SEJARAH PENEMUAN TERMODINAMIKA

SEJARAH PENEMUAN TERMODINAMIKA

Istilah termodinamika sering kali kita dengar didalam kehidupan kita. Setiap perbendaharaan kata yang sering kita gunakan itu tentunya memiliki arti dan makna tersendiri. Begitupun kata termodinamika, seperti yang dikatakan oleh Widoyo. (2011:1), “Termodinamika (bahasa Yunani: thermos= ‘panas’ and dynamic= ‘perubahan’) adalah fisika energi, panas, kerja, entropi dan kespontanan proses”.

ILMUWAN PENDIRI TERMODINAMIKA

ILMUWAN PENDIRI TERMODINAMIKA

Rudolf Julius Emanuel Clausius (2 Januari 1822 – 24 Agustus 1888), adalah seorang fisikawan dan matematikawan Jerman. Ia merupakan salah seorang pendiri termodinamika. Sebagai ahli ilmu fisika teoritis, ia juga yang meneliti fisika molekul dan electrik.

ILMUWAN FISIKA TERMODINAMIKA

ILMUWAN FISIKA TERMODINAMIKA

Benjamin Thompson atau 'Count Rumford' (1753 – 1814) adalah penemu, ilmuwan, negarawan, dan tentara terkenal kelahiran Amerika. Benjamin Thompson dilahirkan di Woburn Utara, Massachusetts pada tanggal 26 Maret 1753 beragama Anglican. Ayahnya adalah seorang petani dan meninggal ketika Benjamin Thompson berumur 2 tahun. Ibunya, Ruth Simonds menikah lagi dengan Josiah Pierce pada bulan Maret 1976.

SIKLUS CARNOT DAN EFISIENSI

SIKLUS CARNOT DAN EFISIENSI

Siklus carnot erat kaitannya dengan kalor dan sebelumnya telah disinggung pada mata kuliah termodinamika. Siklus carnot merupakan sebuah siklus yang fungsinya untuk menganalisis suatu kerja mesin panas. Siklus ini ditemukan oleh Sadi Carnot, Seorang insinyur Perancis pada tahun 1842.

Siklus carnot merupakan salah satu siklus yang reversibel , artinya bahwa di dalam suatu sistem hampir selalu berada dalam keadaan setimbang. Siklus carnot sendiri terdiri dari 4 proses. 2 proses merupakan proses isotermal ( proses pada temperatur konstant ) , 2 proses lain merupakan proses adiabatik ( proses yang muncul tanpa perpindahan panas dan massa ). 4 proses tersebut adalah sbb :

Sumber : chemwiki.ucdavis.edu

1             1.1 Ekspansi Isothermal Reversible

Proses Isothermal pertama pada siklus carnot ini terjadi pada temperatur tinggi, zat akan mengalami ekspansi dan penyerapan kalor.

Dimana kalor Q₁ diserap dari reservoir kalor ( tempat kalor ) pada temperatur T₁ dan sistem bekerja. Reservoir dengan suhu yang tinggi akan menyentuh dasar silinder dan jumlah beban di atas piston berkurang. Temperatur sistem tetap, namun volume sistem bertambah selama proses berlangsung.

2.2 Ekspansi Adiabatic Reversible

Proses Adiabatik pertama ini terjadi zat akan mengalami ekspansi.

Dimana zat akan mengalami penurunan temperatur dari T₁ menjadi T₂ dan sistem bekerja. Tidak ada kalor yang keluar atau masuk ke dalam sistem saat proses berlangsung. Tekanan gas diturunkan dengan cara mengurangi beban yang ada di atas piston. Temperatur sistem akan turun dan volumenya bertambah.

3. Kompresi Isothermal Reversible

Proses Isothermal kedua ini terjadi pada temperatur rendah, zat akan mengalami kompresi dan kalor akan dilepaskan.

Dimana zat melepaskan kalor Q₂ ke reservoir dingin dengan temperatur T₂  dan sistem dikenai kerja. reservoir dengan suhu 200 K menyentuh dasar silinder dan jumlah beban di atas piston bertambah. Tekanan pada sistem meningkat, temperaturnya konstan, dan volume sistem menurun. Dari keadaan 3 ke keadaan 4, sejumlah kalor (Q₂) dipindahkan dari gas ke reservoir suhu rendah untuk menjaga temperatur sistem agar tetap.

4.3 Kompresi Adiabatic Reversible

Proses Adiabatik kedua zat akan mengalami kompresi.

Dimana zat akan dikembalikan ke keadaan semula, temperatur sistem akan berubah dari T₂menjadi T₁ dan sistem dikenai kerja. Jumlah beban di atas piston bertambah. Tidak ada kalor yang keluar atau masuk ke dalam sistem selama proses berlangsung, tekanan sistem meningkat, dan volumenya berkurang.

Dari keempat proses tadi akan terlihat di diagram PV sbb :

Sumber : chemwiki.ucdavis.edu

            Dapat disimpulkan dari keempat proses tadi temperatur dan volume akan berubah berdasarkan urutan proses.

Proses	Temperatur Sistem	Volume Sistem
Ekspansi Isothermal Reversible	Tetap	Bertambah
Ekspansi Adiabatic Reversible	Turun	Bertambah
Kompresi Isothermal Reversible	Tetap	Berkurang
Kompresi Adiabatic Reversible	Naik	Berkurang

Siklus carnot bekerja lalu kembali ke awal , dari penjelasan tersebut maka besaran termodinamika seperti energi dalam dan entalpi sistem proses adalah 0.

ΔUsiklus = 0

Kalor dan kerja pada siklus carnot di atas dapat di hitung dengan :

W_siklus = ΔQ_siklus = (Q₁ – Q₂)

Keterangan :

Q₁ = kalor yang diserap sistem

Q₂ = kalor yang dilepaskan sistem.

            Pada siklus carnot saat terjadi perubahan energi kalor menjadi energi mekanik ( usaha ) maka akan dapat iperoleh efisiensi mesin dengan melihat perbandingan besar usaha yang dilakukan (W) terhadap kalor yang diserap (Q₁).

Rumus dasar efisiensi :

η = efisiensi mesin.

Untuk menghitung usaha yang dilakukan selama siklus carnot W = Q₁ – Q₂  maka diperoleh persamaan :

Dalam mesin carnot , kalor Q₁   yang diserap besarnya sama dengan reservoir temperatur T_1 ,demikian juga dengan Q_2. Dari persamaan tersebut dapat di buat rumus sbb :

η : efisiensi mesin Carnot

T₁ : suhu reservoir bersuhu tinggi (K)

T₂ : suhu reservoir bersuhu rendah (K)

            Maka dapat diambil kesimpulan Efisiensi mesin carnot dapat ditingkatkan dengan menaikkan temperatur saat reservoir bertemperatur tinggi , atau menurunkan temperatur saat reservoir bertemperatur rendah.

Sumber :

http://pembangkit-uap.blogspot.com/2015/03/siklus-carnot-dan-efisiensi.html

MESIN BENSIN

MESIN BENSIN

Mesin bensin atau mesin Otto dari Nikolaus Otto adalah sebuah tipe mesin pembakaran dalam yang menggunakan nyala busi untuk proses pembakaran, dirancang untuk menggunakan bahan bakar bensin atau yang sejenis.

Mesin bensin berbeda dengan mesin diesel dalam metode pencampuran bahan bakar dengan udara, dan mesin bensin selalu menggunakan penyalaan busi untuk proses pembakaran.

SIKLUS DIESEL

SIKLUS DIESEL

Prinsip kerja mesin diesel mirip seperti mesin bensin. Perbedaannya terletak pada langkah awal kompresi alias penekanan adiabatik (penekanan adiabatik = penekanan yang dilakukan dengan sangat cepat sehingga kalor alias panas tidak sempat mengalir menuju atau keluar dari sistem.

APLIKASI TERMODINAMIKA DALAM KEHIDUPAN( MPG CAPS)

APLIKASI TERMODINAMIKA DALAM KEHIDUPAN( MPG CAPS)

        Di zaman modern ini, kebutuhan semakin meningkat dan harga semakin melunjak tinggi. Terutama BBM (Bahan Bakar Minyak) yang sekarang ini akan mengalami kenaikan. Hal ini di sebabkan karena harga minyak dunia naik oleh karena itu berdampak pada kenaikan BBM terutama di Indonesia.