Sejarah motor Diesel

Sejarah motor Diesel 

 

Pada tahun 1893 Dr. Rudolf Diesel memulai karier mengadakan eksperimen sebuah motor percobaan. Setelah banyak mengalami kegagalan dan kesukaran, maka akhirnya pada tahun 1897 berhasil menemukan sebuah motor yang bekerja berdasarkan bahan bakar yang disemprotkan ataupun dihamburkan ke dalam ruang bakar dari motor dengan memakai tekanan udara. Tekanan udara itu didapati dari sebuah kompresor udara yang terdapat pada sisi motor tersebut. Motor tersebut sudah dapat menghasilkan putaran tetapi masih belum sempurna.

Pada tahun 1902 Dr. Rudolf Diesel bekerja sama dengan pabrik mesin Ausgburg Nurnberg Jerman. Dari sini mereka terus mengadakan percobaan dan penyempurnaan terhadap motor tersebut, sehingga terbentuklah sebuah motor dianggap sempurna dan mempunyai jaminan yang cukup untuk digunakan dalam dunia usaha. Atas jasanya maka motor itu dikenal dengan nama MOTOR DIESEL.
Motor diesel banyak mempunyai kesamaan dengan Motor Bensin  terutama mengenai susunan konstruksi dari blok motor, silinder, piston, kepala silinder, karter, poros engkol, bantalan dari poros engkol, batang pemutar, kelengkapan dari katup – katup, susunan poros bubungan, bentuk dari manifold masuk dan manifold buang, sistem pendinginan dan sistem pelumasan.

Perbedaannya adalah bahwa motor diesel tidak terdapat karburator, maka dengan demikian bahan bakar yang digunakan bukan bensin melainkan minyak solar. Tidak terdapat kelengkapan listrik untuk  pengapian antara lain, busi – platina – alat pembagi – coil – dan accu. Dan sebagai ganti kelengkapan itu adalah sebuha pompa bahan bakar yang dilengkapi dengan pengabut ( Injection nozzle). Seperti halnya pada motor bensin, di mana motor diesel juga terdapat jenis motor 4 tak dan 2 tak, di mana motor 4 tak  jenis yang paling banyak digunakan.

Mesin Carnot

Mesin Carnot

Diagram asli mesin Carnot, 1824

Mesin Carnot adalah mesin kalor hipotetis yang beroperasi dalam suatu siklus reversibel yang disebut siklus Carnot. Model dasar mesin ini dirancang oleh Nicolas Léonard Sadi Carnot, seorang insinyur militer Perancis pada tahun 1824. Model mesin Carnot kemudian dikembangkan secara grafis oleh Émile Clapeyron 1834, dan diuraikan secara matematis oleh Rudolf Clausius pada 1850an dan 1860an. Dari pengembangan Clausius dan Clapeyron inilah konsep dari entropi mulai muncul.

Setiap sistem termodinamika berada dalam keadaan tertentu. Sebuah siklus termodinamika terjadi ketika suatu sistem mengalami rangkaian keadaan-keadaan yang berbeda, dan akhirnya kembali ke keadaan semula. Dalam proses melalui siklus ini, sistem tersebut dapat melakukan usaha terhadap lingkungannya, sehingga disebut mesin kalor.

Sebuah mesin kalor bekerja dengan cara memindahkan energi dari daerah yang lebih panas ke daerah yang lebih dingin, dan dalam prosesnya, mengubah sebagian energi menjadi usaha mekanis. Sistem yang bekerja sebaliknya, dimana gaya eksternal yang dikerjakan pada suatu mesin kalor dapat menyebabkan proses yang memindahkan energi panas dari daerah yang lebih dingin ke energi panas disebut mesin refrigerator.

Pada diagram di samping, yang diperoleh dari tulisan Sadi Carnot berjudul Pemikiran tentang Daya Penggerak dari Api (Réflexions sur la Puissance Motrice du Feu), diilustrasikan ada dua benda A dan B, yang temperaturnya dijaga selalu tetap, dimana A memiliki temperatur lebih tinggi daripada B. Kita dapat memberikan atau melepaskan kalor pada atau dari kedua benda ini tanpa mengubah suhunya, dan bertindak sebagai dua reservoir kalor. Carnot menyebut benda A "tungku" dan benda B "kulkas".^[1] Carnot lalu menjelaskan bagaimana kita bisa memperoleh daya penggerak (usaha), dengan cara memindahkan sejumlah tertentu kalor dari reservoir A ke B.

Diagram modern

Dibawah ini adalah diagram mesin Carnot sebagaimana biasanya dimodelkan dalam pembahasan modern

Diagram mesin Carnot (modern) - kalor mengalir dari reservoir bersuhu tinggi T_H melalui "fluida kerja", menuju reservoir dingin T_C, dan menyebabkan fluida kerja memberikan usaha mekanis kepada lingkungan, melalui siklus penyusutan (kontraksi) dan pemuaian (ekspansi).

Dalam diagram tersebut, sistem ("fluida kerja"), dapat berupa benda fluida atau uap apapun yang dapat menerima dan memancarkan kalor Q, untuk menghasilkan usaha. Carnot mengusulkan bahwa fluida ini dapat berupa zat apapun yang dapat mengalami ekspansi, seperti uap air, uap alkohol, uap raksa, gas permanen, udara, dll. Sekalipun begitu, pada tahun-tahun awal, mesin-mesin kalor biasanya memiliki beberapa konfigurasi khusus, yaitu Q_H disuplai oleh pendidih, di mana air didihkan pada sebuah tungku, Q_C biasanya adalah aliran air dingin dalam bentuk embun yang terletak di berbagai bagian mesin. Usaha keluaran W biasanya adalah gerakan piston yang digunakan untuk memutar sebuah engkol, yang selanjutnya digunakan untuk memutar sebuah katrol. Penggunaannya biasanya untuk mengangkut air dari sebuah pertambangan garam. Carnot sendiri mendefinisikan "usaha" sebagai "berat yang diangkat melalui sebuah ketinggian".

Teorema Carnot

Sebuah mesin nyata (real) yang beroperasi dalam suatu siklus pada temperatur and tidak mungkin melebihi efisiensi mesin Carnot.

Sebuah mesin nyata (kiri) dibandingkan dengan siklus Carnot (kanan). Entropi dari sebuah material nyata berubah terhadap temperatur. Perubahan ini ditunjukkan dengan kurva pada diagram T-S. Pada gambar ini, kurva tersebut menunjukkan kesetimbangan uap-cair ( lihat siklus Rankine). Sifat irreversibel sistem dan kehilangan kalor ke lingkungan (misalnya, disebabkan gesekan) menyebabkan siklus Carnot ideal tidak dapat terjadi pada semua langkah sebuah mesin nyata.

Teorema Carnot adalah pernyataan formal dari fakta bahwa: Tidak mungkin ada mesin yang beroperasi di antara dua reservoir panas yang lebih efisien daripada sebuah mesin Carnot yang beroperasi pada dua reservoir yang sama. Artinya, efisiensi maksimum yang dimungkinkan untuk sebuah mesin yang menggunakan temperatur tertentu diberikan oleh efisiensi mesin Carnot,

Implikasi lain dari teorema Carnot adalah mesin reversibel yang beroperasi antara dua reservoir panas yang sama memiliki efisiensi yang sama pula.

Efisiensi maksimum yang dinyatakan pada persamaan diatas dapat diperoleh jika dan hanya jika tidak ada entropi yang diciptakan dalam siklus tersebut. Jika ada, maka karena entropi adalah fungsi keadaan, untuk membuang kelebihan entropi agar dapat kembali ke keadaan semula akan melibatkan pembuangan kalor ke lingkungan, yang merupakan proses irreversibel dan akan menyebabkan turunnya efisiensi. Jadi persamaan di atas hanya memberikan efisiensi dari sebuah mesin kalor reversibel.

sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_Carnot

Angin Surya

Pada pertengahan 1950an, matematikawan Inggris, Sydney Chapman, menghitung sifat gas yang berada pada suhu demikian dan menemukan kalau ia merupakan konduktor panas yang sangat baik dan mestinya melebar jauh melebihi orbit Bumi. Juga ditahun 1950an, ilmuan Jerman bernama Ludwig Biermann menjadi tertarik dengan fakta kalau tidak peduli apakah komet menuju atau menjauhi matahari, ekornya selalu menjauhi matahari. Biermann mengajukan kalau ini terjadi karena Matahari memancarkan aliran partikel secara tetap yang mendorong ekor komet menjauh. Wilfried Schroeder mengklaim dalam bukunya, Who First Discovered the Solar Wind?, kalau astronom Jerman, Paul Ahnert adalah yang pertama menghubungkan angin surya dengan arah ekor komet berdasarkan pengamatan komet Whipple-Fedke (1942g).

Pada akhir 1990an, instrumen Ultraviolet Coronal Spectrometer (UVCS) di pesawat antariksa SOHO mengamati daerah percepatan angin surya cepat yang memancar dari kutub-kutub matahari, dan menemukan kalau angin dipercepat jauh lebih laju daripada akibat ekspansi termodinamika semata. Model Parker meramalkan kalau anginnya harus membuat transisi menuju aliran supersonik pada ketinggian sekitar 4 radius matahari dari fotosfer; namun transisi (atau titik sonik) sekarang tampak jauh lebih rendah, mungkin hanya 1 radius matahari di atas fotosfer, menyarankan kalau beberapa mekanisme tambahan mempercepat angin surya menjauh dari matahari.

Komponen yang besar dari angin surya adalah ejeksi massa korona (CME). CME merupakan pelontaran massa korona dalam waktu tertentu dan meningkatkan intensitas angin surya. Ketika CME menghantam magnetosfer Bumi, ia secara sementara mengubah bentuk medan magnet Bumi, mengubah arah jarum kompas, dan menginduksi arus ground listrik yang besar di Bumi itu sendiri; yang disebut badai geomagnetik dan merupakan fenomena global. Hantaman CME dapat menginduksi rekoneksi magnetik dalam ekor magnet Bumi (sisi tengah malam magnetosfer); ia melontarkan proton dan elektron turun ke atmosfer Bumi, dan membentuk aurora.

Merkurius, planet terdekat dengan Matahari, mendapatkan angin surya dalam jumlah penuh, dan atmosfernya punah dan transient, sehingga permukaannya bermandikan radiasi.

Angin surya menghembuskan gelembung-gelembung dalam medium antar bintang (daerah yang mengandung gas hidrogen dan helium yang langka yang mengisi galaksi). Titik dimana kekuatan angin surya tidak lagi cukup untuk mendorong medium antar bintang disebut heliopause, dan sering dipandang sebagai perbatasan terluar Tata Surya. Jarak ke heliopause tidak diketahui dengan pasti, dan mungkin beragam tergantung pada kecepatan angin surya dan kepadatan lokal medium antar bintang, namun diketahui kalau ia berada jauh di luar orbit Pluto. Para ilmuan berharap memperoleh lebih banyak pengetahuan heliopause dari data yang diperoleh lewat misi Interstellar Boundary Explorer (IBEX) yang diluncurkan bulan Oktober 2008.

sumber:
http://www.faktailmiah.com/label/termodinamika

HEAT DEATH OF THE UNIVERSE

SISTEM IDEAL DAN REAL, ENTROPI NOL, DAN TEMPERATUR NOL ABSOLUT TERMODINAMIK

● Entropi, sebagaimana propertas dan atribut lain termodinamik, seperti tekanan dan temperatur, bergantung hanya pada status sistem, dan tak pada lintasan dan arah digunakan untuk mencapai status terebut.

● Untuk sistem "quasi-static" atau dalam statu "quasi-stable" dari sistem sistem terisolasi atau tertutup termodinamik yang senantiasa mempertahankan "status-quo", nilai entropi pada dasarnya adalah nol atau tetap, karena tak ada perubahan energi atau kuantitas energi adalah tetap. Dalam, sistem termodinamika, yang signifikan bukanlah entropi, tapi perubahan entropi.

● Dalam suatu sistem terisolasi atau tertutup proses reversibel lengkap, kuantitas energi panas tak pernah merosot atau habis, karena perubahan status tiap proses selalu dikembalikan oleh proses balik ke status semula, sehingga entropi adalah tetap atau perubahan entropi adalah nol.

● Jika perubahan fisik dan atau kimawi berlangsung pada temperatur nol mutlak termodinamik, diantara solida kristalin murni, maka tak ada perubahan entropi, karena entropi awal atau sebelum perubahan dan entropi akhir atau setelah perubahan adalah setara. Atau, perubahan entropi pada temperatur nol mutlak termodinamik untuk material dalam fasa terkondensasi adalah nol.

● Dalam suatu sistem termodinamik, dimana terdapat kandungan energi panas, temperatur nol mutlak termodinamik(thermodynamic absolute zero) adalah ideal dan tak pernah dapat dicapai secara real, dimana temperatur termodinamik nol K (Kelvin) adalah setara ― 273,15 °C (Celcius, Centigrade) dan ― 459,67 °F (Fahrenheit).

● Karena temperatur nol mutlak termodinamik adalah ideal dan tak pernah dapat dicapai secara real, suatu sistem termodinamik sempurna secara lengkap (completely perfect) adalah ideal. Secara real, dalam praktek, tiap sistem adalah tak sempurna, dan yang dapat dicapai hanya mendekati sempurna. Sebagai konsekuensi, dalam tiap sistem termodinamik selalu ada sejumlah ketakteraturan, yang membuat sistem selalu memiliki suatu "entropi konfigurasional" yang tak samadengan nol.

Hukum Ketiga Termodinamika terutama menyangkut Teorema Carnot dan Clausius dan Clapeyron, Teorema Panas Nernst, Fungsi Gibbs dan Fungsi Hemholtz.


ENTALPI DAN ENERGI BEBAS

● Dalam suatu sistem terisolasi atau tertutup termodinamik, kuantitas energi panas dikandung sistem, dinamakan "entalpi" (enthalpy) atau kandungan panas (heat content), dan adalah setara dengan jumlah total kuantitas energi internal dan produk tekanan dan volume sistem.

● H = Q = U + p.V

dimana,
● H, entalpi atau kandungan panas, dalam J (Joule)
● Q, kuantitas energi panas, dalam J
● U, energi interal, dalam J
● p, tekanan atau desakan, dalam Pa (Pascal) atau N/m²(Newton per meter persegi) atau J/m³(Joule per meter kubik)
● V, volume, dalam m³(meter kubik)

Jika sistem menyerap energi panas pada tekanan tetap, maka kerja mekanik dihasilkan bergantung pada dan ditentukan oleh perubahan volume, dan dimana perubahan entalpi setara dengan kerja dihasilkan.

● ∂H = ∂Q = ∂U + p.∂V

● Kuantitas energi internal suatu sistem termodinamik, bergantung pada dampak perubahan energi panasa bebas digunakan oleh sistem dan perubahan temperatur sistem.

● U = Ef ― T.(∂Ef/∂T)

dimana,
∂Ef, perubahan energi bebas, dalam J
∂T, perubahan temperatur termodinamik, dalam K



HEAT DEATH OF THE UNIVERSE ― KEMATIAN PANAS SANG SEMESTA

Sesuai dengan hukum termodnamika tentang "entropi", jika semesta (universe) kita asumsikan atau anggap sebagai satu sistem terisolasi, maka entropi total dari semesta adalah senantiasa meningkat ke maksimum, kebalikan dari perosotan energi panas secara berkesinambungan, sampai tak ada lagi energi panas bisa diperoleh oleh semesta untuk beroperasi, dan dinamika semesta berhenti total alias semesta mencapai status statika, yang dinamakan "the heat death of the universe."

Ini jika kita meninjau bahwa semesta mengalami proses irreversibel. Tapi tak akan terjadi bila semesta mengalami proses reversibel. Semesta lahir dari satu Dentum Besar (Big Bang) lalu mengalami ekspansi atau pengembangan. Kemudian berhenti. Kemudian mengalami kontraksi atau pengerutan dan akan mati dalam satu Kersik Besar (Big Crunch). Apakah semesta akan mengalami proses reversibel dalam siklus oskilasi berulang kali, kita tidak tahu.

Ini juga hanya asumsi, untuk menggambarkan entropi sistem termodinamik. Sedangkan energi dalam semesta tak dapat diciptakan dan tak dapat pula dimusnahkan, dan kita tak tahu bagaimana semesta mencatu energi dari luar semesta; sementara semesta yang kita ketahui sementara ini adalah takberbatas dan takberhingga (unounded and infinite).