PENERAPAN TERMODINAMIKA DALAM MESIN UAP diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Fisika Dasar I yang dibimbing oleh Rianita Puspasari, ST.
disusun oleh Tubagus Maulana Dzikri
!!""##$%$&
PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS FAKULTAS TEKNIK TE KNIK UNIVERSITA UNIVERSI TAS S SINGAPERBANGSA SINGAPERB ANGSA KARAW KA RAWANG ANG 2014
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan 'ang Maha (sa, karena berkat rahmat dan hidayah)*ya penulis dapat menyelesaikan Makalah yang berjudul Penerapan Termodinamika dalam Mesin +ap. Makalah ini disusun dalam rangka memenuhi tugas Fisika Dasar I. Melalui kesempatan yang sangat berharga ini penulis menyampaikan uapan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penyelesaian Makalah ini, terutama kepada yang terhormat .
Rianita Puspasari, ST. Selaku dosen Fisika Dasar I
%.
Rekan)rekan program studi Teknik Industri angkatan %#!
$.
Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu dalam kesempatan ini, yang telah memberikan bantuan moral dan materil dalam proses penyelesaian makalah ini. Semoga Tuhan 'ang Maha (sa memberikan imbalan yang setimpal atas
segala bantuan yang telah diberikan. Serta penulis berharap semoga Makalah ini dapat bermanaat bagi semua pihak.
/ara0ang, $# Desember %#!
DAFTAR ISI COVER ...................................................................................................... i ABSTRAK ................................................................................................. ii KATA PENGANTAR ............................................................................... iii DAFTAR ISI............................................... ............................................... i1 DAFTAR GAMBAR ................................................................................. 1 BAB I PENDAHULUAN
. 2atar 3elakang .......................................................................... .% Rumusan Masalah ..................................................................... % .$ Tujuan Penilitian ....................................................................... % .! Manaat...................................................................................... % BAB II LANDASAN TEORI
%. Termodinamika ......................................................................... $ %.% Sistem dan 2ingkungan............................................................. $ %.$ 4ukum)hukum Dasar Termodinamika...................................... $ %.! Proses ........................................................................................ ! %.& Proses)proses /husus5 ............................................................... & %.6 +saha......................................................................................... & %." /apasitas /alor ......................................................................... & %.7 Siklus......................................................................................... & %.8 (isiensi..................................................................................... 6 %.# (ntropi..................................................................................... 6 %. Mesin +ap ............................................................................... 6 %.% Piston....................................................................................... 6 BAB III PEMBAHASAN
$. Penjelasan dan penguraian dari konsep Termodinamika.......... " $.% /onsep Termodinamika bekerja pada Mesin +ap.................... ! BAB IV PENUTUP
!. /esimpulan ................................................................................ 6 !.% Saran.......................................................................................... " DAFTAR PUSTAKA................................................................................ 1i
DAFTAR GAMBAR
$. 9ambar Penampang 9as Silinder ........................................................................ " $.% 9ambar Ilustrasi 4ukum /e nol Termodinamika ................................................ 7 $.$ 9ambar Titik yang 3erbeda dalam diagram P): ................................................. 8 $.! 9ambar Proses Isokhorik .....................................................................................# $.& 9ambar Proses Isobarik .......................................................................................# $.6 9ambar Proses Isotermal ..................................................................................... $." 9ambar Satu Siklus.............................................................................................. $.7 9ambar Diagram /alor........................................................................................$ $.8 9ambar Proses /erja Mesin +ap berdasarkan /onsep Termodinamika............. !
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Bea!a"#
Perkembangan pesat di bidang teknologi de0asa ini, banyak dipiu oleh temuan)temuan di bidang sains melalui penelitian, pendidikan dan pengabdian kepada
masyarakat
melalui
pembelajaran sains. :isi
pendidikan sains yaitu mempersiapkan mahasis0a yang mengerti sains dan teknologi, untuk memahami dirinya dan lingkungan sekitar melalui pengembangan keterampilan proses, sikap ilmiah, keterampilan berpikir, penguasaan konsep sains yang esensial, dan kegiatan teknologi, serta upaya pengelolaan lingkungan seara
bijaksana, sehingga
mampu
menumbuhkan sikap pengagungan terhadap Tuhan. Fisika yang merupakan ilmu pasti
atau ilmu sains dapat
mengungkapkan enomena)enomena yang terjadi di kehidupan sehari) hari. Salah satu enomena yang terjadi di kehidupan sehari)hari di antaranya adalah Termodinamika. Termodinamika ini merupakan ilmu yang menghubungkan panas dengan mekanika. Topik utama yang dibahas adalah pemanaatan energi yang dihasilkan akibat adanya proses dalam gas untuk menghasilkan kerja. Mesin uap yang merupakan ontoh nyata dari Termodinamika ini merupakan mesin yang masuk dalam kategori pesa0at kalor, yaitu peralatan yang menggunakan energi panas menjadi energi mekanis melalui proses pembakaran. ;kan tetapi mesin uap sekarang ini nampaknya sudah tidak rele1an lagi karena sudah banyak mesin)mesin yang lebih eisien. Maka dari itu, makalah ini dibuat bertujuan untuk membahas bagaimana konsep ilmu termodinamika itu sendiri dan penerepannya dalam kehidupan sehari)hari seperti halnya pada mesin uap.
1.2
R$%$&a" Ma&aa'
3erdasarkan latar belakang
yang dikemukakan diatas, maka
permasalahan dapat dirumuskan dan dibatasi sebagai berikut a. 3agaimana
penjelasan
dan
penguraian
dari
konsep
Termodinamika< b. 3agaimana konsep Termodinamika bekerja pada Mesin +ap<
1.(
T$)$a"
a. +ntuk menjelaskan dan menguraikan konsep Termodinamika. b. +ntuk menjelaskan konsep Termodinamika bekerja pada Mesin +ap.
1.4
Ma"*aat
a. Sebagai sumber reerensi bagi para akademisi mengenai konsep Termodinamika dan penerapannya. b. Sebagai sumber pengetahuan bagi masyarakat luas memahami Termodinamika dan penerapannya.
BAB II LANDASAN TEORI
2.1
Ter%+,-"a%-!a
Termodinamika =bahasa 'unani- thermos yang berarti panas dan dynamic yang berarti perubahan> adalah isika energi, panas, kerja, entropi dan kespontanan proses.
Termodinamika mempelajari tentang kalor dan perubahan yang ditimbulkannya. /alor dapat diubah menjadi beberapa bentuk energi. Dalam Termodinamika, kumpulan benda)benda atau apa saja yang diteliti atau diamati disebut sistem, sedangkan di luar benda)benda itu disebut lingkungan.% Topik utama yang dibahas adalah pemanaatan energi yang dihasilkan akibat adanya proses dalam gas untuk menghasilkan kerja.
2.2
S-&te% ,a" L-"#!$"#a"
Dalam membahas Termodinamika, alam semesta dibagi atas dua bagian, yaitu sistem dan lingkungan. Sistem adalah bagian yang sedang kita kaji atau selidiki sedangkan lingkungan adalah semua bagian alam diluar sistem.$
2.(
H$!$%'$!$% Da&ar Ter%+,-"a%-!a
4ukum ke nol Termodinamika menyatakan bah0a dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya.
1 ht
t p://id.wik i pedia.org/w i k i /Termodinamika (diakses 28 Desember 2014)
2 Basar Khair! dan Khotimah "iti #r!.2012. PHYSICS: Bringing Science to Your Life SMA/MA. $akarta:Bmi
%ksara. & %bd!!ah 'ikraddin. 200. CATATAN KULIAH : FISIKA DASAR I. Bandng. *TB.
4ukum Pertama Termodinamika terkait dengan kekekalan energi. 4ukum ini menyatakan bah0a kalor yang diserap atau diberikan pada gas sebagian diubah menjadi usaha atau energi, sebagian lainnya digunakan untuk mengubah energi dalam gas .! 4ukum /edua Termodinamika terkait dengan entropi. Tidak ada bunyi untuk hukum kedua termodinamika yang ada hanyalah pernyataan kenyataan eksperimental yang
dikeluarkan oleh /el1in)Plank dan
?lausius. Pernyataan /el1in)Plank - @Tidak mungkin membuat mesin yang meyerap kalor dari resevior panas dan mengubah seluruhnya menjadi kerjaA. Pernyataan ?lausius- @Tidak mungkin membuat mesin pendingin yang menyerap kalor dari resevior bersuhu rendah dan membuang ke resevior bersuhu tinggi tanpa bantuan kerja dari luar A. & ;sas 3lak adalah suatu prinsip dalam termodinamika yang dikemukakan oleh Boseph 3lak. 3unyi ;sas 3lak adalah sebagai berikut - @ Pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendahA. 6
2.4
Pr+&e&
Proses adalah peristi0a perubahan keadaan gas dari satu keadaan a0al ke satu keadaan akhir. Misalkan mula)mula keadaan gas diungkapkan oleh 1aribel)1ariabel 2+, 8+, dan -+. Bika selanjutnya nilai 1ariabel tersebut adalah 2-, 8-, dan
--, maka dikatakan gas telah mele0ati suatu proses. "
Proses ;diabatik adalah proses gas dalam ruang tertutup yang berlangsung tanpa pertukaran panas antara sistem dan lingkungan.7 Proses Diatermik adalah proses dimana kalor dapat berpindah dari sistem ke lingkungan. 4
Basar Khair! dan Khotimah "iti #r!.2012. PHYSICS: Bringing Science to Your Life SMA/MA. $akarta:Bmi %ksara. + %bd!!ah 'ikraddin. 200. CATATAN KULIAH : FISIKA DASAR I. Bandng. *TB. - ht t p://id.wik i pedia.org/w i k i /Termodinamika (diakses 28 Desember 2014) %bd!!ah 'ikraddin. 200. CATATAN KULIAH : FISIKA DASAR I. Bandng. *TB. 8 Basar Khair! dan Khotimah "iti #r!.2012. PHYSICS: Bringing Science to Your Life SMA/MA. $akarta:Bmi %ksara.
2./
Pr+&e&Pr+&e& K'$&$&
Suatu gas yang berada dalam ruang tertutup dapat mengalami beberapa proses Termodinamika. Proses Isobarik adalah proses gas dalam ruang tertutup yang mengalami proses dengan tekanan tetap. Proses Isokhorik proses gas dalam ruang tertutup yang berlangsung pada 1olume tetap. Proses Isotermal adalah proses gas dalam ruang tertutup yang berlangsung pada suhu tetap.8
2.
U&a'a
+saha merupakan proses perubahan energi. Dalam konteks isika, usaha merupakan gaya yang menghasilkan perpindahan. +saha tidak bernilai
apabila
gaya
tidak
menghasilkan
Termodinamika, usaha dideinisikan sebagai lingkungan pada
sistem. +saha
perpindahan.
Dalam
usaha yang dilakukan
yang dilakukan gas =sistem> pada
lingkungan.#
2.
Kaa&-ta& Ka+r
/apasitas kalor dideinisikan sebagai kalor yang diserap atau dilepas per satuan perubahan suhu, atau dengan C kalor yang diserap atau dilepas dan T suhu.
2.3
S-!$&
Basar Khair! dan Khotimah "iti #r!.2012. PHYSICS: Bringing Science to Your Life SMA/MA. $akarta:Bmi
%ksara. 10 Basar Khair! dan Khotimah "iti #r!.2012. PHYSICS: Bringing Science to Your Life SMA/MA. $akarta:Bmi %ksara. 11 %bd!!ah 'ikraddin. 200. CATATAN KULIAH : FISIKA DASAR I. Bandng. *TB.
Siklus adalah proses yang bera0al dari satu keadaan dan berakhir kembali di keadaan semula. Bika digambarkan dalam diagram P):, maka siklus akan berupa kur1a tertutup. % 2.
E*-&-e"&-
(isiensi mengukur kemampuan suatu mesin mengubah kalor yang diserap dari rese1ior panas menjadi kerja$.
2.10
E"tr+-
(ntropi merupakan besaran Termodinamika yang menyerupai perubahan setiap keadaan, dari keadaan a0al hingga keadaan akhir sistem.!
2.11
Me&-" Ua
Mesin uap adalah mesin yang menggunakan energi panas dalam uap air dan mengubahnya menjadi energi mekanis. Bika uap berkembang melalui piston atau turbin akan menyebabkan kerja mekanik. &
2.12
P-&t+"
Piston adalah sumbat geser yang terpasang di dalam sebuah silider mesin pembakaran dalam silinder. Tujuan piston dalam silinder adalah Mengubah 1olume dari isi silinder, perubahan 1olume bisa diakibatkan karena piston mendapat tekanan dari isi silinder atau sebaliknya piston menekan isi silinder. Piston yang menerima tekanan dari luida dan akan mengubah tekanan tersebut menjadi gaya =linear >. Membuka tutup jalur aliran atau kombinasi keduanya. 6
12 %bd!!ah 'ikraddin. 200. CATATAN KULIAH : FISIKA DASAR I. 1& %bd!!ah 'ikraddin. 200. CATATAN KULIAH : FISIKA DASAR I.
Bandng. *TB. Bandng. *TB. 14 aradi Bambang. 2008. Fii!" : Untu! SMA/MA Ke#" $I. $akarta. Tegh Kara. 1+ ht t p://id.wik i pedia.o r g/wik i /'esin3ap (diakses, 28 Desember 2014) 1- id.0ikipedia.org0ikiTorak =diakses, %8 Desember %#!>
BAB III PEMBAHASAN
(.1
Pe")ea&a" ,a" e"#$ra-a" ,ar- !+"&e Ter%+,-"a%-!a
Termodinamika adalah abang ilmu Fisika yang membahas tentang hubungan antara panas =kalor> dan usaha yang dilakukan oleh kalor tersebut. Dalam melakukan pengamatan mengenai aliran energi antara panas dan usaha ini dikenal dua istilah, yaitu sistem dan lingkungan. Dalam membahas termodinamika kita akan mengau pada sistem tertentu. Sistem adalah benda atau sekumpulan benda yang akan diteliti, sedangkan lingkungan adalah semua yang ada di sekitar benda. /etika kita bahas proses pemuaian gas dalam silinder makaa. Sistem adalah gas dalam silinder b. 2ingkungan adalah silinder beserta semua bagian alam dikelilingnya /etika kita membahas pemuaian gas dalam silinder dan proses penyerapan dan pelepasan panas oleh silinder, makaa. Sistem adalah gas dan silinder b. 2ingkungan adalah seluruh bagian alam di luar silinder :ariabel pada Sistem termodinamika gas adalah besaran isis yang menerangkan keadaan gas. Dalam pembahasan termodinamika, besaran yang digunakan adalah besaran makroskopis suatu sistem, yaitu tekanan, suhu, 1olume, entropi, kalor, usaha, dan energi dalam. 9ambar $. memperlihatkan penampang gas silinder yang didalamnya terdapat piston. Piston ini dapat bergerak bebas naik turun. Bika luas piston A dan tekanan gas p, maka gas akan mendorong piston dengan gaya F E p A. Gleh karena itu, usaha yang dilakukan gas adalah sebagai berikut.
( 56 Bika ( 7, maka 7 56. 5 Bika maka 56 9 , 58;<:8 - =8>+ .
Gambar 3. 1
/eteranganH- usaha =B> p- tekanan tetap =0 /* ->
8+- 1olume a0al = * > 8-- 1olume akhir = * > 4ukum ke nol termodinamika menyatakan a. Bika benda ; berada dalam keseimbagan panas dengan benda 3 dan benda 3 berada dalam keseimbangan panas dengan benda ?. b. Maka, benda ; berada dalam keseimbangan panas dengan benda ?
Gambar 3. 2 Ilustrasi Hukum ke nol Termodinamika
Peristi0a perubahan keadaan gas dari satu keadaan a0al ke satu keadaan akhir dinamakan proses. Misalkan mula)mula keadaan gas diungkapkan oleh 1aribel)1ariabel 2+, 8+, dan -+. Bika selanjutnya nilai 1ariabel tersebut adalah 2-, 8-, dan --, maka dikatakan gas telah mele0ati suatu proses. 3erkaitan dengan masalah pertukaran energi ini, beberapa proses dapat diklasiikasikan menjadi Proses ;diabatik, Proses Diatermik. Proses adiabatik adalah proses perubahan keadaan sistem tanpa adanya pertukaran kalor antara sistem dengan lingkungan. Proses adiabatik terjadi jika sistem terisolasi dengan baik atau proses terjadi dengan sangat epat sehingga kalor yang mengalir dengan lambat tidak memiliki 0aktu untuk mengalir masuk atau keluar sistem. 4ubungan antara tekanan dan 1olume pada proses adiabatik dinyatakan dalam rumusan Poisson
2s 8?s 2t 8?t @%$$?;s,A$%6#$A: ?
C CE /eterangan C p E kapasitas kalor gas pada tekanan konstan, C 1 E kapasitas kalor gas pada 1olume konstan
/ebalikan dengan proses adiabatik adalah proses diatermik. Pada proses ini kalor di ijinkan berpindah dari sistem ke lingkungan dan sebaliknya. Proses ini dapat berlangsung jika sistem dan lingkungan dibatasi oleh sekat yang mudah dile0ati panas. Dalam termodinamika, keadaan gas maupun proses yang dialami gas lebih sering digambarkan dalam diagram P):. Diagram ini terdiri dari sumbu 1olume gas arah datar dan sumbu tekanan gas arah 1ertikal. Satu keadaan yang dimiliki gas di0akili oleh satu titik pada diagram P):. Titik yang berbeda mengandung inormasi tekanan, suhu, atau 1olume yang berbeda sehingga me0akili keadaan yang berbeda.
Gambar 3. 3 Titik yang berbeda dalam diagram P-V menggambarkan keadaan yang berbeda.
Dengan bantuan diagram P): dapat membahas beberapa proses khusus, yang memiliki kur1a yang khas pada diagram P):. Proses Isokhorik adalah proses yang berlangsung pada 1olume tetap. Bika digambarkan pada diagram P):, kur1a proses isokhorik adalah kur1a tegak. ?ontoh proses ini adalah proses yang berlangsung pada gas dalam 0aktu tertutup yang 1olumenya tidak berubah selama proses berlangsung.
Gambar 3. 4 Proses Isokhorik : a! Tekanan mengalami "ertambahan# b! Tekanan mengalami "engurangan.
Proses Isobarik adalah proses yang berlangsung pada tekanan tetap. Bika di gambarkan pada diagram P FV , kur1a proses isobarik adalah kur1a mendatar. ?ontoh proses ini adalah proses yang berlangsung dalam 0adah yang dilengkapi sebuah piston di bagian atasnya. Piston tersebut dapat bergerak. Piston tersebut mendapat tekanan dari udara luar =atmoser> sehingga nilainya konstan. Dengan demikian, tekanan dalam gas juga konstan.
Gambar 3. $ Proses Isobarik : a! Volume mengalami "ertambahan# b! Volume mengalami "engurangan.
Proses Isotermal adalah proses yang berlangsung pada suhu tetap. Dengan mengguanakan persamaan gas ideal,
2
GHI , maka P berbanding
terbalik dengan :. Bika digambarkan pada diagram P):, kur1a proses isotermal tampak pada gambar $.6
Gambar 3. % Proses Isotermal : &ur'a a!# (erlangsung "ada suhu yang lebih tinggi dari"ada kur'a b!
Siklus adalah proses yang bera0al dari satu keadaan dan berakhir kembali di keadaan semula. Bika digambarkan dalam diagram P):, maka siklus akan berupa kur1a tertutup.
Gambar 3. ) Proses *atu *iklus
Selama gas mengalami suatu proses maka ada beberapa perisi0a yang dapat terjadi, sepertia. (nergi dalam yang dimiliki gas berubah. b. Munul kerja yang dilakukan oleh gas atau yang dilakukan oleh lingkungan. . ;da pertukaran kalor anara gas dan lingkungan. Peristi0a di atas semuanya berpengaruh pada jumlah energi yang dimiliki gas. 4ukum I termodinamika merupakan hukum kekekalan energi yang diterapkan pada sistem termodinamika. a. Misalkan energi dalam a0al gas +dan energi dalam akhir -. Maka perubahan energi dalam adalah 5 - = + b. Misalkan pada gas dilakukan kerja oleh lingkungan sebesar H. . Misalkan juga terjadi aliran masuk kalor ke dalam gas sebesar C
/arena energi harus kekal maka pertambahan energi dalam gas hanya terjadi karena adanya kerja yang dilakukan lingkungan pada gas dan adanya aliran masuk kalor ke dalam gas. Seara matematika, pernyataan di . Persamaan ini atas diungakapkan oleh persamaan 5J& merupakan ungkapan 4ukum I Termodinamika. /etika menerapkan hukum I Termodinamika, kita harus memperhatikan tanda dengan seksama. Perjanjian untuk tanda 5 , ,& sebagai berikut. 5 positi jika energi dalam yang dimiliki gas bertambah. 5 negati jika energi dalam yang dimiliki gas berkurang. positi jika lingkungan melakukan kerja pada gas =sistem>. negati jika gas =sistem> melakukan kerja pada lingkungan. & posit jika kalor mengalir masuk dari lingkungan ke gas =sistem>. & positi jiks kalor mengalir keluar dari gas =sistem> ke lingkungan. /apasitas kalor dideinisikan sebagai kalor yang diserap atau dilepas per satuan perubahan suhu atau
C
dengan C kalor yang 5I
diserap atau dilepas dan T suhu. Telah kita
bahas bah0a
kalor dapat dimanaatkan untuk
menghasilkan kerja. *amun, ada batasan tentang ara pemanaat kalor tersebut. 3atasan tersebut diungkapkan oleh hukum II termodinamika. ;da dua 1ersi ungkapan hukum II termodinamika, yang eki1alen satu sama lain. Bika ungkapan pertama benar maka ungkapan kedua benar dan sebaliknya. Pernyataan /el1in)PGaC* - @Tidak mungkin membuat mesin yang menyerap kalor dari reservoir panas dan mengubah seluruhnya menjadi kerjaA Pe+CaHaaC ?GaJ:iJ: @Tidak mungkin membuat mesin pendingin yang menyerap kalor dari reservoir bersuhu rendah dan membuang ke reservo! "#!V$%$ &'(( &)'*) ")'&$)' +#!) -)! $)!/ Maka dari dua
pernyataan 4ukum II
Termodinamika yang
eki1alen, yaitu /el1in)Plank dan ?lausius. *amun, kedua pernyataan tersebut
dapat
digeneralisasi
menjadi
satu
pernyataan
dengan
memperkenalkan terlebih dahulu besaran yang bernama entropi. (ntropi pertama kali diperkenalkan oleh ?lausisus tahun 76#. Menurut ?lausius, suatu sistem yang melakukan proses re1ersibel =dapat
dibalik arahnya> pada
suhu konstan disertai penyerapan kalor C
mengalami perubahan entropi
5+
dengan I
5+ perubahan entropy, C kalor yang diserap, dan T
suhu proses. (isiensi mengukur kemampuan suatu mesin mengubah kalor yang diserap dari reser1oir panas menjadi kerja. +ntuk &+ yang sama, mesin yang bisa menghasilkan kerja lebih besar dikatakan memiliki eisiensi lebih tinggi. Gleh karena itu, eisiensi dideinisikan sebagai
L
M F
srrN .
Gambar 3. + ,iagram &alor
9aris &+ dan
& ondong ke atas hal ini disebabkan karena saat itu
energi kalor yang diperlukan pada garis menapai
&+ adalah untuk menaikan suhu es
rO untuk mengubah 0ujud es menjadi air. Buga pada garis &
kalor yang diperlukan adalah untuk mengubah 0ujud zat air menjadi gas pada suhu
srrO . Pada saat proses garis &- dan &8 mendatar, proses &-es
yang ber0ujud padat mulai menair berubah menjadi air, demikian pula garis
&8
terjadi perubahan 0ujud zat air menjadi gas. ;pabila
diperhatikan
&- dan &8 mendatar, hal ini meuunjukan bah0a energi kalor
yang diperlukan saat itu tidak digunakan untuk menaikan suhu zat, melainkan untuh mengubah 0ujud zat.
(.2
K+"&e Ter%+,-"a%-!a 5e!er)a a,a Me&-" Ua
Teknologi mesin uap saat ini jarang digunakan, namun tidak seharusnya kita melupakan begitu saja orang yang menemukan teknologi mesin uap tersebut, terlebih dengan adanya penemuan mesin uap oleh Bames Hattmaka terlahirlah ikal bakal Re1olusi Industri. Mesin +ap = steam engines> masuk dalam kategori pesa0at kalor, yaitu peralatan yang digunakan untuk merubah tenaga termis dari bahan bakar menjadi tenaga mekanis melalui proses pembakaran. ?ara kerja mesin uap tersebut merupakan terapan dari ilmu termodinamika dimana ;ir dalam 0adah biasanya dipanaskan pada tekanan yang tinggi. /arena dipanaskan pada tekanan yang tinggi maka proses pendidihan air terjadi pada suhu yang tinggi. Suhu berbanding lurus dengan tekanan. Semakin tinggi suhu uap, semakin besar tekanan uap. +ap bersuhu tinggi atau uap bertekanan tinggi tersebut bergerak mele0ati katup masukan dan memuai terhadap piston.
Gambar 3. Proses kera /esin 0a" berdasarkan "enera"an Termodinamika
/etika memuai, uap mendorong piston sehingga piston melunur ke kanan. Dalam hal ini, sebagian kalor alias panas pada uap berubah menjadi energi kinetik =uap melakukan kerja terhadap piston>.
Pada saat piston bergerak ke kanan, roda yang dihubungkan dengan piston berputar =>. Setelah melakukan setengah putaran, roda menekan piston kembali ke posisinya semula =%>. /etika piston bergerak ke kiri, katup masukan dengan sendirinya tertutup, sebaliknya katup pembuangan dengan sendirinya terbuka =$>. +ap tersebut dikondensasi oleh kondensor sehingga berubah menjadi embun =embun E air yang berasal dari uap>. Selanjutnya, air yang ada di dalam kondensor dipompa kembali ke 0adah untuk di didihkan lagi. Demikian seterusnya, /arena prosesnya terjadi seara berulang)ulang maka piston bergerak ke kanan dan ke kiri seara terus menerus. /arena piston bergerak ke kanan dan ke kiri seara terus menerus maka roda pun berputar seara terus menerus. Putaran roda biasanya digunakan untuk menggerakan sesuatu. ;pabila diperhatikan ara kerja mesin uap, prinsip kerja mesin uap bisa dihasilkan apabila kita membiarkan kalor mengalir dari benda atau tempat bersuhu tinggi menuju benda atau tempat bersuhu rendah. Piston bergerak kekanan akibat adanya pemuaian uap bersuhu tinggi atau uap betekanan tinggi.
BAB IV PENUTUP
4.1
Ke&-%$a"
3erdasarkan permasalahan dan hasil penelitian di atas, dapat disimpulkan sebagai berikuta. Termodinamika adalah abang ilmu Fisika yang membahas tentang hubungan antara panas =kalor> dan usaha yang dilakukan oleh kalor tersebut. b. Dalam Termodinamika dikenal istilah Sistem dan 2ingkungan. Sistem adalah bagian yang sedang kita kaji atau selidiki sedangkan lingkungan adalah semua bagian alam diluar sistem. . 4ukum)hukm dasar dalam Termodinamika diantaranya 4ukum ke nol Termodinamika, 4ukum I Termodinamika, 4ukum II Termodinamika dan ;zaz 3lak d. Terdapat Proses dalam Termodinamika pada diagram P): diantaranya Isokhorik, Isobarik, Isotermal, ;diabatik dan Diatermik. e. Dalam termodinamika, usaha dideinisikan sebagai usaha yang dilakukan lingkungan pada sistem. +saha yang dilakukan gas =sistem> pada lingkungan. . Siklus adalah proses yang bera0al dari satu keadaan dan berakhir kembali di keadaan semula. g. /apasitas kalor dideinisikan sebagai kalor yang diserap atau dilepas per satuan perubahan suhu, atau dengan C kalor yang diserap atau dilepas dan T suhu h. (isiensi mengukur kemampuan suatu mesin mengubah kalor yang diserap dari rese1ior panas menjadi kerja i. Mesin uap adalah mesin yang menggunakan energi panas dalam uap air dan mengubahnya menjadi energi mekanis
4.2
Sara"
3erdasarkan hasil penelitian di atas, penelitian menyarankan a. /arena pembahasan pada Termodinamika termasuk banyak maka bagi para akademis yang menempuh studi dan membahas tentang Termodinamika haruslah belajar dan mendalami materi Termodinamika. b. 3agi pengajar materi ini dapa disampaikan karena merupaka dasar dalam Pembelajaran Fisika.
DAFTAR PUSTAKA
;bdullah Mikrajuddin. %##". CATATA+ %!0A# 1 F0*0%A )A*A2 0. 3andung. IT3. 3asar /hairul dan /hotimah Siti *urul.%#%. P#3*0C*1 4ringing *cience to 3our i5e *A6A. Bakarta-3umi ;ksara. 4aryadi 3ambang. %##7. Fisika 1 !ntuk *A6A %elas $0. Bakarta. ?: Teguh /arya. http-id.0ikipedia.org0ikiMesinKuap http-id.0ikipedia.org0ikiTorak
