LKPD pertemuan 7 Fisika

Pertemuan 7
" Hukum 2 Termodinamika

Hallo, bagaimana kabar kalian? semangat saat proses pembelajaran!

Tujuan pembelajaran : siswa diharapkan dapat menejelaskan atau memformulasikan hokum II termodinamika

Hari ini adalah sub materi terakhir yaitu Hukum 2 Termodinamika, submateri ini juga salah satu inti dari materi yang kita bahas yaitu Termodinamika. seperti biasa silahkan jawab pertanyaan di bawah ini sebelum dilanjutkan pada pembahasan materi.

Fill in the Blank

Bagaimana bunyi hukum 2 termodinamika yang dinyatakan oleh rudolf clausius?

,

.

,

Bunyi Hukum 2 Termodinamika

Hukum 2 termodinamika berbunyi

“setiap proses yang terjadi secara spontan akan selalu menyebabkan peningkatan entropi (S) alam semesta. Dengan kata sederhana, hukum tersebut menjelaskan bahwa entropi sistem yang terisolasi tidak akan pernah berkurang seiring waktu.”

Artinya Hukum kedua dengan jelas menjelaskan bahwa tidak mungkin mengubah energi panas menjadi energi mekanik dengan efisiensi 100 persen.

​Persamaan Hukum 2 Termodinamika

ΔS total > 0

Dimana ΔS total adalah perubahan entropi alam semesta.

  Entropi adalah ukuran keacakan sistem, atau ukuran energi atau kekacauan dalam sistem yang terisolasi. Hal ini dapat dianggap sebagai indeks kuantitatif yang menggambarkan kualitas energi.

Sementara itu, ada beberapa faktor yang menyebabkan peningkatan entropi sistem tertutup. Pertama, dalam sistem tertutup, ketika massanya tetap, terjadi pertukaran panas dengan lingkungan. Perubahan kandungan panas ini menimbulkan gangguan pada sistem sehingga meningkatkan entropi sistem.

Kedua, perubahan internal dapat terjadi pada pergerakan molekul-molekul sistem. Hal ini menyebabkan gangguan yang selanjutnya menyebabkan ireversibilitas di dalam sistem yang mengakibatkan peningkatan entropinya.

Terdapat 2 Hukum yang berbeda yaitu
Ada dua pernyataan tentang hukum kedua termodinamika, dan memang demikian

Pernyataan Kevin Planck

Tidak mungkin sebuah mesin kalor dapat menghasilkan jaringan dalam satu siklus lengkap, jika mesin tersebut menukar panas hanya dengan benda-benda pada suhu tunggal yang tetap.

Pengecualian:

Jika Q 2 =0 (yaitu, W net = Q 1 , atau efisiensi=1,00), 
mesin kalor menghasilkan kerja dalam satu siklus lengkap dengan menukar panas hanya dengan satu reservoir, sehingga melanggar pernyataan Kelvin-Planck.

Pernyataan Clausius

Tidak mungkin membuat perangkat yang beroperasi dalam siklus yang dapat memindahkan panas dari benda yang lebih dingin ke benda yang lebih hangat tanpa memerlukan usaha apa pun. Selain itu, energi tidak akan mengalir secara spontan dari benda bersuhu rendah ke benda bersuhu lebih tinggi. Penting untuk dicatat bahwa yang kami maksud adalah transfer energi bersih. Perpindahan energi dapat terjadi dari benda dingin ke benda panas melalui perpindahan partikel energik atau radiasi elektromagnetik.

Pernyataan Clausius

 Namun, perpindahan bersih akan terjadi dari benda panas ke benda dingin dalam setiap proses spontan. Dan suatu bentuk usaha diperlukan untuk mentransfer energi bersih ke benda panas. Dengan kata lain, kecuali kompresor digerakkan oleh sumber eksternal, lemari es tidak akan dapat beroperasi. Pompa kalor dan lemari es berfungsi berdasarkan pernyataan Clausius.

Pernyataan Clausius dan Kelvin sama-sama ekuivalen, yaitu perangkat yang melanggar pernyataan Clausius juga akan melanggar pernyataan Kelvin dan sebaliknya.

Selain pernyataan tersebut, seorang fisikawan Perancis bernama Nicolas Léonard Sadi Carnot, yang juga dikenal sebagai “bapak termodinamika”, memperkenalkan hukum kedua termodinamika. Namun dalam pernyataannya, ia menekankan penggunaan teori kalori untuk menjelaskan hukum tersebut. Kalori (cairan penolak diri) berkaitan dengan panas, dan Carnot mengamati bahwa sejumlah kalori hilang dalam siklus gerak.

​

​Bapak Termodinamika

Contoh Soal Hukum 2 Termodinamika

Sebuah pompa kalor menggunakan kerja 300 J untuk menghilangkan 400 J kalor dari reservoir bersuhu rendah. Berapa banyak panas yang dikirim ke reservoir bersuhu lebih tinggi?

Larutan:

W = 300 J

QC =  400 J

Q H =  W +  Q C

QH = 300 J + 400 J

QH = 700 J

Kalor yang dialirkan ke reservoir bersuhu lebih tinggi adalah 700 J

Bagaimana apakah pertanyaanmu terjawab? Jadi bunyi Hukum 2 Termodinamika, Rudolf Clausius menyatakan sebuah rumusan Clausius mengenai hukum termodinamika 2, yaitu kalor akan mengalir secara spontan dari benda yang bersuhu tinggi ke bersuhu rendah. Lalu, tidak mengalir spontan ke arah sebaliknya.

Bersiap-siap untuk penugasan pada submateri ini!!!



tetap semangat!

Fill in the Blank

Berapakah suhu reservoir dinginnya, jika suatu mesin Carnot menghasilkan daya 490 kW saat menyerap panas sebanyak 700 kJ per sekon dari reservoir panas dan suhu reservoir panas 1000K?

 

:

=

/

=

(

_

-

_

)

/

=

(

-

_

)

/

_

=

~

_

/

_

=

_

/

_

_

=

Fill in the Blank

Diketahui sebuah  efesiensi mesin Carnot adalah 65% dan reservoir bersuhu rendah memiliki suhu 30^OC. Berapa beserkah suhu reservoir yang lain?

:

=

(

_

-

_

)

/

_

%

,

=

(

_

-

)

/

_

_

=

,

Persiapkan Kesimpulan Kalian pada akhir pembelajaran.

Albert Einstein

"Nalar hanya akan membawa anda dari A menuju B, namun imajinasi mampu membawa anda dari A ke manapun."