Hukum II Termodinamika

gambar 1

Hukum II Termodinamika diilhami oleh hukum I Termodinamika. Masih ingatkah bagaimana bunyi hukum I termodinamika ? hukum I Termodinamika merupakan hukum kekekalan energi, yang menyatakan enrgi bersifat kekal artinya energi tidak dapat diciptakan dan energi tidak dapat dimusnahkan. Menurut hukum kekekalan energi kita boleh mengubah energi panas menjadi bentuk energi lain sesuka hati kita dengan syarat memenuhi hukum kekekalan energi tersebut. Tetapi pada kenyataannya tidak demikian, kita tidak dapat mengubah satu bentuk energi ke menjadi bentuk energi yang lain sesuka hati kita. Sebagai contoh Jika anda menjatuhkan sebuah bola dari ketinggian tertentu. Sesaat sebelum bola dijatuhkan, bola mempunyai energi potensial, ketika bola bergerak ke bawah energi potensialnya berkurang dan energi kinetik bola bertambah. Ketika bola menyentuh permukaan tanah energi potensial bola bernilai nol, energi kinetik bola berubah menjadi energi panas dan energi bunyi. Sekarang jika proses tersebut kita balik. Bola tersebut kita panaskan sehingga bola mempuyai energi panas. Apakah energi panas tersebut dapat berubah menjadi energi kinetik yang menyebabkan bola bergerak ke atas sampai pada ketinggian tertentu sehingga bola mempunyai energi potensial ? hal tersebut tentu tidak akan terjadi walau kita sudah memanaskan besi hingga suhu maksimum. Peristiwa tersebut menunjukkan kepada kita bahwa proses perubahan bentuk energi bersifat irreversible. Artinya proses perubahan bentuk tersebut hanya terjadi dalam satu arah saja.

Hukum II Termodinamika berbunyi “ panas mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu lebih rendah, dan panas tidak dapat mengalir secara spontan dari benda bersuhu rendah menuju benda yang bersuhu lebih tinggi”.

Aplikasi dari hukum II Termodinamika ialah mesin carnot. Hukum II Termodinamika pada mesin Carnot berbunyi “ tidak mungkin untuk membuat sebuah mesin kalor yang cara kerjanya meyerap kalor dari reservoir bersuhu tinggi kemudian mengubah semua kalor tersebut menjadi usaha”. Dari pernyataan tersebut dapat disimpulkan tidak mungkin ada mesin carnot dengan efisiensi 100 %.

Perhatikan cara kerja mesin Carnot yang ditunjukkan oleh gambar 1 di atas. Kalor yang diterima (Q1) oleh mesin Carnot di ubah menjadi usaha (W) dan kalor sisanya akan dibuang (Q2).
Dari grafik yang ditunjukkan oleh gambar 1 kita dapatkan suatu persamaan :

Q1 = W + Q2

Efisisensi mesin Carnot merupakan perbandingan anatara usaha (W) yang dihasilkan dengan jumlah kalor secara keseluruhan. Efisiensi mesin Carnot dirumuskan :



Hukum II Termodinamika juga menyatakan bahwa” total entropi suatu semesta adalah konstan atau tetap jika berlangsung proses reversible dan total entropi suatu semesta akan bertambah jika berlangung proses irreversible”

Entropi merupakan total banyaknya kalor yang tidak diubah menjadi usaha oleh mesin carnot.
Demikianlah sedikit uraian hukum II Termodinamika semoga bermanfaat.