Hukum II termodinamika membatasi perubahan energi yang dapat terjadi dan yang tidak dapat terjadi. Hukum II termodinamika dapat dinyatakan dalam berbagai cara :
1. Pendapat Kelvin–Plank
Kalor tidak mungkin diubah seluruhnya menjadi usaha.
2. Pendapat Clausius (pernyataan mesin kalor)
Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam suatu siklus mengambil kalor dari reservoir suhu rendah dan memberikan pada reservoir suhu tinggitanpa memerlukan usaha dari luar.
3. Pernyataan aliran kalor
Kalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya.
4. Pernyataan entropi
Total entropi semesta tidak berubah ketika proses reversibel terjadi dan bertambah ketika proses irreversibel terjadi.
Mesin Kalor
Mesin kalor adalah suatu alat yang mengubah tenaga panas menjadi tenaga mekanik. Misalnya dalam mobil energi panas hasil pembakaran bahan bakar diubah menjadi energi gerak mobil. Kalian tahu ada gas yang dibuang dari knalpot mobil disertai panas. Tidak semua energi panas dapat diubah menjadi energi mekanik, ada energi yang timbul selain energi mekanik. Contoh lain adalah mesin pembangkit tenaga listrik tenaga panas bumi yang digunakan untuk mengubah air menjadi uap. Uap dialirkan melalui sebuah turbin sehingga turbin bergerak dan memutar generator sehingga timbul tenaga listrik.Secara sistematik usaha mesin kalor adalah usaha yang dilakukan empat tahap secara siklus
SIKLUS TERMODINAMIKA
Siklus Carnot
Siklus Carnot adalah proses dimana gas yang melakukan proses dapat dikembalikan ke keadaan semula (bersifat reversibel) tanpa kehilangan energi, sehingga gas dapat melakukan usaha kembali.
Mesin Carnot
Tidak ada mesin yang bekerja di antara dua tandon panas yang tersedia yang dapat lebih efesien daripada mesin reversible yang bekerja di antara kedua tandon tersebut
Siklus carnot disebut siklus ideal yang terdiri dari dua proses, yaitu :
- proses isotermik, yang terdiri dari proses pemuaian isotermis dan pemampatan isotermik
- proses adiabatik, yang terdiri dari proses pemuaian adiabatis dan pemampatan adiabatik.
Jika kita lihat siklus carnot terdiri dari 4 proses lengkap sebagai berikut :
Siklus Carnot merupakan dasar dari mesin ideal, yaitu mesin yang efisiensi tertinggi yang disebut dengan mesin Carnot.
Dalam prakteknya dikenal mesin kalor seperti motor bakar, diesel dan mesin uap. Pada siklus Otto terdiri dari proses adiabatis dan isokhorik, sedangkan pada siklus diesel terdiri dari 3 proses, yaitu proses adiabatis, isobarik dan isokhorik.
Efisiensi mesin Carnot
Mesin Pendingin (Referigator)
Refrigerator adalah mesin panas yang kerjanya berlawanan dengan sistem panas .Pada refrigerator usaha diberikan pada mesin untuk menyerap panas dari tandon dingin dan memberikan pada tandon panas. Mesin pendingin merupakan perlatan yang bekerja berdasarkan aliran kalordari benda dingin ke benda panas dengan melakukan usaha pada sistem.
Contoh mesin pendingin : lemari es (kulkas) dan pendingin ruangan (AC).
Skema kerja mesin pendingin atau refrigertor ditunjukkan pada Gambar berikut . Kita mengusahakan sebanyak mungkin kalor Qd yang dipindahkan dengan melakukan kerja sekecil mungkin.
Hukum termodinamika kedua untuk mesin pendingin Sebuah refrigerator tidak mungkin bekerja secara siklis tanpa menghasilkan efek lain di luar serapan panas dari benda dingin ke benda panas.
Mesin pendingin mempunyai koefisien daya guna (koefisien performasi) yang besarnya :
Hukum kedua termodinamika menyatakan adanya proses ireversible atau tidak dapat balik. Proses reversibel sebenarnya menunjukkan adanya tenaga mekanis yang hilang. Semua proses reversibel menuju ke ketidak teraturan. Misalkan sebuah kotak berisi gas kemudian kotak menumbuk dinding secara tidak elastis. Gerak gas dalam kotak menjadi tidak teratur, sehingga suhu gas naik. Gas menjadi kurang teratur dan kehilangan kemampuan untuk melakukanusaha.