More Related Content
What's hot (20)
Similar to Aplikasi konsep termodinamik (20)
Recently uploaded (20)
Aplikasi konsep termodinamik
- 1. NURUL AMIRAH BINTI NAIDIN PISMP SAINS (SK) AMBILAN JUN 2015. MEKANIK DAN TERMODINAMIK
- 2. Termodinamik Termodinamik dalam bahasa Greek adalah thermos bermaksud "haba" dan dynamis bermaksud "kuasa". Kajian ini dibuat melalui analisis statistik terhadap gerakan kolektif zarah-zarahnya. Secara amnya, haba bermaksud tenaga dalam peralihan dan dinamik adalah berkaitan dengan pergerakan Termodinamik sebenarnya mengkaji pergerakan tenaga dan bagaimana tenaga tersebut menyebabkan pergerakan. Dari segi sejarah, termodinamik berkembang daripada keperluan untuk meningkatkan kecekapan enjin-enjin stim yang awal.
- 3. Hukum Termodinamik 1. Hukum kosong termodinamk : Jika dua jasad yang setiap satunya berada dalam keadaan keseimbangan haba dengan jasad yang ketiga, maka suhu untuk setiap jasad ini adalah dalam keadaan keseimbangan. Dalam erti kata lain, jika suhu A sama dengan suhu C dan suhu B juga sama dengan suhu C, maka suhu A adalah sama dengan suhu B. 2. Hukum pertama termodinamik : Jumlah tenaga dalam satu sistem tertutup adalah malar. Hukum ini menepati prinsip keabadian tenaga yang menerangkan bahawa tenaga tidak boleh dicipta atau dimusnahkan. 3. Hukum kedua termodinamik : Tidak semua tenaga haba boleh ditukar kepada bentuk tenaga yang lain. Hukum ini memperkenalkan unit termodinamik yang baru iaitu entropi dan menyatakan bahawa entropi dalam alam semesta sentiasa meningkat. Terdapat dua kenyataan penting dalam hukum kedua termodinamik, iaitu kenyataan Clausius dan kenyataan Kelvin. 4. Hukum ketiga termodinamik : Entropi sistem mencapai nilai constant apabila suhu mencecah suhu sifar mutlak (273.15属C, 0 K.). Suhu sifar mutlak adalah mustahil untuk dicapai. Hal ini juga menjelaskan bahawa entropi suatu sistem pda suhu sifar mutlak ialah sifar dan ini tidak mungkin berlaku.
- 4. Hukum Termodinamik Kedua Tenaga haba dihasilkan daripada tenaga elektrik. Suatu cecair akan mengewap apabila tekanan wap gas yang berasal dari cecair adalah sama dengan tekanan dari cecair ke sekitar (Pwap = Pcair). Jadi, titik didih suatu cecair sebenarnya boleh dimanipulasi dengan meningkatkan tekanan di luar cecair (tekanan luaran). Pada periuk nasi biasa, air akan dididihkan dengan tekanan luaran biasa, iaitu 101 kPa, dan mendidih pada takat didih biasa, iaitu 100 属 C (373 K). Periuk Nasi
- 5. Sementara, pada periuk nasi yang memanipulasi tekanan (pressure cooker atau electric pressure cooker), jika tutup lubang wap tersebut dibuka, maka pressure cooker akan bekerja seperti periuk nasi biasa, kerana tekanan eksternalnya sama dengan tekanan udara luar. Namun, jika tutup lubang wap tersebut (biasanya berupa injap) ditutup, akan ada perubahan pada tekanan udara di ruang dalam pressure cooker dan titik didih cecair akan berubah. Ketika penutupnya ditutup, keadaan sistem berubah kerana wap airnya hanya boleh berada di dalam bilik pressure cooker. Kerana ada tambahan mass (tutup injap), tekanan semakin tinggi dan titik keseimbangan antara fasa (dalam hal ini, antara fasa cecair dan fasa wap) berubah ke suhu yang lebih tinggi, dan terbentuklah titik didih baru. Mass tutup injap menentukan tekanan di dalam ruang pressure cooker, kerana lubang injap akan membiarkan wap air keluar ketika tekanannya telah mencapai titik tertentu. Kelebihan tekanan akan dikurangkan dengan melepaskan sedikit wap melalui injap electric pressure cooker
- 6. Sistem penyejukan berfungsi berdasarkan sifat fizik gas/udara. Mengikut Hukum Gay- Lussac, sekiranya tekanan gas meningkat, suhu gas tersebut juga turut meningkat. Begitu juga sebaliknya, sekiranya tekanan gas rendah, suhu udara turut menjadi rendah. Walau bagaimanapun, untuk digunakan dalam sistem penyejukan, suhu gas patut berada pada suhu negatif apabila gas berada pada tekanan rendah atau tekanan vakum. Oleh itu, gas yang dipanggil refrigerant dicipta untuk digunakan dalam sistem penyejukan. Suhu refrigerant ini sangat sensitif kepada tekanan. Sekiranya refrigerant berada dalam tekenan rendah atau tekanan vakum, suhu refrigerant akan menurun sehingga ke nilai negatif. Sistem penyejukan
- 7. PETI SEJUK Peti sejuk dikekalkan pada suhu yang rendah dengan menyingkirkan haba daripadanya dan mengeluarkan ke atmosfera yang mempuyai suhu yang lebih tinggi. Hal ini tidak berlaku secara automatic , ia memerlukan penyaluran elektrik untuk menggerakkan pemampat pada peti sejuk.
- 8. Penghawa dingin. Cara kerja sistem penyejukan pula adalah seperti berikut: Sebaik sahaja pemampat dihidupkan, ia akan menarik menyedut refrigerant dari gelung penyejat dan memampatkannya ke gelung pemeluwap. Suhu gelung penyejat akan menjadi sejuk manakala gelung pemeluwap pula akan menjadi panas Kipas pada gelung penyejat menarik udara luar ke gelung dan udara sejuk terhasil. Kipas pada gelung pemeluwap menarik udara luar ke mengurangkan suhu refrigerant dalam gelung. Refrigerant bertekanan tinggi yang keluar dari gelung pemeluwap akan bertukar menjadi refrigerant bertekanan rendah. Apabila suhu bilik telah cukup sejuk, thermostat akan mematikan pemampat. Apabila suhu bilik naik melebihi tahap sejuk yang dikehendaki, thermostat akan menghidupkan pemampat semula.
- 9. Kitaran mesin panas yang paling efisien adalah kitaran Carnot, terdiri dari dua proses isotermal dan dua proses adiabatik. Kitara carnot yang sebenar adalah sepadan dengan haba enjin dimana kerja dilakukan. Dalam kitaran ini, haba diserap daripada takungan suhu yang tinggi dan dibebaskan ke takungan suhu yang lebih rendah kemudia kerja akan dilakukan. Dalam kitaran carnot balikan , kerja disalurkan kepada kitaran dan haba dipindahkan daripada takungan suhu yang rendah kepada takungan suhu yang tinggi. Ini adalah seperti yang dikatakan di dalam hukum termodinamik kedua. Carnot cycle
- 10. Proses pemanasan air terjadi apabila proses pemanasan air masuk kedalam tabung pemanas. Tabung pemanas merupakan tabung yang diperbuat daripada logam yang disekitar tabung tersebut dikelilingi oleh elemen pemanas, sehingga ketika air mengalir dari tampungan menuju tiub pemanas, sensor suhu yang ada pada tabung pemanas akan mencetuskan elemen pemanas untuk bekerja, suhu tinggi yang dihasilkan elemen pemanas diserap oleh air yang suhunya lebih rendah. Setelah suhu air dalam tiub pemanas tinggi, maksimum sensor suhu yang ada pada tabung pemanas akan memutuskan arus elektrik pada elemen pemanas, pada saat elemen pemanas menyala lampu penunjuk pemanasan menyala dan pada saat elemen pemanas mati lampu penunjuk pemanas mati. Pada tiub dispenser dipasang Heater / pemanas serta sensor suhu atau thermostat yang berfungsi untuk mengehadkan kerja heater agar tidak bekerja terus-menerus yang akan menyebabkan suhu air dalam tiub dispenser berlebihan, kerana apabila heater berkerja berlebih, heater akan panas dan bahkan heater tersebut akan berlaku kerosakan didalamnya. Untuk mengurangkan berlakunya risiko tersebut, di heater dipasang thermostat yang berguna untuk mengatur suhu. Apabila suhu air yang dipanaskan oleh heater mencapai suhu tertentu sehingga melebihi suhu kerja sensor / termostat ,maka sensor akan bekerja dan memutuskan arus yang mengalir ke heater, dengan demikian heater akan berhenti bekerja sehingga suhu air tetap dijaga sesuai dengan keperluan, boleh dilihat di lampu penunjuk dari warna merah akan bertukar warna hijau. Heater akan bekerja kembali manakala suhu air pada tabung menurun sehingga suhu berada dibawah suhu kerja sensor, sensor dipasang seri dengan heater, dengan demikian fungsi dari sensor ini mirip seperti suis, hanya saja berfungsi secara automatik berdasarkan perubahan suhu. Water Dispenser
- 11. Kitaran Rankie | Steam Power Cycle loji kuasa menjana kuasa elektrik dengan menggunakan bahan api seperti arang batu, minyak atau gas asli. Sebuah loji kuasa mudah terdiri daripada boiler, turbin, kondenser (pemeluwap) dan pam. Bahan api, dibakar dalam boiler dan superheater, memanaskan air untuk menghasilkan stim. stim kemudian dipanaskan kepada keadaan panas lampau(superheated state) di superheated itu. wap ini digunakan untuk memutarkan turbin yang menjana kuasa. Tenaga elektrik dijana apabila belitan penjana berputar dalam medan magnet yang kuat. Selepas stim meninggalkan turbin ia disejukkan kepada keadaan cecair di dalam kondenser (pemeluwap). cecair diberi tekanan oleh pam sebelum kembali ke boiler(dandang). Sebuah loji kuasa mudah digambarkan oleh Kitaran Rankine.
- 12. Steam Power Cycle Di dalam wap kitaran kuasa, haba yang diperolehi daripada pembakaran bahan hadi di dalam relau digunakan untuk memindahkan air kepada suhu yang tinggi dan wap tekanan yang tinggi. Dimana apabila melalui bilah turbin menghasilkan kerja aci (shaft work) dengan wap (tekanan rendah , suhu rendah) keluar meninggalkan turbin. Wap (Suhu rendah, tekanan rendah ) kemudian digunakan untuk menyingkirkan haba didalam condenser sebelum ia dipam semula ke dalam pendidih untuk kitaran operasi yang lain.
- 13. Hukum Termodinamik Ketiga Hukum Termodinamik ketiga menyatakan bahawa entropi sistem mencapai nilai constant apabila suhu mencecah suhu sifar mutlak (273.15属C, 0 K.) Keupayaan untuk mewujudkan skala suhu mutlak, dimana suhu sifar mutlak adalah titik dimana tenaga dalam sesuatu pepejal adalah sifar. Ciri-ciri: Mustahil untuk bagi mana-mana system mengurang kepada suhu sifar mutlak dalam siri terhinga operasi. Entropi Kristal yang sempurna elemen dalam bentuk yang paling stabil cenderung kepada sifar suhu menghampiri. Apabila suhu menghampiri sifar mutlak, entropi system menghampiri malar.
Editor's Notes
- #5: Kecenderungan semula jadi haba yang mengalir dari takungan suhu yang tinggi ke takungan suhu yang rendah." Ini bermakna bahawa haba yang mengalir dari badan pada suhu yang tinggi kepada badan pada suhu yang rendah. Yang pertama termodinamik bertujuan untuk menjelaskan kerja enjin stim atau enjin haba.
- #13: According to the second law of thermodynamics a heat engine must operate between two thermal energy reservoirs one at a higher temperature(source) than the other(sink) to produce net work in a thermodynamic cycle.