Property of Pure Substance

Nama Dosen: Prof. Dr. Ir. Daniel Saputra, MS., A.Eng.

Kelompok: Agidio Anugrah Ditama (05021381621051)

                   Anna Syahara (05021181621087)

                   Sestri Rika Anggraini (05021181621017)

Pure Substance

Zat yang memiliki komposisi kimiawi tetap selama ini disebut zat murni Air, helium karbon dioksida, nitrogen adalah contohnya.

Tidak harus menjadi unsur kimia tunggal selama itu homogen di seluruh, seperti udara. Campuran fase dua atau lebih Zatnya masih bisa murni zatnya jika bersifat homogen, seperti es dan air (padat dan cair) atau air dan uap (cair dan gas).

Fase Zat Murni

Ada tiga fase prinsip - padat, cair dan gas, namun merupakan substansi dapat memiliki beberapa fase lain dalam fase prinsip. Contoh termasuk karbon padat (berlian dan grafit) dan besi (tiga fase padat). Meskipun demikian, termodinamika hanya berurusan dengan fase primer. Secara umum:

- Padatan memiliki ikatan molekul terkuat.

- Padatan erat dikemas tiga dimensi kristal.

- Molekul mereka tidak bergerak relatif terhadap satu sama lain

- Kekuatan ikatan molekuler menengah

- Jarak molekuler cair sebanding dengan padatan tapi isinya molekul bisa mengapung dalam kelompok.

- Ada urutan molekul di dalam kelompok

- Kekuatan ikatan molekul paling lemah.

- Molekul dalam fase gas berjauhan, tidak memiliki perintah struktur

- Molekul bergerak secara acak dan bertabrakan satu sama lain.

- Molekul mereka berada pada tingkat energi yang lebih tinggi, mereka harus melepaskannya sejumlah besar energi untuk mengembun atau membeku.

Saturation Temperature And Saturation Pressure

Ingat bahwa selama perubahan fasa, tekanan dan suhu tidak sifat intensif yang independen Akibatnya, suhu di Air yang mulai mendidih tergantung pada tekanan. Dengan kata lain, air mulai mendidih pada suhu 100 º C tetapi hanya pada 1 atm. Pada tekanan yang berbeda, air Bisul pada suhu yang berbeda. Pada tekanan tertentu, suhu di mana zat murni berubah Fasa disebut suhu jenuh (Tsat). Demikian juga, pada suhu tertentu, tekanan di mana zat murni Fase perubahan disebut tekanan saturasi (Psat).

Konversi Energi dan Analisis Energi Secara Umum

Nama Dosen: Prof. Dr. Ir. Daniel Saputra, MS., A.Eng.

Kelompok: Agidio Anugrah Ditama (05021381621051)

                   Anna Syahara (05021181621087)

                   Sestri Rika Anggraini (05021181621017)

Energi adalah tenaga atau gaya untuk berbuat sesuatu. Definisi ini merupakan perumusan yang lebih luas daripada pengertian-pengertian mengenai energi pada umumnya yang dianut di dunia ilmu pengetahuan. Dalam pengertian sehari-hari energi dapat didefinisikan sebagai kemampuan melakukan suatu pekerjaan.

Ilmu yang mempelajari perubahan energi dari energi satu kelainnya adalah disebut dengan ilmu konversi energi. Tingkat keberhasilan perubahan energi adalah disebut dengan efisiensi. Adapun sifat-sifat energi secara umum adalah: Transformasi energi, artinya energi bisa diubah menjadi bentuk lain, misalkan energi panas pembakaran menjadi energi mekanik mesin.

Energi termal dalam arti relatif adalah energi yang berhubungan dengan selisih suhu benda itu dengan suhu lingkungan. Sedangkan, energi termal dalam arti absolut adalah energi yang berhubungan dengan selisih suhu benda itu dengan suhu absolut terendah, atau 0 K.

Dengan memperhatikan apa yang diuraikan tersebut, terdapat definisi pengertian berikut:

a.       Energi adalah jumlah energi absolut, yang berhubungan dengan taraf yang paling rendah.

b.      Eksergi adalah jumlah energi secara relatif, yaitu selisih energi dengan lingkungan.

c.       Anergi adalah selisih antara energi dan eksergi, atau:

Energi   =   Anergi   +   Eksergi

Dengan demikian maka dapat disimpulkan bahwa apa yang sehari-hari disebut “energi” pada asanya merupakan “eksergi”. Dan eksergi inilah yang merupakan bagian yang dapat dimanfaatkan untuk bekerja. Sedangkan anergi merupakan bagian dari jumlah energi yang secara praktis tidak dapat dimanfaatkan.

Transfer energi, yaitu energi panas (heat) dapat ditransfer dari tempat satu ke tempat lainnya atau dari material satu ke material lainnya.

Energi dapat pindah ke benda lain melalui sutu gaya yang menyebabkan pergeseran, sering disebut dengan energi mekanik.

Energi terdapat dalam berbagai bentuk, yang dapat dikategorikan dalam 3 (tiga) golongan besar, yaitu:

1).    Energi kinetik

Energi kinetik adalah energi dari gerakan dan secara matematik dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:

E_k = ½ mv²

Dimana:

E_k  :     Energi kinetik

m   :     massa dari benda yang bergerak (kilogram, kg)

v    :     kecepatan benda bergerak (meter per detik, m/s)

2).    Energi potensial

Terdapat beberapa bentuk energi potensial, misalnya energi yang tersimpan dalam suatu pegas yang berada dalam keadaan tertekan, energi kimia yang terdapat dalam bahan bakar fosil, dan energi gravitasi yang terdapat pada benda bilamana diangkat dari permukaan bumi. Bilamana energi surya menguapkan air, dan mengangkatnya ke atas menjadi awan, kemudian jatuh sebagai hujan, maka air yang terkumpul memiliki energi potensial sebesar:

E_p = mgh

Dimana:

m   :     massa dari air (kg)

g    :     akselerasi karena gravitasi (m/s²), dan

h    :     tinggi jatuh air

3).    Energi Massa

Konversi dari massa menjadi energi, terjadi dalam reaksi fisi maupun fusi. Matahari pada asanya merupakan satu buah reaktor fusi raksasa yang mengkonversikan bagian dari massa hidrogen menjadi energi panas dan radiasi. Hal ini dinyakan dengan rumus Einstein yang tersohor:

E = mc²

Dimana:

m   :     massa yang dikonversikan (kg)

c    :     kecepatan cahaya dalam ruang hampa (3 x 10⁸ m/s), sedangkan

E    :     energi yang dibebaskan.

Jika misalnya 1 kg bahan bakar nuklir dikonversikan menjadi energi, maka akan diperoleh:

      E    =    1 kg x ((3 x 10⁸ m/s)² = 9 x 10¹⁶ Joule

yang merupakan jumlah energi yang dibebaskan. Dengan demikian, bahan bakar nuklir seperti deuterium, tritium, uranium-235, dan plutonium-239 dapat dianggap sebagai bentuk-bentuk energi potensial yang sangat terkonsentrasikan.

Daya merupakan konsep lain dari energi, yang merupakan kecepatan energi itu per satuan waktu, atau dirumuskan:

P = E / t

Dimana:

E    :     energi ( joule, J),

t     :     satuan waktu (detik,s), dan

P    :     daya (watt,W)

Dengan demikian dapat dilihat dari formulasi di atas bahwa 1 Watt = 1 Joule per detik.

Analisis Energi dan Massa Sistem Terbuka

Nama Dosen: Prof. Dr. Ir. Daniel Saputra, MS., A.Eng.

Kelompok: Agidio Anugrah Ditama (05021381621051)

                   Anna Syahara (05021181621087)

                   Sestri Rika Anggraini (05021181621017)

Pada sebagian besar persoalan keteknikan pada umunya akan melibatkan aliran massa masuk dan keluar sistem, oleh karena itu, dengan kondisi yang demikian seiring dimodelkan sebagai kontrol volume. Batas dari sebuah volume atur disebut dengan permukaan atur (control surface), dan hal tersebut dapat berupa batas riil maupun imajiner.

1.    Prinsip konservasi massa

2.    Kecepatan aliran massa dan volume (mass dan volume flow rates)

3.    Prinsip konservasi energi

Persamaan konservasi energi untuk sebuah volume atur ketika menjalani suatu proses dapat diungkapkan seperti:

  -   -  = \

Dalam volume atur seperti juga dalam sistem tertutup, dalam interaksinya dimungkinkan bekerja lebih dari satu bentuk kerja pada waktu yang bersamaan.

Untuk volume atur, karena dalam kasus ini massa dapat melintas batas sistem, maka jumlah maasa yang masuk dan keluar sistem harus diperhatikan.

 -  =

m(masuk) - ∑m(keluar) = ∆mcv

Kecepatan Aliran Massa dan Volume

Jumlah massa yang mengalir melintasi sebuah seksi perunit waktu disebut massa flow rate dan dinotasikandengan m (dot).

Massa flow rates melalui diferensiasi dA dapat dituliskan :

                        dṁ =  Vn dA

            dimana :

                        Vn adalah komponen kecepatan normal terhadap dA

Massa yang melalui pipa atau saluran dapat diperoleh dengan mengintegralkan :

 ṁ = Vn dA                                 (kg/s)

sedangkan volume flow rates :

V = Vn = Vav A                         (m²/s)\

4.    Kesetimbangan massa untuk proses aliran tetap (Steady)

5.    Contoh kasus aliran tidak mampat (Incompressible)

6.    Kerja aliran (flow work)

7.    Energi total aliran

Ketika berhadapat dengan proses aliran steady, bukan jumlah total massa mengalir masuk atau keluar dari perangkat dari waktu ke waktu, melaikan lebih mementingkan jumlah massa yang mengalir setiap satuan waktu yaitu, laju aliran massa m.

Prinsip konservasi massa untuk sistem aliran, secara umum sistem dengan beberapa pintu masuk (inlet) dan pintu keluar (outlet) dapat dinyatakan dalam bentuk laju sebagai berikut :

∑masuk ṁ = ∑keluar ṁ                      (kg/s)

Steady flow process didefinisikan sebagai proses dimana fluida mengalir dalan control volume secara steady. Hal ini berarti bahwa property dapat berubah dan titik ke titik di dalam control volume tetapi pada setiap titik selalu konstan selama proses.

Karakteristik steady flow process :

1.      Selama proses tidak ada property yang berubah terhadap waktu.

2.      Selama proses sifat fluida di inlet dan outlet tidak berubah terhadap waktu.

3.      Interaksi energi (berupa panas dan kerja) antara sistem control volume dengan sekelilingnya tidak berubah terhadap waktu.

A.  Konservasi massa

Persamaan konservasi massa untuk proses aliran steady dengan multi inlet dan exit dapat dideskripsikan dalam bentuk rate adalah sebagai berikut :

 = 

            ∑ṁin = ∑ṁout                        (kg/s)

B.  Konservasi energi

Selama proses aliran steady total energi dalam sebuah volume atur adalah konstan. Sehingga perubahan tital energi selama proses adalah nol. Sehingga jumlah energi yang memasuki sebuah volume atur dalam semua bentuk (panas, kerja, tranfer massa) harus sama dengan energi yang keluar untuk sebuah proses alran steady.

 =  -

HUKUM THERMODINAMIKA II

Nama Dosen: Prof. Dr. Ir. Daniel Saputra, MS., A.Eng.

Kelompok: Agidio Anugrah Ditama (05021381621051)

                   Anna Syahara (05021181621087)

                   Sestri Rika Anggraini (05021181621017)

       Hukum kedua termodinamika mengatakan bahwa aliran kalor memiliki arah. Dengan kata lain, tidak semua proses di alam adalah reversibel (arahnya dapat dibalik). Hukum kedua termodinamika menyatakan bahwa kalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak pernah mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya. Hukum pertama termodinamika tidak dapat menjelaskan apakah suatu proses mungkin terjadi ataukah tak mungkin terjadi. Oleh karena itu, muncullah hukum kedua termodinamika yang disusun tidak lepas dari usaha untuk mencari sifat atau besaran sistem yang merupakan fungsi keadaan. Ternyata orang yang menemukannya adalah Clausius dan besaran itu disebut entropi. Hukum kedua ini dapat dirumuskan sebagai berikut:

“Proses suatu sistem terisolasi yang disertai dengan penurunan entropi tidak mungkin terjadi. Dalam setiap proses yang terjadi pada sistem terisolasi, maka entropi sistem tersebut selalu naik atau tetap tidak berubah.”

            Hukum kedua termodinamika memberikan batasan dasar pada efisiensi sebuah mesin atau pembangkit daya. Hukum ini juga memberikan batasan energi masukan minimum yang dibutuhkan untuk menjalankan sebuah sistem pendingin. Maka hukum kedua secara langsung menjadi relevan pada banyak soal praktis yang penting. Hukum kedua termodinamika juga dapat dinyatakan dalam konsep entropi yaitu sebuah ukuran kuantitatif derajat ketidakaturan atau keacakan sebuah sistem.

1.      Formulasi Kelvin-Planck

“Tidak mungkin untuk membuat sebuah mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata mengubah energi panas yang diperoleh dari suatu sumber pada suhu tertentu seluruhnya menjadi usaha mekanik.”Dengan kata lain, formulasi kelvin-planck menyatakan bahwa tidak ada cara untuk mengambil energi panas dari lautan dan menggunakan energi ini untuk menjalankan generator listrik tanpa efek lebih lanjut, misalnya pemanasan atmosfer. Oleh karena itu, pada setiap alat atau mesin memiliki nilai efisiensi tertentu. Efisiensi menyatakan nilai perbandingan dari usaha mekanik yang diperoleh dengan energi panas yang diserap dari sumber suhu tinggi.

2.      Formulasi Clausius

“Tidak mungkin untuk membuat sebuah mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata memindahkan energi panas dari suatu benda dingin ke benda panas”. Dengan kata lain, seseorang tidak dapat mengambil energi dari sumber dingin (suhu rendah) dan memindahkan seluruhnya ke sumber panas (suhu tinggi) tanpa memberikan energi pada pompa untuk melakukan usaha.  (Marthen Kanginan, 2007: 249-250)

Berbeda dari hukum pertama, hukum kedua ini mempunyai berbagai perumusan. Kelvin mengetengahkan suatu permasalahan dan Planck mengetengahkan perumusan lain. Karena pada hakekatnya perumusan kedua orang ini mengenai hal yang sama maka perumusan itu digabung dan disebut perumusan Kelvin-Planck bagi hukum kedua termodinamika. Perumusan ini diungkapkan demikian :“Tidak mungkin membuat pesawat yang kerjanya semata-mata menyerap kalor dari sebuah reservoir dan mengubahnya menjadi usaha”. Oleh Clausius, hukum kedua termodinamika dirumuskan dengan ungkapan : “Tidak mungkin membuat pesawat yang kerjanya hanya menyerap kalor dari reservoir bertemperatur rendah dan memindahkan kalor ini ke reservoir yang bertemperatur tinggi, tanpa disertai perubahan lain”.

Hukum kedua termodinamika berkaitan dengan apakah proses-proses yang dianggap taat azas dengan hukum pertama, terjadi atau tidak terjadi di alam. Hukum kedua termodinamika seperti yang diungkapkan oleh Clausius mengatakan, “Untuk suatu mesin siklis maka tidak mungkin untuk menghasilkan efek lain, selain dari menyampaikan kalor secara kontinu dari sebuah benda ke benda lain pada temperatur yang lebih tinggi".

Bila ditinjau siklus Carnot, yakni siklus hipotesis yang terdiri dari empat proses terbalikkan: pemuaian isotermal dengan penambahan kalor, pemuaian adiabatik, pemampatan isotermal dengan pelepasan kalor dan pemampatan adiabatik; jika integral sebuah kuantitas mengitari setiap lintasan tertutup adalah nol, maka kuantitas tersebut yakni variabel keadaan, mempunyai sebuah nilai yang hanya merupakan ciri dari keadaan sistem tersebut, tak peduli bagaimana keadaan tersebut dicapai. Variabel keadaan dalam hal ini adalah entropi. Perubahan entropi hanya gayut keadaan awal dan keadaan akhir dan tak gayut proses yang menghubungkan keadaan awal dan keadaan akhir sistem tersebut.

Hukum kedua termodinamika dalam konsep entropi mengatakan, "Sebuah proses alami yang bermula di dalam satu keadaan kesetimbangan dan berakhir di dalam satu keadaan kesetimbangan lain akan bergerak di dalam arah yang menyebabkan entropi dari sistem dan lingkungannya semakin besar".

Jika entropi diasosiasikan dengan kekacauan maka pernyataan hukum kedua termodinamika di dalam proses-proses alami cenderung bertambah ekivalen dengan menyatakan, kekacauan dari sistem dan lingkungan cenderung semakin besar.

Di dalam ekspansi bebas, molekul-molekul gas yang menempati keseluruhan ruang kotak adalah lebih kacau dibandingkan bila molekul-molekul gas tersebut menempati setengah ruang kotak. Jika dua benda yang memiliki temperatur berbeda T₁ dan T₂ berinteraksi, sehingga mencapai temperatur yang serba sama T, maka dapat dikatakan bahwa sistem tersebut menjadi lebih kacau, dalam arti, pernyataan "semua molekul dalam sistem tersebut bersesuaian dengan temperatur T adalah lebih lemah bila dibandingkan dengan pernyataan semua molekul di dalam benda A bersesuaian dengan temperatur T₁ dan benda B bersesuaian dengan temperatur T₂". Di dalam mekanika statistik, hubungan antara entropi dan parameter kekacauan adalah : 

                                                               S=k log w  ............................................. (2.6)

dimana k adalah konstanta Boltzmann, S adalah entropi sistem, w adalah parameter kekacauan, yakni kemungkinan beradanya sistem tersebut relatif terhadap semua keadaan yang mungkin ditempati.

Jika ditinjau perubahan entropi suatu gas ideal di dalam ekspansi isotermal, dimana banyaknya molekul dan temperatur tak berubah sedangkan volumenya semakin besar, maka kemungkinan sebuah molekul dapat ditemukan dalam suatu daerah bervolume V adalah sebanding dengan V; yakni semakin besar V maka semakin besar pula peluang untuk menemukan molekul tersebut di dalam V. Kemungkinan untuk menemukan sebuah molekul tunggal di dalam V adalah:

                                                            W₁ =c V ................................................ (2.7)

dimana c adalah konstanta. Kemungkinan menemukan N molekul secara serempak di dalam volume V adalah hasil kali lipat N dari w. Yakni, kemungkinan dari sebuah keadaan yang terdiri dari N molekul berada di dalam volume V adalah :

                                                       w=w₁^N = (cV)^N ........................................... (2.8)

Jika persamaan (2.8) disubstitusikan ke (2.6), maka perbedaan entropi gas ideal dalam proses ekspansi isotermal dimana temperatur dan banyaknya molekul tak berubah, adalah bernilai positip. Ini berarti entropi gas ideal dalam proses ekspansi isotermal tersebut bertambah besar.

Definisi statistik mengenai entropi, yakni persamaan (2.6), menghubungkan gambaran termodinamika dan gambaran mekanika statistik yang memungkinkan untuk meletakkan hukum kedua termodinamika pada landasan statistik.Arah dimana proses alami akan terjadi menuju entropi yang lebih tinggi ditentukan oleh hukum kemungkinan, yakni menuju sebuah keadaan yang lebih mungkin. Dalam hal ini, keadaan kesetimbangan adalah keadaan dimana entropi maksimum secara termodinamika dan keadaan yang paling mungkin secara statistik. Akan tetapi fluktuasi, misal gerak Brown, dapat terjadi di sekitar distribusi kesetimbangan.

Dari sudut pandang ini, tidaklah mutlak bahwa entropi akan semakin besar di dalam tiap-tiap proses spontan. Entropi kadang-kadang dapat berkurang. Jika cukup lama ditunggu, keadaan yang paling tidak mungkin sekali pun dapat terjadi: air di dalam kolam tiba-tiba membeku pada suatu hari musim panas yang panas atau suatu vakum setempat terjadi secara tiba-tiba dalam suatu ruangan.

3. Reservoir Energi Panas (Thermal Energy Reservoir)          

Thermal Energy Reservoir atau lebih umum disebut dengan reservoir energi panas adalah suatu benda atau zat yang mempunyai kapasitas energi panas yang besar. Artinya reservoir dapat menyerap atau menyuplai sejumlah energi panas yang tidak terbatas tanpa mengalami perubahan temperatur. Contoh dari benda atau zay besar yang disebut reservoir adalah samudera, danau, dan sungai untuk benda besar yang berwujud air dan atmosfer untuk benda berwujud besar di udara. Sistem dua fasa juga dapat dimodelkan sebagau suatu reservoir, karena sistem dua fasa dapat menyerap dan melepaskan panas tanpa mengalami perubahan temperatur. Dalam prakteknya, ukuran sebuah reservoir menjadi relatif. Misalnya sebuah ruangan dapat disebut sebagai sebuah reservoir dalam suatu analisa panas yang dilepaskan oleh sebuah televisi. Reservoir yang menyuplai energi disebut dengan saurce dan reservoir yang menyerap energi disebut dengan sink.

1.Mesin Kalor (Heat Engines)

Mesin kalor adalah sebutan untuk alat yang berfungsi mengubah energi panas menjadi energi mekanik. Sebuah mesin kalor dapat di karakteristikkan sebagai berikut:

1.    Mesin kalor menerima panas dari source bertemperatur tinggi (energi matahari, bahan bakar, reaktor nuklir, dll)

2.    Mesin kalor mengkonvensi sebagian panas menjadi kerja (umumnya dalam bentuk poros yang berputar)

3.    Mesin kalor membuang sisa panas ke sink bertemperatur rendah.

4.    Mesin kalor beroperasi dalam sebuah siklus.

Sebuah alat produksi kerja yang paling tepat mewakili definisi dari mesin kalor adalah pembangkit listrik tenaga air, yang merupakan mesin pembakaran luar dimana fluida kerja mengalami siklus termodinamika yang lengkap.

Efisiensi termal (thermal efficiencies)

Efisiensi termal sebenarnya digunakan untuk mengukur unjuk kerja dari suatu mesin kalor, yaitu berapa bagian dari input panas yang diubah menjadi output kerja bersih.

                                          Unjuk kerja = Output yang diinginkan .......................... (2.9)

                                                      Input yang diperlukan

Untuk mesin kalor, output yang diinginkan adalah output kerja bersih. Dan input yang diperlukan adalah jumlah panas yang disuplai ke fluida kerja. Kemudian efisiensi termal dari sebuah mesin kalor dapat diekspresikan sebagai:

                                          Efisiensi termal = Output kerja bersih ......................... (2.10)

                                                       Input yang diinginkan

Atau

                                                             n_th= 1 –   Q _out .......................................................... (2.11)

Atau

                                                           Q _in     Dimana W _{bersih out} = Q_out-Q_in ................................... (2.12)

Melihat karaktristik dari sebuah mesin kalor, maka tidak ada sebuah mesin kalor yang dapat mengubah semua panas yang diterima kemudian mengubahnya semua menjadi kerja. Pernyataan tersebut dimuat sebuah pernyataan oleh Kelvin-Plank yang berbunyi : “Adalah tidak mungkin untuk sebuah alat atau mesin yang beroperasi dalam sebuah siklus yang menerima panas dari sebuah reservoir tunggal dan memproduksi sejumlah kerja bersih.”

Pernyataan diatas hanya diperuntukkan pada mesin kalor, dapat diartikan sebagai tidak ada sebuah mesin/alat yang bekerja dalam sebuah siklus menerima panas dari reservoir bertemperatur tinggi dan mengubah panas tersebut seluruhnya menjadi kerja bersih. Atau dengan kata lain tidak ada sebuah mesin kalor yang mempunyai efisiensi 100%.

Mesin Pendingin

Mesin pendingin, sama seperti mesin kalor, adalah sebuah alat siklus. Fluida kerjanya disebut dengan refrigerant. Siklus refrigerasi yang paling banyak digunakan adalah daur refrigerasi kompresi-uap yang melibatkan empat komponen : kompresor, kondensor, katup ekspansi dan evaporator

Refrigerant memasuki kompresor sebagai sebuah uap dan di kompres ketekanan kondensor. Refrugerant meninggalkan kompresor pada temperatur yang relatif tinggi dan kemudian didinginkan dan mengalami kondensasi di kondensor yng membuang panasnya ke lingkungan. Refrigent kemudian memasuki tabung kapilar dimana tekanan refrigerant turun drastis karena efek throttling. Refrigerant bertemperatur rendah kemudian memasuki evaporator, dimana disini refrigent menyerap panas dari ruang refrigerasi dan kemudian refriferant kembali memasuki kompresor. Efisiensi refrigerator disebut dengan istilah coefficient of performance (COP), dinotasikan dengan COPR.

Perlu dicatat bahwa harga dari COPR dapat berharga lebih dari satu, karena jumlah panas yang diserap dari ruang refrigerasi dapat lebih besar dari jumlah input kerja. Hal tersebut kontras dengan efisiensi termal yang selalu kurang dari satu. Salah satu alasan penggunaan istilahcoefficient of performance-lebih disukai untuk menghindari kerancuan dengan istilah efisiensi, karena COP dari mesin pendingin lebih besar dari satu.

Pompa Kalor

Pompa kalor adalah mesin yang memindahkan panas dari satu lokasi (atau sumber) ke lokasi lainnya menggunakan kerja mekanis. Sebagian besar teknologi pompa kalor memindahkan panas dari sumber panas yang bertemperatur rendah ke lokasi bertemperatur lebih tinggi. Contoh yang paling umum adalah lemari es, freezer, pendingin ruangan, dan sebagainya. Tujuan dari mesin pendingin adalah untuk menjaga ruang refrigerasi tetap dingin dengan meyerap panas dari ruang tersebut. Tujuan pompa kalor adalah menjaga ruangan tetap bertemperatur tinggi. Proses pemberian panas ruangan tersebut disertai dengan menyerap panas dari sumber bertemperatur rendah.

Perbandingan antara COPR dan COPHP adalah sebagai berikut :

Mesin kalor membuat energi mengalir dari lokasi yang lebih panas ke lokasi yang lebih dingin, menghasilkan fraksi dari proses tersebut sebagai kerja. Kebalikannya, pompa kalor membutuhkan kerja untuk memindahkan energi termal dari lokasi yang lebih dingin ke lokasi yang lebih panas.Air condtioner pada dasarnya adalah sebuah mesin pendingin tetapi yang didinginkan disini bukan ruang refrigerasi melainkan sebuah ruangan/gedung atau yang lain.

Hukum Termodinamika II Pernyataan Clausius

Terdapat dua pernyataan dari hukum termodinamika kedua - - pernyataan kelvin-plank yang diperuntukkan untuk mesin kalor, dan pernyataan clausius yang diperuntukkan untuk mesin pendingin/pompa kalor. Pernyataan clausis dapat diungkapkan sebagai berikut: “Adalah tidak mungkin membuat sebuah alat yang beroprasi dalam sebuah siklus tanpa adanya efek dari luar untuk mentransfer panas dari media bertemperatur rendah kemedia bertemperatur tinggi.”

Telah kita ketahui bahwa panas akan berpindah dari media bertemperatur tinggi kemedia bertemperatur rendah. Pernyataan clausis tidak mengimplikasikan bahwa membuat sebuah alat siklus yang dapat memindahkan panas dari terperatur rendah ke media bertemperatur tinggi adalah tidak mungkin dibuat. Hal tersebut dapat terjadi asalkan ada efek luar yang dalam kasus tersebut dilakukan kompresor yang mendapat energi dari energi listrik.