Hukum II termodinamika menyatakan bahwa panas hanya akan mengalir spontan dari benda bertemperatur tinggi ke benda bertemperatur rendah, dan tidak mungkin membuat mesin yang hanya mengubah panas menjadi kerja tanpa adanya efek samping lain. Mesin Carnot memiliki efisiensi tertinggi dalam mengubah panas menjadi kerja.

1. Hukum II Termodinamika
Hukum II termodinamika dirumuskan oleh beberapa ilmuan diantaranya sebagai
berikut.
a. Rudolf Clausius :
Perumusan Clausius tentang hukum II Termodinamika secara sederhana dapat
diungkapkan sebagai berikut : Tidak mungkin membuat mesin
pendingin yang bekerjanya hanya menyerap dari reservoir bersuhu
rendah dan memindahkan kalor
itu ke reservoir yang bersuhu
tinggi, tanpa disertai perubahan
lain. Dengan kata lain bahwa, kalor
mengalir secara spontan dari benda
bersuhu tinggi ke benda bersuhu
rendah dan tidak secara spontan kalau
kembali ke keadaan semula. Atau
singkatnya W ≠ 0, bagi mesin
pendingin.
Sebagai contoh marilah kita lihat proses pada lemari pendingin (lemari es) yang
bagannya pada gambar di bawah ini.

2. − Zat cair di dalam wadahnya pada tekanan tinggi harus melalui saluran yang
sempit, menuju ke ruang yang lapang (Evaporator). Proses ini disebut :
Proses Joule-Kelvin.
− Tiba di ruang yang lapang, temperatur dan tekanan zat cair tadi berkurang,
dan zat cair juga menguap. Untuk menguap maka zat cair ini memerlukan
kalor yang diserap dari reservoir T2 (suhu reservoir dingin = suhu benda
yang akan didinginkan).
− Kemudian uap pada tekanan rendah ini masuk ke dalam kompresor,
dimampatkan, sehingga tekanannya dan temperaturnya naik. Temperatur
uap ini lebih tingi dari temperatur reservoir T1 (temperatur suhu tingi) dan T1
> T2
− Di dalam kondensor uap ini memberikan kalor pada reservoir T1. Sebagai
reservoir T1 dapat digunakan udara dalam kamar atau air. Zat yang sering
dipakai pada pesawat pendingin adalah amoniak. Pada proses ini selain
pemindahan kalor dari reservoir dingin T2 ke reservoir T1, terjadi pula
perubahan usaha menjadi kalor yang ikut dibuang di T1.
b. Kelvin − Planck (Perpetom Mobiles II)

3. Pada dasarnya perumusan antara Kelvin dan Plank mengenai suatu hal yang
sama, sehingga perumusan keduanya dapat digabungkan dan sering disebut :
Perumusan Kelvin-Plank Tentang Hukum II Termodinamika.
Perumusan Kelvin-Plank secara sederhana dapat
dinyatakan sebagai berikut : tidak mungkin membuat mesin yang
bekerjanya semata-mata menyerap kalor dari sebuah reservoir dan
mengubahnya menjadi usaha. Atau dengan kata lain bahwa, tidak
mungkin suatu mesin itu mengisap panas dari reservoir dan mengubah
seluruhnya menjadi usaha. Atau singkatnya Q1 ≠ 0, yaitu η < 1 bagi setiap
mesin kalor.
Sebagai contoh perhatikan proses yang sebenarnya terjadi pada motor bakar
dan motor bensin.
- Mula-mula campuran uap bensin dan udara dimasukkan ke dalam silinder
dengan cara menarik penghisap.
- Kemudian penghisap ditekan, dengan demikian campuran tadi
dimampatkan sehingga temperatur dan tekanannya naik.
- Campuran tadi kemudian dibakar dengan loncatan bunga api listrik. Proses
pembakaran ini menghasilkan campuran dengan temperatur dan tekanan
yang sangat tingi, sehinga volume campuran tetap (proses isokhorik)
- Hasil pembakaran tadi mengembang, mendorong penghisap, sedangkan
tekanan dan temperaturnya turun, tetapi masih lebih tinggi dari tekanan
dan temperatur di luar.
- Katub terbuka, sehingga sebagian campuran itu ada yang keluar
sedangkan penghisap masih tetap ditempatnya.
- Akhirnya penghisap mendorong hampir seluruhnya campuran hasil
pembakaran itu keluar.

4. c. Carnot
Dari semua mesin yang bekerja dengan menyerap kalor dari reservoir panas dan
membuang kalor pada reservoir dingin efisiensinya tidak ada yang melebihi
efisien mesin Carnot. Mesin Carnot secara ideal memang tidak ada, tetapi mesin
yang mendekati mesin Carnot akan memiliki efisiensi yang tinggi, maksudnya
dapat mengubah panas sebanyak- banyaknya menjadi energi gerak mekanik. Ciri
khas mesin Carnot ialah pemanasan dan pendinginannya, yaitu pengisapan dan
pelepasan panasnya berlangsung secara isotermis, sedangkan pengembangan dan
penekanannya berlangsung secara adiabatis. Dengan demikian mesin Carnot
dapat dibalik (reversible), karena proses isotermis maupun adiabatis selalu dapat
dibalik, maksudnya dengan mengenakan usaha mekanik W padanya mesin akan
melepas panas Q1 dari bagian yang didinginkan serta melepas panas sebanyak Q2
keluar. Jenis-jenis mesin selain mesin Carnot tidak dapat dibalik, dan dengan
menerapkan hukum termodinamika ke II dapat ditunjukkan bahwa karena dapat
dibalik, mesin Carnot memiliki efisiensi yang sama.
Hukum II termodinamika diringkaskan berbunyi sebagai berikut.
Adalah tidak mungkin mendapatkan suatu mesin yang bekerja dalam
lingkaran yang tidak menimbulkan efek lain selain mengambil panas dari
suatu sumber dan mengubah panas ini seluruhnya menjadi usaha. Hukum II
termodinamika juga menyatakan bahwa panas tidak akan mengalir atau

5. menghantar dari suhu rendah ke suhu tinggi, yang pasti adalah dari suhu tinggi ke
suhu rendah.