Dasar2 termo

25
DASAR-DASAR TERMODINAMIKA

Transcript of Dasar2 termo

Page 1: Dasar2 termo

DASAR-DASAR

TERMODINAMIKA

Page 2: Dasar2 termo

Ke Dari Rumus

Fahrenheit Rankine °F = °R − 459.67

Rankine Fahrenheit °R = °F + 459.67

kelvin Rankine K = °R ÷ 1.8

Rankine kelvin °R = K × 1.8

Celsius Rankine °C = (°R ÷ 1.8) – 273.15

Rankine Celsius °R = (°C + 273.15) × 1.8

TEMPERATUR

Page 3: Dasar2 termo

Konversi

dari ke Rumus

Celsius Fahrenheit °F = °C × 1,8 + 32

Fahrenheit Celsius °C = (°F − 32) / 1,8

Celsius kelvin K = °C + 273,15

kelvin Celsius °C = K − 273,15

Rumus konversi suhu Celsius

Page 4: Dasar2 termo

PADAT, CAIR, DAN GAS

B.Susilo

Page 5: Dasar2 termo

v (volume spesifik)

T (

Te

mp

era

tur)

P+C

C + G

Page 6: Dasar2 termo

Suhu kritis :Oksigen : - 119°C

Nitrogen : - 147°C

Hydrogen : - 240°C

Ammonia : 130 °C

Sulphur dioksida : 157 °C

Uap air : 374.15°C.

Page 7: Dasar2 termo
Page 8: Dasar2 termo
Page 9: Dasar2 termo
Page 10: Dasar2 termo
Page 11: Dasar2 termo

Diagram fase untuk CO2

Page 12: Dasar2 termo

CO2

Page 13: Dasar2 termo
Page 14: Dasar2 termo

3.2. Penggunaan

Tabel Uap

Tabel Uap

UAP JENUH

UAP SUPER PANAS

(UAP KERING)

Page 15: Dasar2 termo

TABEL UAP JENUH

p

Cair + Uap

Subscript f : cair jenuh

vf = volume spesifik pada cair jenuh

vf

v

vg = volume spesifik pada cair jenuh

vg

Subscrift g : uap jenuh

Page 16: Dasar2 termo

uf = energi dalam spesifik pada cair jenuh

ug = energi dalam spesifik pada uap jenuh

p

Cair + Uap

uf

u (Energi dalam spesifik)ug

h (entalpi spesifik)

hf = entalpi spesifik pada cair jenuh

hg = entalpi spesifik pada uap jenuh

hfhg

s (entropi spesifik)

sf = entropi spesifik pada cair jenuh

sf

sg = entropi spesifik pada uap jenuh

sg

Page 17: Dasar2 termo

Uap basah : Campuran cair + uap

p

Cair + Uap

x = fraksi kekeringan

vf

v

Vg >>> vf

vg

vvolume cairan volume uap ing

total masa dari uap basah

ker

v = vf(1 - x) + vg x

1 kg uap basah terdiri dari

x kg uap kering dan (1-x) kg cair

v = x.vg

Page 18: Dasar2 termo

Entalpi Uap basah :

h = (1 - x) hf + x hg

= hf + x(hg - hf)

h = hf + x.hfg

Energi Dalam Uap basah :

u = (1 - x) uf + x ug

u = uf + x.ufg

Page 19: Dasar2 termo

Tabel A-5 :

P = 20 bar = 2 MPa

Volume :

Vg = 0,09963 m3/kg

Contoh 3.1.

Dapatkan volume spesifik, entalpi, dan energi dalam dari

20 kg uap basah pada 20 bar, fraksi kekeringan 0.9.

v = x.vg = 0,9 (0,09963) = 0.089667 m3/kg

V = m.v = (20 kg)(0,089667 m3/kg) = 1.79334 m3

Energi Dalam :

uf =906,44 kJ/kg ufg = 1693,8 kJ/kg

u = uf + x. ufg = 906,44 + (0.9)(1693,8) = 2428.86 kJ/kg

U = m.u = (20 kg)(2428,86 kJ/kg) = 48577.2 kJ

Page 20: Dasar2 termo

Entalpi :

hf = 908,79 kJ/kg hfg = 1890,7 kJ/kg

h = hf + x.hfg = 908,79 + (0,9)(1890,7) = 2610.42 kJ/kg

H = m.h = (20 kg)(2610.42 kJ/kg) = 52208.4 kJ

Contoh :

Dapatkan fraksi kekeringan, volume spesifik dan energi

dalam dari uap pada 7 bar dan entalpi 2600 kJ/kg.

P = 7 bar = 0,7 Mpa : vg = 0,2729 m3/kg uf = 696,44 kJ/kg

ufg =1876,1 kJ/kg hf = 697,22 kJ/kg ; hfg = 2066,3 kJ/kg

h = hf + x.hfg

2600 = 697,22 + (x)(2763,5)

x = 0.921

Page 21: Dasar2 termo

v = x.vg = (0,921)(0,2729 m3/kg) = 0,2513 m3/kg

u = 696,44 + (0,921)(1876,1) = 2424.3281 kJ/kgContoh 3.5

Gambarkan pada diagram p-v untuk uap tandai pada diagram tersebut titik-

titik berikut, dengan menandai secara jelas tekanan, volume spesifik dan

suhu pada setiap titik.

a). p = 20 bar, t=250 °C

b). t = 212.4 °C v = 0.09957 m3/kg

c). p = 10 bar h = 2650 kJ/kg

d). p = 6 bar h = 3166 kJ/kg

0.47430.1820.09957

0.1115

179.9 oC

212.4 oC

250 oC

350 oC

250 oC

6

10

20AB

C

D

m3/kg

p bar

Page 22: Dasar2 termo

GAS IDEAL

Gas

Real / Nyata (ex.: Uap super panas)

Ideal

Gas Ideal adalah gas yang memenuhi persamaan :

p.v = RT p = tekanan (pa)

v = volume spesifik (m3/kg)

R = Konstanta gas (kJ/kg.oK)

T = Suhu Mutlak (oK)

Untuk m kg gas :

p.m.v = mRT atau p.V = mRT

Page 23: Dasar2 termo

m = n.M n = Jumlah molekul

M = Berat mol gas (kg/Mol)

pV = n M R T

Ro = Konstanta gas universal

= 8 314.3 N m/mol °K.

p.V = n Ro.T Persamaan

umum gas ideal

MR = Ro

R=Ro / M

Page 24: Dasar2 termo

Oksigen :

M = 32 kg/mol

R = Ro/M = (8314 J/mol.oK)/(32 kg/mol)

= 259.8 N m/kg °K.

Nitrogen :

M = 28 kg/mol

R = Ro/M = (8314 J/mol.oK)/(28 kg/mol)

= 296.93 N m/kg °K.

Karbon Dioksida (CO2) :

M = 44 kg/mol

R = Ro/M = (8314 J/mol.oK)/(44 kg/mol)

= 188,96 J/kg °K.

Page 25: Dasar2 termo

Contoh 3.7.

Sebuah wadah dengan volume 0.2 m3 berisi nitrogen pada

1.013 bar dan suhu 15 °C. Jika 0.2 kg nitrogen sekarang

dipompa ke dalam wadah tersebut, hitung tekanan yang

terjadi bila wadah tersebut telah kembali ke suhu awalnya.

Berat molekul nitrogen adalah 28, dan nitrogen diasumsikan

sebagai gas sempurna.

p1 V1 = m1 R T1

m1 = p1 V1/R T1

=1.013 x 105 x 0.2/(296.9 x 288) = 0.237 kg

m2 = 0.2 + 0.237 = 0.437 kg.

p2 V2 = m2 R T2 dimana v1 = v2 dan T1 = T2

p2 = m2 R T2 / V2

= (0.437 x 296.9 x 288)/0.2 = 1,87 bar