Dalam
termodinamika fluida kerja dapat mengalami proses fisis yang
disederhanakan seperti isotermal, isokhorik, isobarik, dan adiabatic.
- IsotermalIsotermal adalah proses termodinamika yang terjadi dengan temperatur konstan. Contoh nyata dari proses ini adalah jika sebuah piston mengalami ekspansi secara perlahan sehingga temperatur terjaga konstan.
- IsobarikProses isobarik adalah proses termodinamika yang berlangsung pada tekanan konstan. Proses ini biasanya digambarkan oleh sistem piston silinder.
- IsokhorikIsokhorik merupakan proses termodinamika yang terjadi pada volume konstan. Biasanya proses ini terjadi pada tanki kaku untuk menyimpan gas bertekanan tinggi. Kerja yang terjadi pada proses isokhorik selalu nol, hal ini dikarenakan tidak adanya perubahan volume. Secara matematis dapat dijabarkan menjadi:
- AdiabatikAdiabatik adalah proses termodinamika yang terjadi pada saat sistem terinsulasi sempurna. Artinya tidak ada kalor yang masuk atau keluar dari sistem.
Siklus
Termodinamika
Siklus termodinamika adalah gabungan dari beberapa
proses termodinamika yang dimulai dan berakhir di keadaan yang sama
dalam satu siklusnya. Ada dua jenis siklus termodinamika yaitu siklus
daya kalor dan pompa kalor. Siklus daya kalor adalah siklus yang
melandasi konversi kalor menjadi kerja dalam permesinan seperti mesin
Otto, Diesel, dan lain-lain. Sedangkan siklus pompa kalor adalah
siklus yang melandasi sistem refrigerasi yang memanfaatkan kerja
eksternal menjadi efek pendinginan dan pemanasan.
Perbedaan siklus daya kalor dan pompa kalor dalam
diagram Tekanan -Volume dapat dilihat pada gambar 1 dibawah ini.
Gambar 1. (a) Siklus daya kalor, (b) Siklus pompa kalor
Gambar 1a merupakan contoh dari siklus daya. Siklus
dapat dimulai dari titik mana saja karena akan mengalami proses dan
berakhir ditempat semula dalam satu siklusnya. Dalam sebuah siklus
termodinamika, kerja yang dihasilkan merupakan salah satu tinjauan
utama. Untuk menghitung kerja yang dihasilkan ini perlu ditinjau
masing-masing proses dalam siklus, Dalam siklus ini terdapat empat
proses yaitu:
- Proses a-b yaitu proses isokhorik pada 1 m3 dari tekanan 1 Pa ke tenakan 3 Pa. Dengan menggunakan definisi kerja maka besarnya kerja dalam proses ini adalah nol (0) karena tidak ada perubahan volume.
- Proses b-c yaitu proses isobarik pada tekanan 3 Pa dari volume 1 m3 ke 3 m3. Sehingga besarnya kerja pada siklus ini adalah
- Proses c-d yaitu proses isokhorik pada volume 3 m3 dari tekanan 3 Pa ke 1 kPa. Pada proses ini juga tidak menghasilkan kerja karena tidak ada perubahan volume.
- Proses d-a yaitu proses isobarik pada tekanan 1 kPa dari volume 3 m3 ke 1 m3. Pada proses ini kerja yang dihasilkan adalah:
Dari keempat proses di atas maka dapat dihitung kerja
yang dihasilkan dalam satu siklus adalah
Pada siklus ini dihasilkan kerja dalam satu siklusnya
adalah 4 Joule. Nilai kerja adalah positf artinya sistem ini
melakukan kerja.
Untuk siklus pada gambar 1b merupakan siklus pompa
kalor. Jika dihitung dengan cara yang sama maka di dapatkan kerja
yang dihasilkan sistem dalam satu siklus yaitu -4 Joule. Nilai
negatif berarti sistem menerima kerja dari luar.
(Tri Ayodha Ajiwiguna)
Terim Kasih
ReplyDeleteSiklus Termodinamika
Siklus termodinamika merujuk pada sekumpulan proses termodinamika yang membentuk suatu siklus atau urutan tertentu. Dalam konteks termodinamika, siklus ini mencakup serangkaian perubahan energi yang terjadi dalam suatu sistem termodinamika dan kembali ke keadaan awalnya setelah melalui serangkaian proses.
Siklus termodinamika dapat terdiri dari berbagai tahap atau proses, seperti ekspansi, kompresi, perpindahan panas, dan kerja yang terlibat dalam sistem termodinamika. Berbagai jenis siklus termodinamika telah dikembangkan dan digunakan dalam aplikasi nyata, termasuk mesin-mesin termal, siklus refrigerasi, dan sistem pembangkit listrik.
Siklus termodinamika mendasarkan diri pada prinsip-prinsip termodinamika, seperti hukum pertama termodinamika yang menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi hanya dapat berubah bentuk atau dipindahkan. Siklus termodinamika memberikan pemahaman tentang bagaimana energi berpindah dan mengalami perubahan dalam sistem termodinamika, serta mengukur efisiensi dan kinerja sistem tersebut.
Pemahaman tentang siklus termodinamika menjadi penting dalam berbagai bidang, termasuk rekayasa energi, pembangkitan listrik, perancangan mesin, dan sistem pemanasan dan pendinginan. Dengan mempelajari siklus termodinamika, kita dapat menganalisis dan meningkatkan efisiensi sistem energi serta mengoptimalkan penggunaan sumber daya secara berkelanjutan.
https://bit.ly/3oIcuSm
Siklus Termodinamika
DeleteA thermodynamic cycle refers to a sequence of thermodynamic processes that form a closed loop or cycle. In the context of thermodynamics, this cycle encompasses a series of energy changes that occur within a thermodynamic system and return the system to its initial state after undergoing a set of processes.
A thermodynamic cycle can consist of various stages or processes, such as expansion, compression, heat transfer, and work involved in a thermodynamic system. Various types of thermodynamic cycles have been developed and utilized in practical applications, including thermal engines, refrigeration cycles, and power generation systems.
Thermodynamic cycles are based on the principles of thermodynamics, such as the first law of thermodynamics, which states that energy cannot be created or destroyed but can only change forms or be transferred. Thermodynamic cycles provide an understanding of how energy transfers and undergoes changes within a thermodynamic system, as well as measuring the efficiency and performance of the system.
Understanding thermodynamic cycles is essential in various fields, including energy engineering, power generation, machine design, and heating and cooling systems. By studying thermodynamic cycles, we can analyze and improve the efficiency of energy systems, optimize resource utilization, and promote sustainable practices.
Carnot Cycle