SEJARAH HUKUM TERMODINAMIKA II

SEJARAH HUKUM TERMODINAMIKA II

Hukum kedua termodinamika dikembangkan oleh insinyur Perancis Sadi Carnot sekitar tahun 1820. Rumus Carnot adalah rumus efisiensi mesin kalor, yaitu mesin yang mengubah kalor menjadi kerja mekanis. Rumus ini membantu kita mengetahui berapa besar kerja bermanfaat yang bisa kita peroleh dari mesin itu jika diketahui jumlah kalor yang dipasok.

Gambar 1. Rumus Mesin Carnot

Mari kita lihat kerja turbin uap, contoh khas mesin kalor, pada pembangkit tenaga listrik. Uap lewat-panas sekitar 560^oC (atau 833 K) digunakan untuk menggerakkan turbin guna menjalankan generator. Akhirnya, uap dibuang kelingkungan pada suhu 38^oC (atau 311 K). Carnot menunjukkan bahwa efisiensi maksimum dari mesin ini dan mesin kalor lainnya ialah (T₂-T₁)/T₂, di mana T₂ dan T₁ masing-masing adalah suhu tinggi dan suhu rendah (dalam Kelvin). Karena T₁ tidak mungkin nol dan T₂ tidak mungkin tak terhingga, maka efisiensinya tidak pernah mendekati 100%. (Untuk turbin uap yang baru dibahas di sini, efisiensi maksimumnya adalah 0,63 atau 0,63%) jadi, kita tidak mungkin memangun mesin kalor yang dapat mengubah seluruh kalor menjadi kerja mekanis; sebagian kalor pasti ada yang terbuang ke lingkungan, inilah hakikat “hukum termodinamika kedua”.

Gambar 2. Contoh Pengaplikasian Siklus Carnot pada Mesin 4 tak

Temuan Carnot sangat penting tetapi tidak bisa langsung diterapkan dalam kimia. Landasan “termodinamika kimia” diletakkan oleh ilmuwan Amerika, Josiah Willard Gibbs (1839-1903). Pada tahun 1876, Gibbs mempublikasikan makalah setebal 323 halaman berjudul “On The Equilirium of Heterogeneous Substances” (Kesetimbangan Zat-Zat Heterogen), yang membahas prinsip-prinsip dasar tentang kesetimbangan kimia dan kesetimbangan fasa, memperkenalkan suatu konsep baru yang dinamakan “energi bebas”, dan menjelaskan hubungan-hubungan yang mengatur perubahan energi dalam sel elektrokimia.

Gambar 4. Josiah Willard Gibbs

Gambar 3. Sadi Carnot

Sebagai anak laki-laki dari seorang profesor di Yale dan orang pertama yang dianugerahi gelar Ph.D. dalam bidang sains dari universitas Amerika, Gibbs menghabiskan seluruh waktu profesionalnya sebagai profesor matematika-fisika di Yale. Meskipun tidak terbantahkan bahwa ia adalah ilmuwan asli Amerika yang paling cemerlang, Gibbs adalah seorang yang rendah hati dan penyendiri, dan ia tak pernah mendapat penghargaan sebagaimana yang diterima penerus dan pengagumnya James Maxwell di Eropa. Bahkan sampai sekarang, hanya sedikit orang di luar kimia dan fisika yang pernah mendengar nama Gibbs.

sumber : http://mtdp.blogspot.com/2015/01/sejarah-hukum-termodinamika-ii.html