Hukum termodinamika III dan mesin Kalor

Hukum III termodinamika
Hukum termodinamika terkait dengan temperature nol absolute. Hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu system mencapai temperature nol absolute, semua proses akan berhenti dan entropi system akan mendekati nilai minimum. Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur Kristal sempurna pada temperature nol absolute bernilai nol.

Siklus thermodinamika
Usaha yang dilakukan oleh suatu gas ketika gas tersebut memuai secara isothermal tidak mungkin gas itu memuai terus – menerus untuk melakukan usaha menyerap kalor, sebab proses isothermal itu akan berhenti ketika volum maksimum system telah tercapai. Untuk dapat mengubah kalor menjadi usaha terus – menerus haruslah diupayakan agar gas yang telah melakukan usaha itu dikembalikan ke keadaan awalnya. Proses dari keadaan semula dan kembali lagi ke keadaan semula setelah gas melakukan usaha disebut siklus (daur).
Pada tahun 1824,seorang insinyur berkebangsaan Prancis bernama Sadi Carnot (1796-1832) memperkenalkan metode baru untuk meningkatkan efisiensi mesin berdasarkan siklus usaha yang selanjutnya dikenal sebagai siklus Carnot. Siklus Carnot ini terdiri dari empat proses yaitu dua proses adiabatic dan dua proses isothermal.







Efisiensi nyata (η) dari mesin kalor adalah perbandingan usaha total yang dilakukan oleh mesin selama satu siklus terhadap kalor yang dimasukkan dari sumber bersuhu tinggi di dalam satu siklus. Besarnya kerja yang dapat dilakukan oleh system dibandingkan dengan energy yang diserap, dapat melakukan efisiensi suatu mesin. Efisiensi disefinisikan sebagai :




Persamaan diatas menunjukkan efisiensi mesin secara umum, sedangkan khusus untuk mesin Carnot, persamaannya dapat ditulis menjadi :





Keterangan :
W = usaha yang dilakukan oleh system (joule/J)
Q2 = kalor dilepaskan (joule/J)
Q1 = kalor masuk (joule/J)
T1 = reservoir suhu tinggi (oK)
T2 = reservoir suhu rendah (oK)
η = efisiensi (%)