Fizik

Untuk mengetahui cara meningkatkan kecekapan enjin haba , seorang saintis Perancis bernama Sadi Carnot (1796-1832) telah mengkaji sebuah mesin kalori teori ideal pada tahun 1824. Pada masa itu, hukum termodinamik pertama dan juga hukum termodinamik kedua belum dirumuskan. Hukum pertama belum dirumuskan kerana saintis masih belum mengetahui bahawa haba adalah tenaga. Selepas Joule dan rakan-rakannya bereksperimen pada tahun 1830-an, saintis mendapati haba adalah tenaga yang bergerak disebabkan oleh perbezaan suhu. Jadi, hukum termodinamik pertama dirumuskan selepas tahun 1830. Sadi Carnot telah menyelidik enjin kalori teori ideal pada tahun 1824. Penyelidikannya sebenarnya adalah untuk meningkatkan kecekapan enjin stim. Kebanyakan enjin stim pada masa itu kurang cekap.

Maklumat Lanjut

Untuk menjelaskan proses termodinamik yang tidak dapat dipulihkan, para saintis merumuskan hukum kedua termodinamik. Hukum kedua termodinamik menjelaskan proses apa yang boleh berlaku di alam semesta dan proses apa yang tidak boleh berlaku. Seorang saintis bernama RJE Clausius (1822-1888) membuat kenyataan berikut:

Secara semula jadi, haba bergerak dari objek bersuhu tinggi ke objek bersuhu rendah; secara semula jadi, haba tidak bergerak dari objek bersuhu rendah ke objek bersuhu tinggi (Hukum kedua termodinamik—pernyataan Clausius).

Pernyataan Clausius merupakan salah satu pernyataan khas bagi hukum termodinamik kedua. Ia dipanggil pernyataan khas kerana ia hanya terpakai kepada satu proses sahaja, yang berkaitan dengan pemindahan haba. Memandangkan pernyataan ini tidak berkaitan dengan proses lain, kita memerlukan pernyataan yang lebih umum. Perkembangan pernyataan umum bagi hukum termodinamik kedua adalah berdasarkan kajian enjin haba. Oleh itu, kita membincangkan haba enjin terlebih dahulu.

Maklumat Lanjut

Artikel Proses termodinamik: Isoterma Adiabatik Isokorik Isobarik

Terdapat empat proses termodinamik, iaitu proses Isotermal, isokorik, isobarik dan adiabatik.

Proses Isoterma (suhu malar)

Dalam proses isoterma, suhu sistem dikekalkan malar. Secara teorinya, sistem yang dianalisis adalah gas ideal. Suhu gas ideal adalah berkadar terus dengan tenaga gas dalaman ideal (U = 3/2 n RT). T tidak berubah, jadi U juga tidak berubah. Oleh itu, jika digunakan pada proses isoterma, hukum pertama persamaan termodinamik menjadi:

Maklumat Lanjut

Proses termodinamik

Haba (Q) ialah tenaga yang bergerak dari satu objek ke objek yang lain kerana perbezaan suhu. Mengenai sistem dan persekitaran, haba ialah tenaga yang bergerak dari sistem ke persekitaran atau tenaga yang bergerak dari persekitaran ke sistem, disebabkan oleh perbezaan suhu. Jika suhu sistem lebih tinggi daripada suhu ambien, haba akan mengalir dari sistem ke persekitaran. Jika suhu ambien lebih tinggi daripada suhu sistem, maka haba mengalir dari persekitaran ke sistem.

Haba (Q) ialah tenaga yang bergerak disebabkan oleh perbezaan suhu, manakala kerja (W) berkaitan dengan pemindahan tenaga melalui kerja. Contohnya, jika sistem berfungsi pada persekitaran, maka tenaga bergerak dari sistem ke persekitaran. Sebaliknya, jika persekitaran berfungsi pada sistem, maka tenaga bergerak dari persekitaran ke sistem.

Maklumat Lanjut