Rss

Siklus Bryton

Mendapatkan persamaan efisiensi dan daya efektif

Atau dengan kata lain, siklus Brayton udara standar ideal. Siklus ini sering dikembangkan pada aplikasi turbin gas. Dan prosesnya yang paling sederhana dan ideal menggunakan udara ideal, dimodelkan oleh seorang ilmuwan bernama Brayton pada tahun 1873.

Dengan melibatkan kompresi dan ekspansi pada entropi konstan, disertai penambahan dan pembuangan kalor pada tekanan konstan. Berbeda dengan siklus bolak-balik lain, seperti siklus diesel, otto, stirling atau siklus lain yang mengkombinasikan isentropi, isobarik, isotermal dan/atau isokorik.

 

Open Cycle Gas Turbine Engine

Closed Cycle Gas Turbine Engine

Seperti siklus lain, siklus ini digambarkan dengan diagram T-s dan diagram p-v, sebagai berikut.

Diagram p-v

 

Diagram T-s

Dengan batasan, siklus pada loop tertutup fluida kerja, penambahan dan pengurangan kalor terjadi saat tekanan konstan dan fluida kerja adalah gas ideal dengan specific heat property konstan.

Keempat proses yang terjadi pada siklus ini berada dalam aliran fluida berkeadaan tunak sehingga kita menganalisanya dengan batasan keadaan tunak. Disertai pengabaian energi kinetik dan potensial sistem.

Karena udara mengalir melalui penukar panas pada siklus ideal saat tekanan konstan, maka berlaku

P4 / P3 = P1 / P2

Hubungan antara perbandingan tekanan dan perbandingan temperatur dalam kompresi atau ekspansi isentropik, sebagai berikut.

rp = P2 / P1 = (T2 / T1)k/(k-1)

Kita tinjau kembali skema closed cycle gas turbine engine. Dari sana, dapat kita peroleh efisiensi termal dari siklus, sebagai berikut.

η = (Wturbin / m – Wcompressor / m) / (Qin / m) = {(h3 – h4) – (h2 – h1)} / (h3 – h2)

dengan

(h3 – h4) = cp (T3 – T4)

(h2 – h1) = cp (T2 – T1)

(h3 – h2) = cp (T3 – T2)

η = {cp (T3 – T4) – cp (T2 – T1)} / {cp (T3 – T2)}

η = 1 – (T4 – T1)/(T3 – T2)

η = 1 – T1/ T2 * {(T4/T1 – 1)/(T3/T2 – 1)

Karena T4/T1 = T3/T2, maka

η = 1 – T1/ T2

lalu T1/ T2 = (P1 / P2)(k-1)/k

η = 1 – (P1 / P2)(k-1)/k = 1 – 1/(P2 / P1)(k-1)/k

sedang kita ketahui bahwa P2 / P1 = rp maka “efisiensi teoritis siklus Brayton”…

η = 1 – 1 / rp(k-1)/k

dengan k = cp / cv = konstan.

Usaha netto satu siklus dideskripsikan awal sebagai berikut

Wcycle = (h3 – h4) – (h2 – h1)

Wcycle = cp {(T3 – T4) – (T2 – T1)}

Wcycle = cp T1 (T3/T1 – T4/T3 * T3/T1 – T2/T1 + 1)

Dari persamaan sebelumnya kita ketahui bahwa

T4/T3 = (P1 / P2)(k-1)/k

T2/T1 = (P2 / P1)(k-1)/k

rp = P2 / P1 = (T2 / T1)k/(k-1)

Sehingga persamaan daya efektif siklus menjadi…

Wcycle = cp T1 (T3/T1 – 1/(rp)(k-1)/k * T3/T1 – (rp)(k-1)/k + 1)

Wcycle / cp T1 = T3/T1 (1 – 1/(rp)(k-1)/k) – (rp(k-1)/k – 1)

(Setelah ngerjain tugas Mesin Konversi Energi, sumber: beberapa file pdf dan buku termo Moran n Shaparo)

 

 

 

Sumber : http://noerpamoengkas.wordpress.com/2009/03/31/siklus-brayton-ideal/

 

Siklus Otto

Proses didalam motor bensin/gas pembakaran bahan bakar berlangsung pada volume tetap. Berdasarkan siklus otto proses dalam silinder dapat digambarkan dengan diagram P-Vdan T-S sebagai berikut:


Proses diatas dapat diuraikan sebagai berikut :
1. Titik 0 – 1 : Proses pemasukan udara pada tekanan tetap (isobar)

dimana :

2. Titik 1-2 : Proses kompresi (isentropik S1 = S2)/adiabatik resersible.

Kerja yang dilakukan oleh torak :

3. Titik 2-3 Proses pemberian/pemasukan panas pada volume tetap.

4. Titik 3-4 : Proses ekspansi adiabatik.
Kerja yang diterima oleh torak:

5. Titik 4-1 : Proses pengeluaran/pelepasan panas berlangsung pada volume tetap.
6. Kerja satu siklus netto (Wnet)
7. Efisiensi Siklus Otto

Ini adalah gambar mesin pembakaran dalam empat langkah alias empat tak… Mula-mula campuran udara dan uap bensin mengalir dari karburator menuju silinder pada saat piston bergerak ke bawah (langkah masukan). Selanjutnya campuran udara dan uap bensin dalam silinder ditekan secara adiabatik ketika piston bergerak ke atas (langkah kompresi alias penekanan). Karena ditekan secara adiabatik maka suhu dan tekanan
campuran meningkat. Pada saat yang sama, busi memercikkan bunga api sehingga campuran udara dan uap bensin terbakar. Ketika terbakar, suhu dan tekanan gas semakin bertambah. Gas bersuhu tinggi dan bertekanan tinggi tersebut memuai terhadap piston dan mendorong piston ke bawah (langkai pemuaian). Selanjutnya gas yang terbakar dibuang melalui katup pembuangan dan dialirkan menuju pipa pembuangan (langkah pembuangan). Katup masukan terbuka lagi dan keempat langkah diulangi.

Perlu diketahui bahwa tujuan dari adanya langkah kompresi alias penekanan adiabatik adalah menaikkan suhu dan tekanan campuran udara dan uap bensin. Proses pembakaran pada tekanan yang tinggi akan menghasilkan suhu dan tekanan (P = F/A) yang sangat besar. Akibatnya gaya dorong (F = PA) yang dihasilkan selama proses pemuaian menjadi sangat besar. Mesin motor atau mobil menjadi lebih bertenaga… Walaupun tidak ditekan, campuran udara dan uap bensin bisa terbakar ketika si busi memercikkan bunga api. Tapi suhu dan tekanan gas yang terbakar tidak terlalu tinggi sehingga gaya dorong yang dihasilkan juga kecil. Akibatnya mesin menjadi kurang bertenaga.

Proses perubahan bentuk energi dan perpindahan energi pada mesin pembakaran dalam empat langkah di atas bisa dijelaskan seperti ini : Ketika terjadi proses pembakaran, energi potensial kimia dalam bensin + energi dalam udara berubah menjadi kalor alias panas. Sebagian kalor berubah menjadi energi mekanik batang piston dan poros engkol, sebagian kalor dibuang melalui pipa pembuangan (knalpot). Sebagian besar energi mekanik batang piston dan poros engkol berubah menjadi energi mekanik kendaraan (kendaraan bergerak), sebagian kecil berubah menjadi kalor alias panas… Panas timbul akibat adanya gesekan

Proses pemuaian dan penekanan secara adiabatik pada siklus otto bisa digambarkan melalui diagram di bawah… (Diagram ini menunjukkan model ideal dari proses termodinamika yang terjadi pada mesin pembakaran dalam yang menggunakan bensin).

 

 

Campuran udara dan uap bensin masuk ke dalam silinder (a). Selanjutnya campuran udara dan uap bensin ditekan secara adiabatik (a-b). Perhatikan bahwa volume silinder berkurang… Campuran udara dan uap bensin dipanaskan pada volume konstan – campuran dibakar (b-c). Gas yang terbakar mengalami pemuaian adiabatik (c-d). Pendinginan pada volume konstan – gas yang terbakar dibuang ke pipa pembuangan dan campuran udara + uap bensin yang baru, masuk ke silinder (d-a).

 

Sumber :

http://anton-rivai.blogspot.com/2011/12/siklus-otto.html

http://tech-mesin.blogspot.com/2010/10/gambar-siklus-otto-dan-siklus-diesel.html

Siklus Refrigerasi

Penjelasan Siklus Refrigerasi:

A-B : Un-useful superheat (kenaikan temperatur yang menambah beban kompresor). Sebisa mungkin dihindari kontak langsung antara pipa dan udara sekitarnya dengan cara menginsulasi pipa suction.

B-C : proses kompresi (gas refrigeran bertekanan dan temperatur rendah dinaikkan tekanannya sehingga temperaturnya lebih tinggi dari media pendingin di kondenser. Pada proses kompresi ini refrigeran mengalami superheat yang sangat tinggi.

C-D : Proses de-superheating (temperatur refrigeran mengalami pemurunan, tetapi tidak mengalami perubahan wujud, refrigeran masih dalam bentuk gas)

D-E : Proses kondensasi (terjadi perubahan wujud refrigeran dari gas menjadi cair tanpa merubah temperaturnya.

E-F : Proses sub-cooling di kondenser ( refrigeran yang sudah dalam bentuk cair masih membuang kalor ke udara sekitar sehingga mengalami penurunan temperatur). Sangat berguna untuk memastikan refrigeran dalam keadaan cair sempurna.

F-G : Proses sub-cooling di pipa liquid (Refrigeran cair masih mengalami penurunan temperatur karena temperaturnya masih diatas temperatur udara sekitar). Pipa liquid line tidak diinsulasi, agar terjadi perpindahan kalor ke udara, tujuannya untuk menambah kapasitas refrigerasi. (Note: dalam beberapa kasus ..pipa liquid harus diinsulasi…nanti dijelaskan dalam pembahasan khusus)

G-H : Proses ekspansi/penurunan tekanan (Refrigeran dalam bentuk cair diturunkan tekanannya sehingga temperatur saturasinya berada dibawah temperatur ruangan yang didinginkan, tujuannya agar refrigeran cair mudah menguap di evaporator dengan cara menyerap kalor dari udara yang dilewatkan ke evaporator)

Terjadi perubahan wujud refrigeran dari cair menjadi bubble gas sekitar 23% karena penurunan tekanan ini. Jadi refrigeran  yang keluar dari katup ekspansi / masuk ke Evaporator dalam bentuk campuran sekitar 77% cairan dan 23% bubble gas.

H-I : Proses evaporasi (refrigeran yang bertemperatur rendah menyerap kalor dari udara yang dilewatkan ke evaporator. Terjadi perubahan wujud refrigeran dari cair menjadi gas. Terjadi juga penurunan temperatur udara keluar dari evaporator karena kalor dari udara diserap oleh refrigeran)

I-A : Proses superheat di evaporator: Gas refrigeran bertemperatur rendah masih menyerap kalor dari udara karena temperaturnya yang masih dibawah temperatur udara. Temperatur refrigeran mengalami kenaikan). Superheat ini berguna untuk memastikan refrigeran dalam bentuk gas sempurna sebelum masuk ke Kompresor.

 

Sumber : http://citrapelanginusantara.blogspot.com/2011/04/siklus-refrigerasi.html

 

Sistem Motor Bensin

Pendahuluan

  • Motor Bensin merupakan perkembangan dan perbaikan dari mesin otto.
  • Sebagai tempat pencampuran udara dan bahan bakar motor bensin dilengkapi dengan karburator.
  • Sebagai penyalaan campuran bahan bakar dan udara, dipakai busi sehingga motor bensin dinamakan juga sebagai Spark Ignition Engine.

Otto Engine

 

Cara Kerja

  • Dalam motor bensin, pencampuran bahan bakar  dan udara terjadi karena bahan bakar terisap atau disemprotkan ke dalam arus udara segar yg masuk ke dalam karburator.
  • Campuran tersebut kemudian masuk ke dalam silinder yang dinyalakan oleh loncatan api listrik dari busi menjelang akhir langkah kompresi.
  • Pembakaran terjadi dalam volume konstan yang menghasilkan daya untuk menggerakkan poros engkol.

 

Bagian-Bagian Motor Bensin


 

Fuel Characteristics

 

Sistem Penyalaan

Penyalaan motor bensin dilakukan dengan menggunakan busi. Loncatan api pada kedua elektrode busi dibangkitkan dengan beda tengangan listrik yang cukup besar, sekitar 10.000-20.000 volt.

Besar tegangan tergantung dari :

  • Perbandingan campuran bahan bakar-udara
  • Kepadatan campuran bahan bakar-udara
  • Jarak dan bentuk elektroda
  • Jumlah molekul campuran yang yang terdapat diantara kedua elektroda
  • Temperatur campuran dan kondisi operasi yang lain

The Mechanical Ignition System (Sistem Penyalaan Konvensional)


Sistem Penyalaan Konvensional

Bagian-bagian utama dan fungsi :

  • Bateray sebagai sumber listrik .
  • Kumparan :

- kumparan primer (Np), (100-180 lilitan kawat tembaga)

- kumparan sekunder (Ns), (kurang lebih 18.000 lilitan)

  • Tahanan untuk mengatur arus primer agar tidak naik terlalu tinggi.
  • Kam untuk membuka dan menutup pemutus arus.

Putaran kam :

- mesin 2 langkah (sama dengan kecepatan putaran poros engkol)

- mesin 4 langkah (1/2 dari kecepatan putaran poros engkol)

  • Rotor untuk membagi arus dari kumparan ke busi
  • Kondensor mempercepat pemutusan arus primer pada waktu pemutus arus terbuka. Bila pemutusan arus primer tidak berlangsung cepat akan terjadi loncatan listrik antara kontak pemutus arus, sehingga tidak terjadi loncatan listrik di kedua elektroda busi.

 

Distributorless Ignition System

  • On older cars with a Distributor and coil pack, the ignition module is an electrical switch that turns the power on and off to the coil, which in tern causes the coil to generate a spark.
  • On more modern cars that do not have a distributor, but have fully computerised ignition systems, it usually refers to the ignition coil.
  • In both cases it’s responsible for causing a surge of high voltage electricity to be supplied to the spark plugs to cause the petrol/air mixture in the cylinders to ignite.

  • In a fuel injection controlled internal combustion engine, a magnetic trigger device provides the source of electrical timing signals for operating the injectors. A single rotating magnet has its magnetic field extended to an effective angular radiation area substantially greater than the angular radiation area of the magnet alone. A pair of magnetizable members are positioned on either side of the path of a rotating magnet for developing an enlarged magnetic field for actuating a single reed switch. The reed switch connects a source of power to a pair of signal lines wherein one line contains an inverter, whereby, the signal on one line is the complement of the signal on the other line.
  • An engine control unit (ECU), also known as power-train control module (PCM), or engine control module (ECM) is a type of electronic control unit that determines the amount of fuel, ignition timing and other parameters an internal combustion engine needs to keep running. It does this by reading values from multidimensional performance maps (so called LUTs), using input values (e.g. engine speed) calculated from signals coming from sensor devices monitoring the engine.

 

Busi

 

 

 

 


  • Kondisi operasi mesin menentukan jenis busi yang harus dipakai.
  • Mesin dengan daya tinggi, tekanan efektif rata-2 dan putaran yang tinggi sebaiknya menggunakan busi dingin, untuk mencegah penyalaan prematur.

 

SISTEM BAHAN BAKAR

 

Karburator


Sistem Bahan Bakar Injection Carburator


Dalam sistem injeksi, pemasukan bahan bakar  dilakukan dengan penyemprotan oleh injektor di beberapa tempat setelah katup gas, dekat katup isap. Untuk injektor dengan tekanan tinggi dapat disemprotkan langsung ke dalam silinder (seperti motor Diesel).

Jumlah bahan bakar yang dimasukkan diatur oleh beberapa sensor dan merupakan fungsi dari :

  • Jumlah udara masuk
  • Temperatur udara
  • Temperatur silinder
  • Pembukaan katup Gas
  • Perbandingan udara-bahan bakar

 

 

Fuel Injector

Sistem Bahan Bakar dan Proses Pembakaran

  • Campuran bahan bakar –udara di dalam silinder motor bensin juga harus sesuai dengan syarat busi yang ada agar tidak terbakar dengan sendiri.
  • Pembakaran terjadi dimulai dari sekitar busi, akibat loncatan api listrik di busi, kemudian merambat ke segala arah dengan kecepatan tinggi (25-50 m/detik).
  • Campuran dibagian terjauh dari busi akan mengalami pembakaran yang terakhir.

Ada kemungkinan bagian tersebut terdesak oleh penekanan torak atau nyala api yang telah terjadi di bagian lain, sehingga temperaturnya melebihi temperatur penyalaan sendiri dan akibatnya terjadi ledakan. Proses ini yang dinamakan dengan Detonasi.

  • Ketika terjadi detonasi, tekanan silinder bisa mencapai 130-200 kg/cm2. Detonasi yang berat bisa menimbulkan suara gemlitik pada mesin.

 

Cara Mencegah Detonasi:

  • Mengurangi tekanan dan temperatur bahan bakar-udara yang masuk ke dalam silinder
  • Mengurangi perbandingan kompresi
  • Memperkaya campuran bahan bakar-udara atau mempermiskin campuran b.bakar-udara dari suatu harga perbandingan campuran yang sangat mudah terjadi detonasi (misalnya 0,08).
  • Menaikkan kecetan torak (atau putaran poros engkol), untuk memperoleh turbulensi pada arus campuran yang dapat mempercepat rambatan api.
  • Memperkecil diameter torak untuk memperpendek jarak tempuh nyala api.
  • Membuat konstruksi yang memungkinkan bagian terjauh dari busi mendapat pendinginan yang cukup.
  • Penggunaan busi yang lebih dari satu.

 

Sumber : http://matrudian.wordpress.com/2010/11/08/motor-bakar-3/

Sejarah Mesin Diesel

Rudolf Diesel adalah salah seorang lelaki yang dilahirkan di Jerman pada tahun 1858 dan wafat pada tahun 1913. Dia adalah salah seorang penemu konstruksi mesindiesel yang dikenal sebagai bapak diesel. Konstruksinya tidak jauh berbeda dengan dengan mesin bensin yang dikenal dengan sebutan mesin Otto ( seorang penemu mesin bensin), Beberapa komponennya punya tugas yang sama dengan mesin bensin, seperti blok silinder, poros engkol, poros bubungan, asembli torak, dan mekanisme penggerak katupnya. Perbedaan motor diesel dan motor bensin adalah cara pemberian dan penyalaan bahan bakar, perbandingan kompresi, dan disain komponen.

Didalam pertanian ada yang dinamakan mekanisasi pertanian. Adapun tujuan dari mekaniasai pertanian adalah sebagai berikut : Mempertinggi efisiensi tenaga manusia, meningkatkan derajat dan taraf hidup petani, menjamin kenaikan kualitas da kuantitas serta kapasitas hasil produksi, memungkinkan tipe usaha tani dari pertanian subsisten menjadi pertanian komersil, mempercepat transisi ekonomi dari sifat agraris ke sifat industri.
Alat dan mesin pertanian yang ada pada umumnya diimpor dari luar yang terdiri dari bermacam merek dan tipe. Karena itu perlu penyesuaian- penyesuaian dalam penggunaan alat dan mesin pertanian untuk suatu wilayah lahan pertanian tertentu. Usaha-usaha yang dilakukan untuk mengembangkan penggunaan alat dan mesin pertanian di Indonesia berpedoman kepada tipe-tipe wilayah pengembangan menurut tingkat kesiapan dan mesin pertanian.
Pemilihan mesin-mesin pertanian harus meliputi : merek dagang, nama dagang, modal, perbaikan (reparasi), desain mesin, mudahnya pengoperasian, mudahnya penyetelan, kondisi dan kesesuaian kerja, pengganti unit dengan cepat, keluesan gerak dan kenyamanan.
Gambar yang berada di depan adalah gambar traktor yang menggunakan mesin diesel sebagai sumber tenaga utama. Alat-alat tersebut dapat rancang tidak terlepas dari ditemukannya konstruksi mesin diesel oleh Rudolf Diesel dan sekarang manusia dapat dapat dengan mudah bekerja secara efektif an efisien di berbagai sektor pertanian sengan menggunakan mesin diesel sebagai penggerak utama.
pertanian merupakan salah satu bidang yang sedang ditingkatkan oleh pemerintah, karena kita sama – sama mengetahui bahwa sekitar 65 % warga Negara indonesia yang menengah kebawah berprofesi sebagai petani, tetapi sangat disayangkan setelah hampir 35 tahun masa pembangunan berjalan bidang pertanian seakan akan masih bergerak pada tempatnya berbagai cara untuk meningkatkan hasil pertanian telah dilakukan oleh pemerintah diantranya mengimport Peralatan modern ke Indonesia supaya dapat digunakan, dan herannya timbul permasalahan lain yaitu bagaimana cara menggunakan peralatan tersebut. Sama – sama kita ketahui bahwa hampir 85 % petani yang ada di Indonesia tidak mengenal yang namanya peralatan modern yang canggih, mereka hanya mengenal cangkul dan Kerbau, dan satu lagi yang membuat kita masih tersenyum yaitu pemerintah kita masih mengimport beras dari luar negeri seperti Vietnam dan Thailand.
Sumber  : http://kuliahitukeren.blogspot.com/2011/03/sejarah-mesin-diesel-pada-alat-dan.html

Termodiamikna

Termodiamikna (bahasa yunani: thermos = ‘panas’ and dynamic = ‘perubahan’) adalah fisika energi, panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana banyak hubungan termodinamika berasal.

Pada sistem di mana terjadi proses perubahan wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung). Karena alasan ini, penggunaan istilah “termodinamika” biasanya merujuk pada termodinamika setimbang. Dengan hubungan ini, konsep utama dalam termodinamika adalah proses kuasistatik, yang diidealkan, proses “super pelan”. Proses termodinamika bergantung-waktu dipelajari dalam thermodinamika tak seimbang.

Karena termodinamika tidak berhubungan dengan konsep waktu, telah diusulkan bahwa termodinamika setimbang seharusnya dinamakan termostatik.

Hukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum-hukum ini tidak bergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. Ini berarti mereka dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu apa pun kecual perimbangan transfer energi dan wujud di antara mereka dan lingkungan. Contohnya termasuk perkiraan Einstein tentang emisi spontan dalam abad ke-20 dan riset sekarang ini tentang termidinamika benda hitam.

 

 

 

 

Konsep dasar dalam termodinamika

Pengabstrakkan dasar atas termodinamika adalah pembagian dunia menjadi sistem dibatasi oleh kenyataan atau ideal dari batasan. Sistem yang tidak termasuk dalam pertimbangan digolongkan sebagai lingkungan. Dan pembagian sistem menjadi subsistem masih mungkin terjadi, atau membentuk beberapa sistem menjadi sistem yang lebih besar. Biasanya sistem dapat diberikan keadaan yang dirinci dengan jelas yang dapat diuraikan menjadi beberapa parameter !

Sistem termodinamika

Sistem termodinamika adalah bagian dari jagat raya yang diperhitungkan. Sebuah batasan yang nyata atau imajinasi memisahkan sistem dengan jagat raya, yang disebut lingkungan. Klasifikasi sistem termodinamika berdasarkan pada sifat batas sistem-lingkungan dan perpindahan materi, kalor dan entropi antara sistem dan lingkungan.

Ada tiga jenis sistem berdasarkan jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan:

  • sistem terisolasi: tak terjadi pertukaran panas, benda atau kerja dengan lingkungan. Contoh dari sistem terisolasi adalah wadah terisolasi, seperti tabung gas terisolasi.
  • sistem tertutup: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungan. Rumah hijau adalah contoh dari sistem tertutup di mana terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. Apakah suatu sistem terjadi pertukaran panas, kerja atau keduanya biasanya dipertimbangkan sebagai sifat pembatasnya:
    • pembatas adiabatik: tidak memperbolehkan pertukaran panas.
    • pembatas rigid: tidak memperbolehkan pertukaran kerja.
  • sistem terbuka: terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda dengan lingkungannya. Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda disebut permeabel. Samudra merupakan contoh dari sistem terbuka.

Dalam kenyataan, sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti ada terjadi sedikit pencampuran, meskipun hanya penerimaan sedikit penarikan gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama dengan energi yang keluar dari sistem.

Keadaan termodinamika

Ketika sistem dalam keadaan seimbang dalam kondisi yang ditentukan, ini disebut dalam keadaan pasti (atau keadaan sistem).

Untuk keadaan termodinamika tertentu, banyak sifat dari sistem dispesifikasikan. Properti yang tidak tergantung dengan jalur di mana sistem itu membentuk keadaan tersebut, disebut fungsi keadaan dari sistem. Bagian selanjutnya dalam seksi ini hanya mempertimbangkan properti, yang merupakan fungsi keadaan.

Jumlah properti minimal yang harus dispesifikasikan untuk menjelaskan keadaan dari sistem tertentu ditentukan oleh Hukum fase Gibbs. Biasanya seseorang berhadapan dengan properti sistem yang lebih besar, dari jumlah minimal tersebut.

Pengembangan hubungan antara properti dari keadaan yang berlainan dimungkinkan. Persamaan keadaan adalah contoh dari hubungan tersebut.

Hukum-hukum Dasar Termodinamika

Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam sistem termodinamika, yaitu:

  • Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamika
Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya.
  • Hukum Pertama Termodinamika
Hukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerjayang dilakukan terhadap sistem.
  • Hukum kedua Termodinamika
Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya.
  • Hukum ketiga Termodinamika
Hukum ketiga termodinamika terkait dengan termperatur nol absolute. Hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum. Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol.
sumber : wikipedia

HUKUM TERMODINAMIKA II

Defenisi :
Hukum Termodinamika I  adalah :
- Menetapkan adanya suatu ekivalensi antara panas dan kerja (panas ↔ kerja)
- Digunakan untuk menghubungkan dan menentukan type – type energi yang terlibat dalam suatu proses.
- Atau menyatakan bahwa sewaktu proses berlangsung terdapat suatu keseimbangan  energi.

Hukum termodinamika I merupakan pernyataan dari hukum kekekalan energi dan tidak menyatakan sesuatu apapun mengenai arah dari proses yang berlangsung.

Proses termodinamika itu dapat berlangsung kedua arah yaitu :
- Diekspansikan (pengembangan)
- Dikompresikan (penekanan)

Hukum Termodinamika I juga belum menjelaskan kearah mana suatu perubahan keadaan itu berjalan dan apakah perubahan itu reversible atau irreversible.

Dalam pengembangannya diterangkan dan dibahas dalam Hukum Termodinamika II

Jadi :  Hukum Termodinamika II, memberikan batasan-batasan tentang arah yang dijalani suatu proses, dan memberikan kriteria apakah proses itu reversible atau irreversible dan salah satu akibat dari hukum termodinamika II ialah perkembangan dari suatu sifat phisik alam yang disebut entropi.

Perubahan entropi → menentukan arah yang dijalani suatu proses.
Hukum Termodinamika II menyatakan :

* Tidak mungkin panas dapat dirubah menjadi kerja seluruhnya, tetapi sebaliknya kerja
dapat dirubah menjadi panas.

atau :   Q ≠ -> W seluruhnya
W → Q  (sama besarnya)

atau  untuk mendapatkan sejumlah kerja (W) dari suatu siklus, maka kalor (Q) yang harus diberikan kepada sistem selalu lebih besar.

→ Q diserap   >   W sehingga, η siklus < 100 %.

* Suatu yang  bekerja sebagai sebagai suatu siklus tidak dapat memindahkan kalor (Q) dari bagian yang bertemperatur rendah ke bagian yang bertemperatur lebih tinggi, tanpa menimbulkan perubahan keadaan pada sistem yang lain.

Dari kedua hal tersebut diatas, menyatakan tentang arah proses perubahan energi dalam dalam bentuk panas ke bentuk kerja → yang menyatakan adanya pembatasan transformasi energi.