APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA KEDUA PADA MESIN PENDINGIN
APLIKASI HUKUM TERMODINAMIKA KEDUA PADA MESIN PENDINGIN
Oleh :
SAIDUN FIDDAROINI (18630084)
Menurut
segi bahasa, Termodinamika terdiri dari dua suku kata yaitu “thermo” atau
“thermal” yang berarti apapun yang berhubungan dengan panas dan “dinamika”
yaitu yang berhubungan dengan pergerakan. Sehingga apabila kedua kata tersebut
digabungkan, maksud termodinamika adalah cabang ilmu yang membahas mengenai
hal-hal ataupun fenomena-fenomena yang berhubungan dengan energi yang
berubah-ubah yang disebabkan adanya pengaliran panas atau usaha yang diberikan
atau dilakukan.[1]
Banyak
sekali alat-alat ataupun mesin-mesin di sekitar kita ataupun yang anda rasakana
manfaatnya sampai saat ini yang menggunakan prinsip termodinamika. Salah
satunya adalah mesin pendingan (AC) yang
berada di rumah kita. Pernahkah kalian berpikir bahwa, mengapa mesin pendingin
dapat mengatur suhu ruangan menjadi lebih dingin dan membuat suhu yang berada
di sekitar ruang pembuangan menjadi lebih hangat? Oleh sebab itu, kita akan
membahas mengenai prinsip apa yang diterpakan oleh mesin pendingin atau AC yang
berada di rumah kita.
Mesin
pendingin atau AC menerapkan prinsip hukum termodinamika yang kedua. Menurut
hukum termodinamika II tersebut, kita mengetahui bahwa tidak mungkin terdapat
perpindahan secara spontan/irreversible
ketika terjadi perpindahan kalor dari tempat bersuhu rendah atau lebih dingin
menuju tempat bersuhu tinggi atau lebih panas. Sehingga perpindahan tersebut
membutuhkan usaha atau energi. Umumnya, suatu kalor akan mengalami reaksi
secara spontan/reversible ketika
reaksi menuju kesetimbangan. Artinya, suatu kalor akan dipindahkan dari tempat
bersuhu lebih tinggi dengan menggunakan bantuan energi ke tempat bersuhu lebih rendah.
Sehingga terjadi kesetimbagan pada kedua tempat tersebut. Maka dapat
disimpulkan, mesin pendingin (pada AC) merupakan mesin kalor dengan prinsip
terbalik.[2]
Mesin
pendingin melakukan sebuah kerja yang disimbolkan dengan (W) yang digunakan
untuk memindahkan kalor dari ruangan atau dari tempat yang bersuhu lebih rendah
yang disimbolkan dengan (QL) untuk membuang kalor ke luar atau ke
tempat yang bersuhu lebih tinggi yang disimbolkan dengan (QH).
Sehingga menurut hukum kekekalan energi yang menyatakan bahwa suatu energi
tidak dapat
diciptakan
atau dimusnahkan, maka jumlah dari kerja dengan kalor dari tempat yang bersuhu
lebih rendah akan sama denga kalor yang berada pada suhu lebih tinggi (QL
+ W = QH).
Dalam
mesin pendingin, terdapat istilah koefisien kerja (KK). Koefisien kerja adalah
sutu tingkat keberhasilan dalam suatu mesin pendingin untuk melakukan
perpindahan kalor atau energi dari tempat bersuhu lebih rendah ke tempat
bersuhu lebih tinngi. Koefisien kerja dapat dihitung dengan perbandingan antara
kalor yang berpindah dari tempat bersuhu lebih dingin menuju tempat bersuhu
lebih tinggi (QL) dengan jumlah kerja (W) yang dilakukan. Sehingga
dapat ditulis secara sistematis sebagai berikut:
|
KK = QL / W Persamaan 1
|
Menurut hukum kekekalan energi (QL + W = QH), maka:
|
W
= QH – QL Persamaan 2
|
Menurut persamaan 2, maka persamaan 1 dapat ditulis dengan:
|
KK = (QL / QH – QL )
Persamaan 3
Ketika QL / QL = 1, maka persamaan 3 dapat ditulis dengan:
|
|
KK = (QL / QH ) – 1 Persamaan 4
|
Dimana:
KK :
Koefisien Kerja
QL : Kalor Pada Suhu Rendah
QH : Kalor Pada Suhu Tinggi
W :
Usaha
Untuk mencari persentase tingkat
koefisien kerja, maka hanya dikalikan dengan 100% sebagai berikut:
|
KK = [ (QL / QH ) – 1 ] X 100% Persamaan 5
|
[1]
Gabriel. 1996. Fisika Kedokteran.
Jakarta: EGC
[2]
Hamdi. 2016. Energi Terbarukan. Jakarta: Pradana Media Group
Komentar