Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14

8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14

1/34

MAKALAH TERMODINAMIKA TEKNIK KIMIA

PEMICU 2

FIRST LAW OF THERMODYNAMICS

Disusun oleh:

Kelomo! "#

A!$%& P%n'u ("#)**)++,*-

Fi%nn% U.omo ("#)*//2,0#-

In'1 P&%se.1% ("#)**)#*,-

M%&.h% I3%n% Sin.%uli ("#)**)+02#-

R%4i I&5%ni ("#)*/"*)/-

Sheil% N%'hi4% ("#)**)+0)/-

De%&.emen Te!ni! Kimi%

F%!ul.%s Te!ni! Uni3e&si.%s In'onesi%

Deo!

2)"*


2/34

K%.% Pen6%n.%&

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena rahmatNya-

lah penulis dapat menyelesaikan Makalah Termodinamika Teknik Kimia ini tepat waktu. Tim

penulis juga mengucapkan terima kasih kepada !u "ulan se!agai pengajar m%.% !uli%h

Te&mo'in%mi!% Te!ni! Kimi% yang telah mem!im!ing penulis dalam pem!uatan makalah

ini.

Tim penulis mengucapkan terima kasih juga kepada kedua orang tua, teman-teman,

dan pihak-pihak terkait yang telah mem!antu dan mem!eri dukungan dalam penyusunan

makalah ini.

Makalah ini !ertujuan untuk memenuhi .u6%s m%!%l%h emi7u 2: Hukum Pertama

Termodinamika m%.% !uli%h Te&mo'in%mi!% Te!ni! Kimi% dan untuk menam!ah ilmu

!agi penulis dan para pem!aca dalam memahami topik terse!ut.

#i akhir kata, tiada gading yang tak retak. Penulis menyadari !ahwa makalah ini

masih jauh dari kata sempurna. $leh karena itu penulis mengharapkan adanya kritik dan

saran yang mem!angun untuk menyempurnakan makalah penulis yang !erikutnya. Penulis

!erharap supaya makalah ini dapat !erman%aat !agi pem!aca yang mem!acanya.

#epok, Maret &'()

Tim Penulis


3/34

8e&o.h P&o$lem

S7ien.is.s %n' en6inee&s9 i.h 7%&e4ul me%su&emen.s %n' %n%l1sis o4 non;nu7le%&

&o7esses9 h%3e 7onsis.en.l1 o$se&3e' .h%. m%ss %n' ene&61 %&e 7onse&3e'< Due .o i.s

o3e&%ll %li7%$ili.1 %n' 6ene&%li.19 .hese o$se&3%.ion h%3e $een !non %s .he 4i&s. l%

o4 .he&mo'1n%mi7s: ene&61 7%n no. $e 7&e%.e' no& $e 'es.&o1e'9 i. 7%n onl1 .&%ns4o&m

4&om one 4o&m .o %no.he&< Ene&61 7omes in m%n1 4o&ms< Lis. %ll !in' o4 ene&61 %n' 6i3e

&e%l li3e e=%mle o4 e%7h>

?%%$%n:

(. Energi kinetik, yaitu energi yang terjadi karena terjadinya peru!ahan kecepatan pada

suatu !enda. *ontohnya adalah penam!ahan kecepatan pada sepeda.

&. Energi potensial, yaitu energi yang terjadi karena adanya peru!ahan posisi suatu

!enda dari titik awal pada suatu !idang gaya. *ontohnya adalah apel yang jatuh dari

pohonnya.

+. Energi mekanik, yaitu ga!ungan dari energi potensial dan energi mekanik. Pada

dasarnya, pada setiap pergerakan suatu !enda ter!entuk energi mekanik. *ontohnya

adalah !enda yang !ergerak turun pada !idang miring

. Energi kimia, yaitu energi yang muncul karena terjadinya reaksi kimia. *ontohnya

adalah pada !aterai dan !ensin.

. Energi listrik, yaitu energi yang !erasal dari arus listrik. #alam penggunaannya,

energi ini dapat !eru!ah menjadi %ase energi lain. *ontoh dari energi ini adalah pada

seluruh peralatan listrik !lender, setrika, ds!/.

). Energi magnet, yaitu energi yang ter!entuk karena peru!ahan posisi !enda dalam

!idang gaya magnet. Energi ini merupakan turunan dari energi potensial. *ontoh dari

energi ini adalahpada kompas yang tertarik gaya magnet !umi

0. Energi panas, yaitu energi pada suatu sistem atau !enda yang !erhu!ungan dengan

temperatur diaki!atkan oleh gerak molekul !enda atau sistem. *ontohnya adalah

radiasi matahari ke !umi yang menye!a!kan molekul udara !ergerak le!ih cepat

sehingga suhu !umi meningkat.1. Energi nuklir, yaitu energi yang ter!entuk karena perlepasan inti atom. *ontohnya

adalah pada !om atom.

Fi&s. P&o$lem

You %&e l%nnin6 % $i&.h'%1 %&.1 4o& 1ou& nie7e %n' nee' .o m%!e %. le%s. # 6%llons o4

Kool;Ai's9 hi7h 1ou oul' li!e .o 7ool 'on .o 2oF ()O7- $e4o&e .he %&.1 $e6ins<

Un4o&.un%.el19 1ou& &e4&i6e&%.o& is %l&e%'1 so 4ull o4 .&e%.s .h%. 1ou !no .he&e ill $e


4/34

no &oom 4o& .he Kool;Ai's< So9 i.h % su''en 4l%sh o4 insi6h.9 1ou 'e7i'e .o s.%&. i.h #

6%llons o4 .he 7ol'es. .% %.e& 1ou 7%n 6e.9 hi7h 1ou 'e.e&mine is /)oF (")oC- %n'

.hen 7ool i. 'on i.h ";@u%&. 7hun! o4 i7e 1ou %l&e%'1 h%3e in 1ou& 4&ee5e&< The

one&s m%nu%l 4o& 1ou& &e4&i6e&%.o& s.%.es .h%. hen .he 4&ee5e& se..in6 is on hi6h9 .he

.eme&%.u&e is ;2)oC< Will 1ou& l%n o&!B S.%.e %ll o4 1ou& %ssum.ion>

?%%$%n:

2sumsi yang digunakan adalah 3

- 4istem steady state

- 5u!uk Kool-aid tidak mempengaruhi massa jenis air, sehingga massa jenis Kool-aid

sama dengan massa jenis air

- 2nomali air dia!aikan

#iketahui dari soal 3

- Temperatur air 3 (' *

- Temperatur es 3 -&' *

- 6olume air 3 gallons(.(() liters

- 6olume es 3 ( 7uart '.8)+ liter

- Kalor laten es 9/3 1' cal:g:*

- Kapasitas panas air *air /3 ( cal:*

- Kapasitas panas es *es/3 '. cal:*

Penyelesaian 3

*air ; ,&J

gram℃ ; ('''Calorikg℃

*es ; ; &,(J

gram℃ ; ''Calorikg℃

Kalor le!ur ; 1''Calori

gram℃

Massa air ; galon ; ( liter ; ( kg

Massa es ; ( kuart ; ',8 kg

ρ=1000 kg

m3=1

kgliter


5/34

Tawal air=10℃

Tawales=−20℃

mes.Ces.∆T +mes.Ces+mes.Cair (T −0 )=mair .Cair .(10−T )

0,9 . (500 ) . (0−(−20 ) )+0,9 . (800 )+0,9.1000 (T −0 )=15 . (1000 ) .(10−T )

T ; ,0o *

#ari perhitungan ini, dapat disimpulkan !ahwa ide yang kita miliki tidak akan !ekerja

sesuai dengan yang kita inginkan yaitu menurunkan suhu Kool-aid hingga 'o*, karena

!erdasarkan perhitungan, suhu akhir dari sistem adalah ,0o *.

Se7on' P&o$lem

4team is contained in a closed rigid container with a

c. 6 saat li7uid>


6/34

Diagram 1. Diagram pv pada soal

5erdasarkan soal dapat

diasumsikan sistem merupakan

closed system, tidak ada aliran

massa masuk dan keluar,

steady state dan kondisi akhir

adalah pada tekanan ', !ar.

Karena dalam closed sistem


7/34

Tabel #. Saturated $ater Asme

5erdasarkan saturated steam ta!le dapat diketahui saat 6g ; ','0' !erada pada suhu

('=* - ((=*, sehingga harus dilakukan interpolasi untuk mendapatkan suhu saat

kondensasi pertama terjadi.

nterpolasi3

X − x 1

x 2− x 1=

Y − y1 y 2− y 1

0,507 – 0,4950,508−0,507

= Y −140141−140

',8&+ ; Y @ ('

Y ; (',8&+=*

4uhu saat kondensasi pertama teradi adalah (',8&+=*.

Antuk mencari nilai ? pada saat kondisi P ; ', !ar, digunakan rumus3

? li7uid ;mliquidmsteam

m steam diperoleh menggunakan rumus3

m steam ; m li7uid B m gasV container

v s =

V liquidvs liquid

+ V gasvsgas

V container

vs

= x

vs liquid

+(1− x)

vsgas

5erdasarkan ta!el, didapatkan nilai < spesi%ik li7uid dan gas pada P ; ', !ar,

diperoleh3


8/34

1m3

0,507m3/kg

= x

0,00103m3/kg

+ (1− x)

3,24m3 /kg

1,972=3,24 x+0,00103 (1− x )

3,337×10−3

6,58×10−3=3,2389 x+0,00103

C ; (,0(+ C ('-+

Nilai 6 li7uid adalah (,0(+ C ('-+ m+, maka nilai ? li7uid dapat dihitung3

? li7uid ;mliquidmsteam

? li7uid ;1,713 x10−30,00103

1,972

? li7uid ; ',1+

Thi&' P&o$lem

S.u'en.s o4 .he .he&mo'1n%mi7s 7l%ss %&e e=7i.e'< The ins.&u7.o& h%' sen. .o 7l%ss

sessions .o 'is7uss %$ou. .&%ns4e&%$le s!ills nee'e' in .he o&! l%7e %n' ho PL is %

sui.%$le le%&nin6 me.ho' 4o& s.u'en.s .o im&o3e .hei& s!ills< The ins.&u7.o& .l' .hem

.h%. i4 .he1 im&o3e .hei& &o$lem sol3in69 in.e&e&son%l 7ommuni7%.ion9 6&ou %n'

sel4;'i&e7.e' le%&nin6 s!ills9 .he1 ill un'e&s.%n' .he&mo'1n%mi7s $e..e&< The 4i&s. l%

o4 .he&mo'1n%mi7s is %$ou. 7onse&3%.ion o4 m%ss %n' ene&61< This l% is .he &esul.s o4

7%&e4ul o$se&3%.ions o4 h1si7%l %n' 7hemi7%l &o7esses .h%. le%' .o .he 7on7lusion .h%.

m%ss %n' ene&61 7%nno. $e 7&e%.e' no& 'es.&o1e' %n' .he1 7oul' onl1 .&%ns4oem 4&om

one oin. .o %no.he&< Ple%se &e%' % %e& on .he 'e3elomen. o4 % 7%lo&ime.e& .o

me%su&e he%. 7%%7i.1 %n' en.h%l1 o4 4lui's (An %u.om%.e' 4lo 7%lo&ime.e& 4o& .he

'e.e&min%.ion o4 li@ui' %n' 3%o& iso$%&i7 he%. 7%%7i.ies: Tes. &esul.s 4o& %.e& %n' n;

en.%ne9 ?


9/34

ou.< I4 1ou o&! in % s1s.em%.i7 %1 .hen 1ou shoul' o$.%in .he 4i&s. e@u%.ion

(e@u%.ion "- 6i3en in .he %e&< S.%.e %ll o4 1ou& %ssum.ions 7le%&l1< A%&en.l1

he%. loss .e&m ls. is no. in7lu'e' in .he 4in%l o&!in6 e@u%.ion 4o& he%. 7%%7i.1

me%su&emen. (e@u%.ion -< Consi'e& %ll !in' o4 he%. .&%ns4e& mo'es .h%.

o.en.i%ll1 7on.&i$u.e .o .his .e&m %n' e=l%in ho .he1 e&e minimi5e' in .he

e=e&imen.<

$< The s.e%m .%$le lis.e' in in.&o'u7.o&1 7hemi7%l en6inee&in6 .he&mo'1n%mi7s

$oo!s 7on.%in '%.% o4 en.h%l1 %s % 4un7.ion o4 .eme&%.u&e %n' &essu&e< The

'%.% e&e o$.%ine' usin6 7%lo&ime.e&s su7h %s .he one &eo&.e' in .he %e& $1

S%n'%&usi e. %l< Des7&i$e ho 1ou 7%&&1 ou. .he e=e&imen. .o 'e.e&mine

hh(T9P-<

?%%$%n:

a/ #engan mengasumsikan !ahwa sistem ini merupakan sistem ter!uka open system/,

didapatkan persamaan dasar yaitu3

∆ !=q+w− (∆ " +∆ # +∆ $ )=0

dimana3

7 ; perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan, atau se!aliknya.

w ; kerja yang dilakukan sistem pada lingkungan, atau se!aliknya.

D ; peru!ahan entalpi sistem.

DK ; peru!ahan energi kinetik sistem.

DP ; peru!ahan energi potensial sistem.

Asumsi

Energi kinetik dan potensial pada sistem dianggap ' DK ; ', DP ; '/ karena tidak ada

per!edaan ketinggian antara inlet dan outlet serta tidak ada peru!ahan pada kecepatan laju

alir massa pada sistem. 4istem merupakan sistem tunak steady state/, maka nilai ∆ !=0 .

Penurunan persamaan


10/34

#ari in%ormasi terse!ut, didapatkanlah persamaan !aru yaitu3

∆ % +& =∆ " =q

∆ " =mC ' ∆T

C '=∆ " ∆T

dengan kondisi !atasan T ; To saat ; o dan T ; Ti saat ; i, persamaan menjadi3

C '= " (T o ( $o )− " (T i ( $i )

T o−T i

dimana3

To,Po/ ; entalpi %luida pada tekanan dan temperatur kalorimeter di outlet.

Ti,Pi/ ; entalpi %luida pada tekanan dan temperature kalorimeter di inlet.

To ; temperatur kalorimeter di outlet.

Ti ; temperatur kalorimeter di inlet.

#an,

∆ " =q

q=C ' ∆T

C '= q∆ T


11/34

agar persamaan menjadi sama dengan pada e7uation ( pada paper, persamaan D harus

diu!ah dulu menjadi entalpi spesi%ik3

∆ " =ṁ∆

q=ṁ∆ )

q=ṁC ' ∆ T

C '= qṁ∆T

#an diasumsikan F pada & kondisi yaitu F masuk dan F keluarloss/

C '= (*¿−*lst )

ṁ(T o−T i)

sehingga, dengan melakukan su!stitusi nilai *p, didapatkan persamaan yang sama dengan

e7uation ( pada paper, yaitu3

C '= [ " (T o ( $o )− " (T i ( $i )]

T o−T i= (*¿−*lst )ṁ(T o−T i)

Flst pada e7uation + tidak dimasukkan karena nilai Flst kecil, pada dasarnya adalah

calorimeter ini meminimalkan Energi panas yang hilang sehingga Fist atau F loss yang

didapat kecil, dan pada Gurnal didapati !ahwa calorimeter ini meman%aatkan laju massa yang

!esar, sehingga hasil !agi dari*ist dan laju alir massa akan menjadi sangat kecil, sehingga

nilai terse!ut dia!aikan. Maka didapatkan persamaan3

C '(T ( $o)= *¿

ṁ [ (T o−T i )a−(T o−T i)+ ]

dimana3

To - Ti/a ; per!edaan temperatur kalorimeter dengan input panas.

To - Ti/ ! ; per!edaan temperatur pada blank’s experiment .


12/34

%ode perpindahan panas

Tipe-tipe dari perpindahan panas yang !erkontri!usi pada istilah ini adalah perpindahan

panas secara konduksi, kon


13/34

#an apa!ila persamaan ini di integrasikan maka3

Fou&.h P&o$lem

An e3%7u%.e' .%n! i.h " m 7%%7i.1 is ini%ll1 em.1 i.h no 4lui' insi'e< W%.e& in .he

%moun. o4 2 L %$' %. 2/ oC is .&%ns4e&&e' in.o .he .%n!< A. mi''%19 .he&m%l e@uili$&ium

is %ssume' .o $e %..%ine' %n' 4lui' .eme&%.u&e o4 *) oC is uni4o&m .h&ou6hou. .he

.%n!< A. .his 7on'i.ion 'o e 4in' %.e& in .he .%n! %s % mi=.u&e o4 li@uis %n' 3%o& o&

onl1 %s %.e& 3%o&B I4 onl1 %s %.e& 3%o&9 ho mu7h %''i.ion%l %.e& e h%3e .o %''

so .h%. %.e& in .he .%n! e=is. onl1 %s s%.u&%.e' %.e& 3%o&B

?%%$%n:

#iketahui3

6tangki ; ( m+

6air ; & 9 ; & C ('-+ m+

Tair ; &o*

Te7uili!rium; )'o*

#itanya3

*air dan %asa air dalam tangki !erupa uap atau hanya terdiri dari uap. Gika hanya terdiri

dari uap, !erapa jumlah air yang harus ditam!ahkan agar menjadi uap jenuh>

Jawab:

Neraca massa pada keadaan unsteady state 3


14/34

2ir pada suhu &o* dan


15/34

m( 3

/kg)7,66770,5

Temperatur e (

oC)

60

0,0010171

5erdasarkan hitungan terse!ut, %asa di dalam tangki adalah %asa cair dan uap karena

kualitas uap adalah , jadi %raksi air !entuk cair adalah .

Gika dilihat dari gra%ik v @ T seperti di !awah ini3

Pada diagram terse!ut menunjukkan !ahwa nilai


16/34

m ; ',(+kg

mawal−mdi+utu, kan=∆ m

& @ ',(+ ; (,10 kg

4ehingga massa air yang harus dikurangi se!esar (,10 kg untuk mencapai saturated


17/34

am!ar (. erakan 6i!rasi, Hotasi, dan Transisi dari Molekul atau 2tom

Pada molekul gas monoatomik atau !eratom tunggal, molekul melakukan gerak

translasi sehingga energi yang ada masing-masing digunakan untuk gerak translasi pada arah

sum!u ?, Y, dan L. 4ehingga, peru!ahan energi dalam dise!a!kan oleh peru!ahan dalam

energi kinetik translasinya. Pada gas monoatomik atau gas ideal, suhu !erpengaruh kepada

energi dalam dan kinetik molekulnya. 4emakin tinggi suhunya, akan semakin !esar rata-rata

energi kinetiknya. Namun, pada suhu rendah atau densitas yang tidak dapat diencerkan, nilai

energi kinetik tidak lagi se!anding dengan suhu. 2dapun rumus energi dalamnya adalah

se!agai !erikut3

% =3

2 -kT

#imana, k adalah konstanta 5oltJmann, N adalah jumlah atom dalam gas, dan T

adalah suhu.4ementara itu, molekul gas diatomik disamping melakukan gerak translasi,

molekul juga melakukan gerak rotasi dan


18/34

kecil se!esar ('-&+ G atau ','( JG, sekitar ','( kG mol -(/ le!ih kecil daripada tingkatan energi


19/34

Persamaan untuk menghitung populasi keadaan relati% dari !er!agai macam energi

dise!ut dengan distri!usi 5oltJmann, yang dituliskan se!agai3

dimana Ni dan N j adalah populasi pada tingkat energi i dan j secara !erurutan, E i dan E j

adalah tingkat energi i dan j secara !erurutan, T adalah suhu, dan k adalah konstanta

5oltJmann yang !ernilai k ; (,+1(.('-&+ G:K. Konstanta terse!ut juga digunakan untuk

konstanta gas H ; N2k, dimana N2adalah !ilangan 2


20/34

dengan distri!usi MaCwell dan memiliki %itur yang terangkum pada gam!ar . #istri!usi

MaCwell yang digunakan untuk menunjukkan kecepatan rata-rata


21/34

am!ar ). ra%ik * p,m


22/34

am!ar 0. 5entuk Molekul Metana

Metana merupakan gas poliatomik non linear karena !entuk molekulnya yang

merupakan tetrahedral. Pada gas poliatomik non linear terdapat gerakan translasi pada arah

x-, y-, dan z. 4ehingga nilai derajat ke!e!asan dof / untuk gerak translasi ini adalah3

dof trans =+

Terdapat pula kemungkinan untuk sum!u gerak rotasi, yaitu !erimpitan dengan

ikatannya, dan tegak lurus dengan ikatannya. 4ehingga nilai derajat ke!e!asan untuk gerak

rotasi ini adalah3

do rot =3

4elanjutnya untuk gerak


23/34

% m=3

2 /T

Energi dalam terse!ut akan digunakan untuk menghitung nilai kapasitas panas *<

menggunakan rumus se!agai !erikut3

C v (m=(0 % m0T )v

C v (m=( 3

2 /T

0T )vC v (m=

3

2 /

2dapun hu!ungan * p,m dengan *


24/34

300 400 423 500 600 700 8000

1

2

3

45

m pada Gas Metana untuk Suhu

Suhu (Kelvin)

Cp,m

am!ar 1. ra%ik * p,m pada as Metana untuk 4uhu +''K-1''K

4ementara itu, nilai * p,m !ila dihitung dengan menggunakan parameter, digunakan

persamaan se!agai !erikut3

C p

R= A+BT +CT & +DT −&

dimana nilai 2, 5, *, dan #adalah konstanta yang untuk setiap gas, serta nilai T yang

menyatakan !esar suhunya. 5erdasarkan pada ta!el *.( eat *apacities o% ases in the

deal-as 4tate Qakan didapatkan nilai konstanta 2, 5, *, dan # se!agai !erikutR

2 ; (.0'&

5 ; 8.'1( C ('-+

* ; -&.() C ('-)

# ; -

Melalui su!stitusi nilai-nilai konstanta ke dalam persamaan di atas untuk rentang

temperatur +''K-1''K, akan didapatkan nilai *p:H untuk setiap suhu dengan selang (''

antar suhu/ se!agai !erikut3

Ta!el +. Nilai *p:H untuk rentang +''-1''K

Temperatur K/ *p:H

+'' .&+(

'' .811()'' .0'(

)'' ).+0()

1'' 0.1(1


25/34

4elanjutnya, data di atas di plot ke dalam gra%ik dan menghasilkan gra%ik se!agai

!erikut3

200 300 400 500 600 700 800 9000

2

4

6

8

f(x) = 0.01x 2.29

!" = 1

Grafk Cp/R metana terhadap (K)

(K)

Cp/R

am!ar 8.ra%ik *p:H Metana terhadap TK/

5erdasarkan gra%ik yang didapatkan, dapat dikatakan !ahwa dengan menggunakan

persamaan parameter, nilai *p dipengaruhi oleh suhu. ra%ik yang didapatkan juga sesuai

dengan gam!ar ) gam!ar yg di !awah soal/, dimana kur


26/34

Re&o'u7e Fi6u&e E#


27/34

(. The control


28/34

Persamaan diatas menunjukan hu!ungan tinggi air pada !arel dengan !esar densitas

%luida pada waktu dan dan luas penampang tertentu. Maka dari itu, plotting gra%ik untuk air

dan !enJene pasti !er!eda karena kedua %luida !er!eda densitas, yaitu )&. l!:%tS+ untuk air

dan .1 l!:%tS+ untuk !enJena, meskipun


29/34

A .%n! 7on.%inin6 #/ !6 o4 li@ui' o4 %.e& inni.i%ll1 #/ oC h%s one e=i. i.h e@u%l m%ss

4lo &%.es< Li@ui' %.e& en.e&s %. #/ oC %n' % m%ss 4lo &%.e o4 2+) !6Gh< A 7oolin6

imme&se' in .he %.e& &emo3es ene&61 %. % &%.e o4 +


30/34

Karena air diasumsikan se!agai inkrompesi!el,maka energi dalam spesi%ik hanya

tergantung pada temperatur saja. $leh karena itu, aturan !erantai dapat digunakan untuk

menuliskan persamaan menjadi3

dudt

= dud T

dT dt

=c dT dt

2 2 2(4)

#imana c ; kalor spesi%ik. #ari persamaan +/ dan persamaan / di dapatkan persamaan3

d % CV dt

=mcv c dT dt

2 2 2(5)

Peru!ahan energi dalam spesi%ik dan entalpi spesi%ik antara dua keadaan padainompresible fluid adalah

u2−u1=∫T 1

T 2

c (T ) dT

,2−,1=u2−u1+v ( '2− '1 )

,2−,1=∫T 1

T 2

c (T ) dT +v ( '2− '1 ) 2 2 ..(6)

Gika kalor spesi%ik c dianggap tetap maka3

,2−,1=c (T 2−T 1 )+v ( '2− '1 ) 2 2 2(7)

2ir di dalam tangki adalah inkrompesi!el, dan tidak ada per!edaan tekanan antara sisi masuk

dengan sisi keluar maka3

,2−,1=c (T 2−T 1 ) 2 22(8)

2ir teraduk dengan !aik, maka temperatur pada sisi keluar sama dengan temperatur

keseluruhan dari cairan air yang !erada dalam tangki. 4ehingga3

,2−,1=c (T 1−T ) 2 2 2(9)


31/34

#imana T merupakan temperatur air yang merata seragam pada saat t. #ari persamaan /

dan persamaan 8/ maka persamaan neraca laju energi pada persamaan &/ akan menjadi3

mcv c dT

dt

= *́CV −Ẇ CV +ṁ c (T 1−T )

dT dt

=*́CV −Ẇ CV +ṁ c (T 1−T )

mcv c 2 2 2 (10)

asil integrasi persamaan ('/ akan didapatkan

T =C 1exp(−ḿmcv t )+( *́cv− &́ cv

ḿ c )+T 1 ..((/

Konstanta *( dapat die


32/34

4u!stitusi semua nilai yang ada ke dalam persamaan (&/ maka didapatkan3

T =318 # +[ −7.6 kJ

s −(−0.6) kJ /s

( 2703600 kg /s)(4.2 kJ kg.# ) ][1−exp(−27045 t )]T =318−22 [1−exp (−6 t )]

#engan menggunakan so%ware re%prop dapat diketahui kalor spesi%ik !enJen pada

suhu +(1 K yaitu (.1

Nilai nilai yang telah didapat dimasukan kedalam persamaan (& sehingga akan didapat

T =318 # +

[ −7.6

kJ s

−(−0.6 ) kJ / s

( 2703600 kg /s)(1.8 kJ kg .# ) ][1−exp(

−27045 t )]

T =318−52 [1−exp (−6 t )]


33/34

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6240

250

260

270

280

290

300

310

320

330

ra-k +uu&ga& #&tara Temperatur Tera%ap aktu

'e&e&e #$r

aktu,

Temperatur ,

Pada air, suhu akhir atau suhu konstannya adalah &)) K sedangkan pada !enJene adalah &8)

K.

Pada keadaan steady state tidak terjadi peru!ahan temperatur sehingga tidak ada peru!ahan

temperatur terhadap waktu.


34/34

DAFTAR PUSTAKA

(. 2tkins, Peter dan Gulio de Paula. &'('. Physical *hemistry. Edisi 8. $C%ord3 $C%ord

Ani

Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14

Documents

Transcript of Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14