersuhu T2 dengan T1 > T2 memiliki efisiensi maksimum.”

      2. Entropi

           Entropi menyatakan ketidakteraturan suatu sistem. Entropi adalah ukuran banyaknya energi atau kalor yang tidak dapat diubah menjadi usaha. Besarnya entropi suatu sistem yang mengalami proses reversibel sama dengan kalor yang diserap dari lingkungannya (Q) dibagi dengan suhu mutlak sistem tersebut (T). Perubahan entropi diberi tanda S, maka:

Proses reversibel cirinya adalah perubahan total entropi (S=0) baik bagi sistem maupun lingkungannya. Sistem dan lingkungannya dinamakan semesta. Jadi, proses reversibel tidak mengubah total entropi semesta. Sedangkan pada proses irreversibel perubahan entropinya semesta > 0, dimana proses ini menaikkan entropi semesta.