Asas Thermodinamik Pada Lemari Es Atau Refrigerator

Hukum Pertama Thermodinamik
Energi  dalam segala bentuknya dapat saling dipertukarkan, hukum yang pertama dari thermodinamik mengadopsi kenyataan ini dalam hubungan antara panas (heat) dan kerja (work).

Persamaan berikut ini menunjukkan relasi tersebut.

                        Q = AW   ( AQ = 1  )
                                                                         
Dimana : A =   Heat setara Kerja 1 kcal/kgm
                                                       427
         J  =    Kerja setara Heat  427kgm/kcal

               W =   Jumlah dari Kerja  (kgm)

                Q =   Jumlah dari Heat (kcal).

Hukum Kedua Thermodinamik 

Kerja bisa seluruhnya diubah menjadi Heat namun tidak untuk sebaliknya. Dari kesimpulan hukum yang pertama bahwa konversi mampu dilakukan pada asas yang sama, namun ternyata tidaklah demikian. Berdasarkan hasil observasi ini diperlukan aturan lain dimana heat masih tetap dibutuhkan, aturan tersebut dinamakan sebagai hukum kedua thermodinamik.

Heat dari suatu benda pada temperature tertentu tidak mampu dikonversikan menjadi kerja secara keseluruhannya.

Heat tidak mampu dipindahkan dari suatu benda yang bertemperatur lebih rendah kepada benda lain yang bertemperature lebih tinggi tanpa menjadikan terjadinya perubahan pada  benda lain selain dari dua benda tersebut.

Heat dan Perubahan Wujud Benda

Mesin pendingin atau lemari es, refrigerator, cara kerjanya bukanlah mendatangkan masbodoh, akan tetapi mesin pendingin bekerja dengan cara memindahkan panas (heat removing). Sehubungan dengan hal tersebut, menambah atau memindahkan heat, suatu benda akan berubah ujud phisiknya: 

Jika Heat ditambahkan =  Padat   Cair   Uap (gas)

Jika Heat dipindahkan   =  Uap (gas)    Cair    Padat

Ilustrasi perubahan adalah sebagai berikut :   

Asas Thermodinamik pada lemari es atau refrigerator

Pada suatu benda padat, kalau kepadanya kita tambah jumlah     kalornya, maka secara berangsur-angsur benda tersebut akan  berubah ujudnya dari padat menjadi cair. (baca: alur kerja mesin pendingin pada lemari es)

Diagram berikut ini menunjukkan perubahan :

Batu Es      Air      Uap

Asas Thermodinamik pada lemari es atau refrigerator

Titik titik A, C, dan E menunjukkan terjadinya perubahan phisik dari suatu benda atau zat kalau kepadanya kita tambahkan heat dalam jumlah tertentu. Penambahan heat ini akan menaikkan temperature benda tersebut, heat tersebut disebut sebagai sensible heat.

• Batu es pada titik A yang berada pada temperature mulai 0 derajat celicus hingga -40 derajat celcius,  jikalau kepadanya kita tambahkan heat sebanyak 20 kcal pada setiap kg bobot batu es tersebut maka watu es tersebut akan meleleh menjadi air es.
• Penambahan heat sebanyak 80 kcal pada setiap kg bobot seterusnya tidak akan menimbulkan temperaturnya meningkat dan akan tetap menjadi 0 derajat celcius sebab 0 derajat celcius ialah Latent Heat untuk titik leleh dan sekaligus sebagai Latent Heat untuk titik beku = 80 kcal/kg.
• Jika heat ditambah lagi sebanyak 100 kcal/kg maka air   akan mendidih dan temperaturnya berubah menjadi 100 derajat celcius.
• Kemudian kalau kepada air yang sedang mendidih kita berikan lagi heat sebesar 539 kcal/kg, air mendidih akan  berkembang menjadi uap tanpa merubah temperaturnya yang tetap 100 derajat celcius

Latent Heat untuk uap air = Latent Heat untuk pengembunan = 539 kcal/kg. Kalau kita memindahkan 539 kcal/kg heat dari uap air, maka uap air akan menjelma air mendidih sementara temperaturnya akan tetap berada pada 100 derajat celcius. (baca: komposisi dan alur kerja mesin pendingin pada lemari es)

Bagikan Artikel ini