Hukum Kedua Termodinamika berkaitan dengan transfer energi panas. Artinya menunjukkan pertukaran panas yang cenderung menyetarakan temperatur yang berbeda (kesetimbangan termal), yang terjadi secara spontan.
Prinsipnya adalah:
- Kalor berpindah secara spontan dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah.
- Setiap proses memiliki kerugian karena yield-nya selalu kurang dari 100%.
Itu dinyatakan dengan rumus berikut:
Dimana,
η: Hasil
QITU: panas yang disuplai oleh pemanasan
QB: kalor yang tidak diubah menjadi kerja
Hukum ini dibentuk dari studi Sadi Carnot (1796-1832). Didorong oleh Revolusi Industri, fisikawan Prancis mempelajari kemungkinan peningkatan efisiensi mesin.
Menganalisis Mesin termal, Carnot menemukan bahwa mereka lebih efisien ketika ada perpindahan panas dari suhu yang lebih tinggi ke suhu yang lebih rendah. Ini selalu terjadi dalam urutan itu, setelah semua transfer energi panas adalah proses yang tidak dapat diubah.
Ini berarti bahwa kerja bergantung pada transfer energi panas, mengingat bahwa tidak mungkin mengubah semua panas menjadi kerja.
Berdasarkan gagasan Carnot, Clausius dan Kelvin mendasarkan studi mereka pada Termodinamika.
Hukum Kedua Termodinamika terkait dengan konsep entropi. itu menyelesaikan Hukum Pertama Termodinamika, yang didasarkan pada prinsip kekekalan energi.
Siklus Carnot
Agar energi tidak selalu meningkat (mari kita bayangkan dalam kasus mesin), perlu bahwa pada titik tertentu ia kembali ke keadaan awal dan memulai kembali prosesnya. Prosesnya demikian siklik.
Sementara satu bagian bekerja pada suhu yang lebih tinggi, bagian lainnya bekerja pada suhu yang lebih rendah. Hal ini dimungkinkan menurut Hukum Kedua Termodinamika.
Siklus, dalam arah searah jarum jam, menyerap panas. Ini adalah kasus dengan mesin. Siklus, dalam arah berlawanan arah jarum jam, kehilangan panas. Ini adalah kasus dengan lemari es.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang Siklus Carnot.
Baca juga Termodinamika dan Rumus Fisika.
Latihan Soal
1. (UFAL-AL) Analisislah proposisi berikut:
( ) Mesin termal adalah sistem yang melakukan transformasi siklik: setelah menjalani serangkaian transformasi, ia kembali ke keadaan awal.
( ) Tidak mungkin membuat mesin kalor yang sepenuhnya mengubah kalor menjadi kerja.
( ) Kalor adalah suatu bentuk energi yang berpindah secara spontan dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah.
( ) Tidak mungkin membuat mesin termal yang memiliki efisiensi lebih tinggi daripada Mesin Carnot, yang beroperasi di antara suhu yang sama.
( ) Jika suatu gas menerima kalor 400 J dan melakukan usaha 250 J, energi dalamnya bertambah 150 J.
Semua proposisi adalah benar.
2. (CEFET-PR) Prinsip ke-2 Termodinamika dapat dinyatakan sebagai berikut: “Tidak mungkin membuat mesin operasi termal dalam siklus, satu-satunya efek yang menghilangkan panas dari sumber dan sepenuhnya mengubahnya menjadi kerja."
Dengan perluasan, prinsip ini membawa kita untuk menyimpulkan bahwa:
a) selalu memungkinkan untuk membuat mesin termal yang efisiensinya 100%;
b) setiap mesin termal hanya membutuhkan sumber panas;
c) kalor dan kerja bukanlah besaran yang homogen;
d) setiap mesin kalor mengambil panas dari sumber panas dan membuang sebagian panas itu ke sumber dingin;
e) hanya dengan sumber dingin, selalu dijaga pada 0°C, akan mungkin bagi mesin kalor tertentu untuk mengubah panas seluruhnya menjadi kerja.
Alternatif d: setiap mesin kalor mengambil panas dari sumber panas dan membuang sebagian panas itu ke sumber dingin;
3. (ENEM-MEC) Pendinginan dan pembekuan makanan bertanggung jawab atas sebagian besar konsumsi energi listrik di tempat tinggal biasa.
Untuk mengurangi kerugian termal lemari es, beberapa tindakan pencegahan operasional dapat diambil:
SAYA. Sebarkan makanan di rak meninggalkan ruang kosong di antara mereka, sehingga udara dingin dapat bersirkulasi ke bawah dan udara hangat ke atas.
II. Jaga dinding freezer dengan lapisan es yang sangat tebal, sehingga peningkatan massa es meningkatkan pertukaran panas di dalam freezer
AKU AKU AKU. Bersihkan radiator ("grid" di belakang) secara berkala agar minyak dan debu yang menempel di dalamnya tidak mengurangi perpindahan panas ke lingkungan.
Untuk lemari es tradisional, yang benar hanya menunjukkan,
a) operasi I
b) operasi II.
c) operasi I dan II.
d) operasi I dan III.
e) operasi II dan III.
Alternatif d: operasi I dan III.
Lihat juga: Latihan Termodinamika
