Pemodelan Mesin Kalor dengan Ratchet dan Pawl Akhmad Yulianto A. M. Natsir Yulius Satriadi
Perkenalan Apa sih Ratchet dan Pawl itu? Ratchet Pawl Ratchet dan Pawl bergerak dalam 1 arah* *Tapi kalo mau, bisa aja sih gerak sebaliknya : )
Ilustrasi: Nah, lantas bagaimana cara kita memanfaatkannya?
Pelanggaran Hk. II Termodinamika Kotak 1 (berisi gas) Kotak 2 (berisi gas) Ratchet Pawl Baling- baling Misalkan T 1 = T 2 = T dan E energi u/ mengangkat pawl melewati 1 gigi Flukt. gas pd 1~ e -E/kT1 Flukt. gas pd 2~ e -E/kT2 T 1 = T 2 “peluang 1” = “peluang 2”: TIDAK AKAN BERGERAK!!!* *kalo bergerak, hk. II pasti DILANGGAR! BAHAYA!
Trus gimana dong??? Misalkan T 1 ≠ T 2, dengan T 1 > T 2 bisa lho mesin Ratchet dan Pawl bekerja! Gerak Maju: (sesuai arah yg seharusnya) butuh energi E + Lθ (dari baling-baling kotak 1) melakukan usaha Lθ (angkat beban dgn torka) diberikan pada ratchet E (transfer ke kotak 2) Gerak Mundur: (seandainya bisa) butuh energi E (dari pawl di kotak 2) diberi usaha Lθ (bebannya turun!!!) diberikan pada baling2 E + Lθ Kotak 1 (berisi gas) Kotak 2 (berisi gas) Ratchet Pawl Baling- baling
Jika Sistem Reversibel… ! Andaikan mesin ini: N + kali maju & N - kali mundur Jangan BERKEDIP Total Usaha: (N + - N - ) Lθ Kalor diserap: (N + - N - ) (Lθ + E) Jadi Efisiensinya:
AJAIB!!! Efisiensi: mesin kalor ratchet dan pawl = mesin Carnot! Bahkan, entropinya: Kesimpulan: Tidak ada mesin yg efisiensinya sanggup melampaui Mesin Carnot reversibel
Bagaimana Tanggapan Anda?