Pertemuan Energi Dan Hukum I Termodinamika

8/17/2019 Pertemuan Energi Dan Hukum I Termodinamika

1/25

Vuri Ayu Setyowati, S.T., M.Sc.Pertemuan 2 : 17 September 2015

Energi an !u"um # Termoinami"a

$uru%an Te"ni" Me%in

#n%titut Te"no&ogi A'i Tama Surabaya


2/25

Energi paa Termoinami"a

Energi

Ma"ro%"opi

"Energi yang ber'ungan engan perpina'anan pengaru' (a"tor e"%terna& %eperti gra)ita%i,"emagnetan, aru% an tegangan permu"aan*onto' : Energi "ineti" +E- an energi poten%ia&+PE-

Energi yang ber'ubungan engan %tru"turmo&e"u& %i%tem an perbeaan mo&ecu&aracti)ity/. $um&a' energi mi"ro%"opi" i"ena& enganenergi a&am T'e interna& energy/ inota%i"anengan

Mi"ro%"opi"


3/25

• E"%pan%i an ompre%i

E"%pan%i merupa"an "oni%i uia "eti"a )o&ume bertamba'ompre%i merupa"an "oni%i uia "eti"a )o&ume ber"urang

Perpina'an Energi me&a&ui era


4/25

Perpina'an Energi me&a&ui a&or

• onu"%i 3aitu perpina'an "a&or yang terai paa bena paat, cair,

maupun ga% yang i%ebab"an aanya intera"%i antarparti"e& penyu%un ari %uatu 4at +ari yang a"ti( "e yang"urang a"ti(-

Tana minu% paa ni&ai merupa"anperuba'an energi yang mengi"uti

penurunan temperatur 6 onu"ti)ita% terma& 6 eteba&an biangA 6 ua% penampang

Hukum Fourier


5/25

• on)e"%i 3aitu perpina'an energi antara permu"aan bena paat paa

temperatur Tb an a&iran ga% atau cair i &ing"ungan%e"itarnya paa temperatur T(.


' merupa"an perpina'an"a&or "on)e"%i

Hukum Pendingin Newton


6/25

• 8aia%i 3aitu energi yang ipancar"an o&e' %uatu 4at %ebagai 'a%i&

peruba'an "on9gura%i e&e"tron ari atom atau mo&e"u&yang aa i a&amnya.

8aia%i tia" membutu'"an meia untu" perpina'annya


Hukum Stefan-Boltzmann

Emi%i)ita% +- : %uatu %i(at permu"aanyang menunu""an e(e"ti9ta% raia%i

permu"aan


7/25

ENERGY SISTEM TERM!IN"MI#"

• ;E


8/25


9/25

Energi internal gas ideal

• Temperatur ga% iea& i'ubung"an enganenergi "ineti" tran%&a%i mo&e"u&2 ga%

6 >2 n8T

•

$i"a energi tran%&a%i ini iambi& %bg energiinterna& tota& ga%, ma"a 'anyatergantung paa temperatur tia" paa)o&ume atau te"anan 6 >2 n8T

•

$i"a aa energi &ain ma"a per% a"anber'arga &ain r per% i ata%, mi%a& aagaya tari" menari" antar mo&e"u&.


10/25

Proses Isotermal

• Se&ama pro%e% temperatur %i%tem tetap "on%tan

A

;


11/25

Proses Isotermal

• pro%e% i%oterma& aa&a' %uatu pro%e%

engan energi a&am "on%tan i mana%e&ama pro%e% ter%ebut terai, "era yangi&a"u"an o&e' %i%tem %ama engan pana%yang i%erap o&e' %i%tem

0 T8n 2> =∆=∆

!". Termoinami"a "eD1: ∆ 6 F C 6 0

$ % &


12/25

Proses Adiabatik

• Se&ama pro%e% tia" terai tran%(er pana% yang ma%u"atau "e&uar %i%tem

Pro%e% aiabati" terai paa %i%tem teri%o&a%i atauapat terai paa %i%tem yang mempunyai pro%e% yang

%angat cepat

!". "eD1: ∆ 6 F C 6 0

6 0

' % - $


13/25

• Perbeaan iagram PV untu" ga% #ea&antara pro%e% aiabti" + 1 F 2 - ani%oterma& (onto) Pro*e*

adia+atik

Pi*ton motor

Proses Adiabatik


14/25

Proses Isobarik

• Se&ama pro%e% tia" terai peruba'an te"anan

paa %i%tem

Paa umumnya terai paa %i%tem yang mempunyai "onta"&ang%ung engan te"anan atmo%(er bumi yang ianggap "on%tan

+mi%a&: rea"%i bio"imia-

!". "eD1: ∆ 6 F C

C 6 P +V2DV1-

2D1 6 F P +V2DV1-


15/25

Proses Isokhorik

• Se&ama pro%e% )o&ume %i%tem tia" menga&ami peruba'an• i%ebut uga pro%e%: )o&ume "on%tan, i%ometri", i%o)o&umi"

Pro%e% ini terai paa %i%tem yang mempunyai )o&ume +waa'-yang "uat, tertutup an tia" apat beruba'

P +V2DV1- 6 0

!". "eD1: ∆ 6 F C

∆ 6

E, i i # i E i


16/25

E,*ien*i #oner*i Energi• E9%ien%i iguna"an untu" mengienti9"a%i berapa banya"nya

"on)er%i energi atau pro%e% tran%(er yang i'a%i&"an.

• !V 6 ower !eating Va&ue ati"a air menai uap

• !!V 6 !ig'er !eating Va&ue eti"a air paa pemba"arantere"ompo%i%i tota& an penguapan pana% uga i'a%i&"an.

• !!V untu" ga%o&ine 6 G7.>00 "$"g an !V untu" ga%o&ine 6GG.000 "$"g

1. =a% Cater!eater

E,*ien*i water )eaterie9ni%a"an %ebagai ra%io energiyang ia&ir"an o&e' air pana% "eenergi yang i%up&ai paa pemana%air.


17/25

• ntu" power p&ant bia%anya meng'itung e9%ien%i"e%e&uru'an +Ho)era&&- atau o)era&& eIciency yang merupa"an

ra%io ari e&ectrica& power output an rate o( (ue& energyinput

2. Power p&ant

>. ampu


18/25

• Ap&i"a%i : %'a(t, turbin, "ipa% angin

• EIciency nya me&iputi :• Me.)ani.al e/.ien.0 : Energy apat i"on)er%i ari

bentu" energi me"ani" %atu "e yang &ainnya.

G. Pera&atan me"ani" an e&e"tri"


19/25

• Pump eIciency

• Turbine eIciency

Aa&a' &au penurunan enegi me"ani"uia an e"ui)a&en engan t'eu%e(u& pumping power yang i%up&aipaa uia

Aa&a' &au penurunan enegi me"ani"uia an e"ui)a&en engan powerme"ani" yang i'a%i&"an uia o&e'turbin


20/25

• =enerator eIciency

• Motor eIciency

Paa pompa +pump- bia%anya i&eng"api engan motor anturbin yang be"era ber%ama generatornya. ?&e' "arena itubia%anya i%ebut engan "ombina%i atau e9%ien%i"e%e&uru'an untu" "ombina%i pompaDmotor an turbineDgenerator

=enerator aa&a' pera&atan yangmeng"on)er%i energi me"ani"menai energi &i%tri". E,*ien*igenerator aa&a' ra%io ari tenaga

aru% &uaran +electrical power input -engan tenaga me"ani" input+mec'anica& power input-.


21/25

Air paa anau iguna"an untu" meng'a%i&"an %i(at e&e"tri"mengguna"an 'irau&i" turbineDgenerator engan "ea&aman air 50m. Air i%up&ai engan "e&auan 5000 "g%. $i"a tenaga &i%tri" yangi'a%i&"an a"an %ebe%ar 1JK2 "C, an e9%ien%i generator aa&a'L5, tentu"an :+a-. E9%ien%i o)era&& untu" turbineDgenerator

+b-. E9%ien%i me"ani" paa turbine+b-. aya %'a(t yang i%up&ai o&e' turbine "e generator

*onto' Soa&


22/25


23/25

Soa&

1. Sebua' %ungai mempunyai "ecepatan rataDrata

%ebe%ar > m% engan memi&i"i rate a&iran 500 m>%paa "etinggian L0 m. Tentu"an energi me"ani" tota&air %ungai per %atuan ma%%a an tentu"an aya arienergi poten%ia& paa &o"a%i ter%ebut.

2. i"eta'ui %uatu ga% mempunyai )o&ume 10 paate"anan 10 atm. Tentu"an )o&ume ga% %aat te"anan%ebe%ar 1 atm paa "oni%i i%oterm 27> %ertatentu"an "a&or yang i'a%i&"an o&e' %i%tem ter%ebut


24/25


25/25

• Sebua' cy&iner pi%ton beri%i air an ipana%"an . Se&amapro%e% yang terai K5 ;tu untu" itran%(er"an menuu airan pana% yang 'i&ang me&ewati iningDining %ebe%arJ ;tu. enai"an "era pi%ten "arena pro%e% e)apora%i yang

meng'a%i&"an "era %ebe%ar 5 ;tu. Tentu"an peruba'anenergi air paa pro%e% ini

• Apabi&a temperature i &uar ruangan %ebe%ar 20 o* anruangan ter%ebut memi&i"i 100 C untu" &ampu, 110 C

untu" TV, 200 C untu" &emari e% an 1000 C untu"%etri"a., tentu"an &au "enai"an energi paa %emuaperabotan ter%ebut "eti"a %emua e)ice menya&a.A%um%i"an tia" aa pana% yang "e&uar me&ewati ining

Pertemuan Energi Dan Hukum I Termodinamika

Documents

Transcript of Pertemuan Energi Dan Hukum I Termodinamika