Presented by : Luailik Madaniyah (16630109) ENTROPI PEN DINGINAN Presented by : Luailik Madaniyah (16630109) KIMIA C

Entropi Pendinginan A. PENDAHULUAN B. ENTROPI DAN HUKUM KEDUA TERMODINAMIKA C. HUBUNGAN ENTROPI DENGAN THERMAL PADA PENDINGINAN D. MESIN PENDINGIN ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M

ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M A. PENDAHULUAN TERMODINAMIKA? BUNYI HUKUM KEDUA TERMODINAMIKA? ENTROPI? ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M

ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M Termodinamika adalah ilmu tentang energy, yang secara spesifik membahas tentang hubungan antara energy panas dengan kerja. Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, baik secara alami maupun hasil rekayasa teknologi Hukum kedua termodinamika menyatakan bahwa kalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak pernah mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya. Hukum kedua termodinamika memberikan batasan dasar pada efesiensi sebuah mesin atau pembangkit daya. Hukum ini juga memberikan batasan energy masukan minimum yang dibutuhkan untuk menjalankan sebuah system pendingin. Hukum kedua termodinamika juga dapat dinyatakan dalam konsep entropi yaitu sebuah ukuran kuantitatif derajat ketidakaturan atau keacakan sebuah system ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M

ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M Termodinamika menyatakan bahwa proses alami cenderung bergerak menuju ke keadaan ketidakteraturan yang lebih besar. Ukuran ketidakteraturan ini dikenal dengan sistem entropi. Entropi merupakan besaran termodinamika yang menyerupai perubahan setiap keadaan, dari keadaan awal hingga keadaan akhir sistem. Semakin tinggi entropi suatu sistem menunjukkan sistem semakin tidak teratur. Entropi sama seperti halnya tekanan dan temperatur, yang merupakan salah satu sifat dari sifat fisis yang dapat diukur dari sebuah sistem. Apabila sejumlah kalor Q diberikan pada suatu sistem dengan proses reversibel pada suhu konstan, maka besarnya perubahan entropi sistem adalah : Dengan : ΔS = Perubahan Entropi (J/K) Q = Kalor (J) T = Suhu (K) ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M TURUNAN – Luailik M

B. ENTROPI DAN HUKUM KEDUA TERMODINAMIKA Menurut definisi, perhitungan perubahan entropi untuk sistem memerlukan informasi tentang lintasan reversible yang menghubungkan keadaan ekuilibrium awal dan akhir. Untuk menghitung perubahan entropi untuk proses real (irreversible), ingat bahwa entropi (seperti energi internal) hanya bergantung pada keadaan dari sistem. Artinya, entropi adalah variabel keadaan, dan perubahan entropi hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir. 1 2 Anda dapat menghitung perubahan entropi dalam beberapa proses irreversible antara dua keadaan kesetimbangan dengan merancang proses reversible (atau serangkaian proses reversible) antara dua keadaan yang sama dan komputasi ∆S = ∫dQr/T untuk proses reversible. Dalam proses irreversible, adalah penting untuk membedakan antara Q, transfer aktual energi dalam proses, dan Qr, energi yang seharusnya ditransfer oleh kalor sepanjang lintasan reversible. Hanya Qr merupakan nilai yang benar untuk digunakan dalam menghitung perubahan entropi. ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M

ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M NEXT Ketika berhadapan dengan sistem yang tidak terisolasi dari lingkungannya, mengingat bahwa peningkatan entropi yang dijelaskan dalam hukum kedua adalah bahwa sistem dan sekitarnya. Ketika sistem dan sekitarnya berinteraksi dalam proses irreversible, peningkatan entropi yang satu lebih besar dari penurunan entropi yang lain. Oleh karena itu, perubahan entropi alam semesta harus lebih besar dari nol untuk proses irreversible dan sama dengan nol untuk proses reversible. Pada akhirnya, karena proses sebenarnya adalah irreversible, entropi alam semesta harus meningkat terus dan akhirnya mencapai nilai maksimum. Pada nilai ini, alam semesta akan berada dalam keadaan suhu dan kepadatan yang seragam. Semua proses fisik, kimia, dan biologi akan berhenti pada saat ini karena keadaan gangguan sempurna menyiratkan bahwa tidak ada energi yang tersedia untuk melakukan usaha. Keadaan suram ini kadang-kadang disebut sebagai heat death kematian kalor alam semesta. 3 ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M

ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M NEXT Dalam perumusan entropi dalam lingkungan ds’ digambarkan dengan reservoir intermal yang besar dengan temperature tetap T. Andaikan, beban yang dijatuhkan dihubungkan dengan reseivoir dan ketika beban turun,sejumlah kalor dq dipindahkan ke reservoir. Makin besar pula gerakan termal yang ditimbulkan, maka dapat dirumuskan dS’~dq’, karena kualitas energy turun lebih jauh jika energy itu dipindahkan ke reservoir dingin ketimbang reservoir panas, maka dapat dirumuskan dS’ = dq’/T dalam hal perubahan adiabatic dirumuskan ΔS’ = 0 jika q’ = 0. Jika reaksi kimia berlangsung dalam system dengan perubahan entalpi ΔH, kalor yang memasuki lingkungan pada tekanan tetap adalah q’ = -ΔH, sehingga perumusannya menjadi ΔS’ = -ΔH/T’ 4 ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M

C. HUBUNGAN ENTROPI DENGAN THERMAL PADA PENDINGINAN Mari kita sekarang perhatikan sistem yang terdiri dari reservoir panas dan reservoir dingin yang berada dalam kontak termal antara satu sama lain dan terisolasi dari seluruh alam semesta. Sebuah proses yang terjadi selama energi Q ditransfer oleh kalor dari reservoir kalor pada suhu Th ke reservoir dingin pada suhu Tc. Proses seperti yang dijelaskan adalah irreversible (energi tidak akan secara spontan mengalir dari dingin ke panas), jadi kita harus menemukan proses reversible setara. Karena suhu reservoir tidak berubah selama proses tersebut, kita bisa mengganti proses nyata untuk setiap reservoir dengan reversible, proses isotermal dimana jumlah energi yang sama ditransfer oleh kalor. Akibatnya, untuk reservoir, perubahan entropi tidak tergantung pada apakah proses ini reversible atau irreversible. ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M

ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M Karena reservoir dingin menyerap energi Q, kenaikan entropi sebesar Q/Tc. Pada saat yang sama, reservoir kalor kehilangan energi Q, sehingga perubahan entropi adalah -Q/Th. Karena Th > Tc, peningkatan entropi reservoir dingin lebih besar dari penurunan entropi reservoir kalor. Oleh karena itu, perubahan entropi dari sistem (dan alam semesta) lebih besar dari nol ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M

Bagan Proses Penyerapan kalor pada mesin pendingin D. MESIN PENDINGIN Bagan Proses Penyerapan kalor pada mesin pendingin Mesin pendingin merupakan peralatan yang prinsip kerjanya berkebalikan dengan mesin kalor. Pada mesin pendingin terjadi aliran kalor dari reservoir bersuhu rendah ke reservoir bersuhu tinggi dengan melakukan usaha pada sistem. Contohnya, pada lemari es (kulkas) dan pendingin ruangan (AC) ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M

ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M Ukuran kinerja mesin pendingin yang dinyatakan dengan koefisien daya guna merupakan hasil bagi kalor yang dipindahkan dari reservoir bersuhu rendah Q2 terhadap usaha yang dibutuhkan W, jadi : Dengan : Kp = Koefesien daya guna W = Usaha yang diperlukan (J) Q1 = Kalor yang diberikan pada reservoir suhu tinggi (J) Q2 = kalor yang diserap pada reservoir suhu rendah (J) T1 = Suhu pada reservoir bersuhu tinggi (K) T2 = Suhu pada reservoir bersuhu rendah (K) ENTROPI PENDINGINAN – Luailik M

TERIMA KASIH SEMOGA BERMANFAAT