KARAKTERISTIK SISTEM KARAKTERISTIK SISTEM THERMODINAMIKA THERMODINAMIKA

DITINJAU DARI BEBERAPA DITINJAU DARI BEBERAPA SIKLUSSIKLUS

Rumusan MasalahRumusan Masalah

• Apa pengertian dari sistem dan siklus Apa pengertian dari sistem dan siklus pada thermodinamika beserta pada thermodinamika beserta contohnya?contohnya?

• Bagaimana proses siklus Carnot Bagaimana proses siklus Carnot dalam suatu sistem?dalam suatu sistem?

• Bagaimana proses siklus Rankine Bagaimana proses siklus Rankine dengan superheating dalam sistem dengan superheating dalam sistem tenaga uap?tenaga uap?

• Bagaimana proses siklus Rankine Bagaimana proses siklus Rankine dengan pemanasan ulang dalam dengan pemanasan ulang dalam sistem tenaga uap? sistem tenaga uap?

Tujuan PenulisanTujuan Penulisan

• Untuk mengetahui pengertian dari sistem Untuk mengetahui pengertian dari sistem dan siklus pada thermodinamika beserta dan siklus pada thermodinamika beserta contohnyacontohnya

• Untuk mengetahui bagaimana proses Untuk mengetahui bagaimana proses siklus Carnot dalam suatu sistemsiklus Carnot dalam suatu sistem

• Untuk mengetahui bagaimana proses Untuk mengetahui bagaimana proses siklus Rankine dengan superheating siklus Rankine dengan superheating dalam sistem tenaga uap.dalam sistem tenaga uap.

• Untuk mengetahui bagaimana proses Untuk mengetahui bagaimana proses siklus Rankine dengan pemanasan ulang siklus Rankine dengan pemanasan ulang dalam sistem tenaga uap. dalam sistem tenaga uap.

Pengertian Sistem Dan Siklus Pengertian Sistem Dan Siklus Pada Thermodinamika Beserta Pada Thermodinamika Beserta

ContohnyaContohnya

• Suatu sistem thermodinamika adalah Suatu sistem thermodinamika adalah suatu masa, daerah, atau fenomena suatu masa, daerah, atau fenomena yang dipilih, untuk dijadikan obyek yang dipilih, untuk dijadikan obyek analisis. Daerah sekitar sistem analisis. Daerah sekitar sistem tersebut disebut sebagai lingkungan. tersebut disebut sebagai lingkungan. Batas antara sistem dengan Batas antara sistem dengan lingkungannya disebut batas sistem lingkungannya disebut batas sistem (boundary)(boundary)

SISTEM THERMODINAMIKA

Batas sistem lingkungan

Sistem thermodinamika

Dalam thermodinamika ada dua jenis sistem, yaitu sistem tertutup dan sistem terbuka. Dalam sistem tertutup masa dari sistem yang dianalisis tetap dan tidak ada masa keluar dari sistem atau masuk kedalam sistem, tetapi volumenya bisa berubah. Contoh sistem tertutup adalah suatu balon udara yang dipanaskan, dimana masa udara didalam balon tetap. Dalam sistem terbuka, energi dan masa dapat keluar sistem atau masuk kedalam sistem melewati batas sistem. Sebagian besar mesin- mesin konversi energi adalah sistem terbuka. Sistem mesin motor bakar adalah ruang didalam silinder mesin, dimana campuran bahan bahan bakar dan udara masuk kedalam silinder, dan gas buang keluar sistem melalui knalpot.Turbin gas, turbin uap, pesawat jet dan lain-lain adalah merupakan sistem thermodinamika terbuka, karena secara simultan ada energi dan masa keluar-masuk sistem tersebut.Karakteristik yang menentukan sifat dari sistem disebut property dari sistem, seperti tekanan P, temperatur T, volume V, masa m, viskositas, konduksi panas, dan lain-lain.

Suatu sistem disebut menjalani suatu siklus, apabila sistem Suatu sistem disebut menjalani suatu siklus, apabila sistem tersebut menjalani rangkaian beberapa proses, dengan tersebut menjalani rangkaian beberapa proses, dengan keadaan akhir sistem kembali ke keadaan awalnya. keadaan akhir sistem kembali ke keadaan awalnya. Pada Pada Gambar 2.3 terlihat suatu siklus terdiri dari 2 jenis proses, Gambar 2.3 terlihat suatu siklus terdiri dari 2 jenis proses, dan Gambar 4 siklus lain dengan 4 jenis proses.dan Gambar 4 siklus lain dengan 4 jenis proses.

P

V V

P

1 1

2

2

3

4

Proses Siklus Carnot Dalam Suatu Proses Siklus Carnot Dalam Suatu Sistem.Sistem.

• Efisiensi maksimum untuk beberapa mesin Efisiensi maksimum untuk beberapa mesin panas yang bekerja diantara dua reservoir panas yang bekerja diantara dua reservoir dinamakan efisiensi Carnot. dinamakan efisiensi Carnot. Mesin menyerap Mesin menyerap kalor kalor Q1Q1 dari resevoir tinggi ( dari resevoir tinggi ( T1T1 ) dan ) dan mengubah sebagian kalor menjadi usaha. mengubah sebagian kalor menjadi usaha. Sedang sebagian kalor yang lain dibuang ke Sedang sebagian kalor yang lain dibuang ke resevoir rendah ( resevoir rendah ( T2T2 ). ).

T = c

s = c

T = c

1

2

3

4

s = c

P

V

Grafik PV pada siklus Carnot

Q1

Q2

W

1 – 2 : Isotermis pada suhu T1.2 – 3 : Adiabatis.3 – 4 : Isotermis pada suhu T2.4 – 1 : Adiabatis.

masukyangkalor

usaha

1

2

1

2

1

2

1

21

1

ln

ln1

1

T

T

V

VRT

V

VRT

Q

Q

Q

QQ

A

B

D

C

Efisiensi Mesin

Proses Siklus Rankine Dengan Proses Siklus Rankine Dengan Superheating Dalam Sistem Superheating Dalam Sistem

Tenaga Uap.Tenaga Uap.

• Siklus Rankine adalah siklus yang Siklus Rankine adalah siklus yang reversible ( berulang kembali ) yang reversible ( berulang kembali ) yang bekerja pada system tenaga uap bekerja pada system tenaga uap

Dari grafik Ts tersebut dapat dijelaskan :Dari grafik Ts tersebut dapat dijelaskan :1 – 2 Pemberian tekanan oleh pompa.1 – 2 Pemberian tekanan oleh pompa.2 – 3 penambahan energi pada tekanan tetap oleh perpindahan kalor dalam 2 – 3 penambahan energi pada tekanan tetap oleh perpindahan kalor dalam boiler-superheater.boiler-superheater.3 – 4 Pemuaian dalam turbin.3 – 4 Pemuaian dalam turbin.4 – 1 Energi pada tekanan tetap berpindah karena perpindahan kalor dari 4 – 1 Energi pada tekanan tetap berpindah karena perpindahan kalor dari sebuah kondenser.sebuah kondenser.

s

T

1

3

2

4

d

4’

3’

Efisiensi mesin :Efisiensi mesin :

2Q

W

2

12

Q

QQ

2

11Q

Q

23

141hh

hh

Proses Siklus Rankine Dengan Proses Siklus Rankine Dengan

Pemanasan UlangPemanasan Ulang

• Dalam siklus ini uap air tidak sepenuhnya Dalam siklus ini uap air tidak sepenuhnya memuai dalam kondenser di tingkat memuai dalam kondenser di tingkat pertama. Setelah pemuaian sebagian uap pertama. Setelah pemuaian sebagian uap air ditarik dari turbin dan dipanaskan air ditarik dari turbin dan dipanaskan kembali pada tekanan tetap. Kemudian kembali pada tekanan tetap. Kemudian uap air dikembalikan ke turbin untuk uap air dikembalikan ke turbin untuk pemuaian selanjutnya. Turbin terdiri dari pemuaian selanjutnya. Turbin terdiri dari dua tingkat yaitu turbin tekanan rendah dua tingkat yaitu turbin tekanan rendah dan turbin tekanan tinggi. dan turbin tekanan tinggi.

Grafik TS untuk siklus Rankine dengan pemanasan ulang

s

T

1

3

2 4

Tmax

6

5

P = c

Efisiensi mesinEfisiensi mesin