B

B.1PERSAMAAN KEADAAN GAS IDEALGas ideal : gas dimana tenaga ikatan antara molekul-molekulnya dapat diabaikan. Hkm gas ideal dikembangkan oleh Boyle, Charles dan Gay-Lussac yang dirumuskan sbb:

PV = nRTDimana:P=tekanan

V=volume

n=jumlah mol

R=konstanta gas universal

T=suhu absolutPers. Gas ideal sesuai untuk gas-gas

a. Beratom tunggal

- volume sangat kecil

- tiada interaksi antar molekul

b. Beratom dua

- Tekanan sangat rendah, P>Tc

Persamaan gas ideal dapat juga ditulis

Bila

=

EMBED Equation.3 = volume molar

P

= RT

C = = konsentrasi molar

P = C R T

m = n M = massa

P V = R T

EMBED Equation.3 = rapat massa

P = R T

Nilai Konstanta gas ( R )

B.2 Pers. Keadaan secara analitik gas nyata

PV = ZnRT

Z = f(Pr , Tr)

- unt. Tekanan tinggi

- unt. Temperatur rendah

dimanaPr = P/PcdanTr = T/Tc

1. Pers. Virial

2. Redlich Kwong

3. Pers. Pirzer

4. Pers. Van der Wals

ad. 1 Pers. Virial

P. = RT

Atau

Z =

Nilai B, C, D, dst adalah konstanta virial yang harganya tergantung suhuAd. 2 Pers. Redlich kwong

dengan :

Dalam bentuk factor kompresibilitas Z :

dengan

Bentuk persamaan Redlich Kwong terakhir ini memberi kemudahan untuk menentukan besaran keadaan secara iteratif :

menentukan v, jika P dan T diketahui, atau

menentukan P, jika dan T diketahui.

Iterasi jika temperature diketahui :

a. hitung a dan b, B dan A/B

b. awali iterasi dengan Z = 1

c. hitung h

d. hitung Z

e. periksa apakah Zhitung sebagai Zawal sebagai dan kembali ke langkah c,d, dan e

ad. 3 Pers. Pitzer atau korelasi umum Grafik Z = Zo + Z MatematisZ = 1 +

= Bo + Bdimana Bo = 0,083 -

B = 0,139 -

ad. 4 Pers. Van der Waals

atau

Persamaan ini disebut persamaan Van Der Waals. Pengaruh dari tenaga ikat molekul-molekul gas menyebabkan timbulnya suku pada persamaan diatas. Konstanta b sebanding dengan volume yang ditempati molekul-molekul gas. Konstanta a dan b berbeda untuk masing-masing gasdengan :

Tabel Konstanta persamaan Van der WallsGasa (12atm/mol2)b (1/mol)Gasa (Pa.m6/mol2)b (m3/mol)

H20,24440,02661O20,13813,184 E-5

N21,3900,03913H2O0,55423,051 E-5

O21,3600,03183NH30,42533,737 E-5

CO23,5920,04267He0,00352,376 E-5

CH42,2530,04278

C2H65,4890,06380

Soal Latihan/Tugas Bab 21. Tentukan fase sebuah sistem yang berisi H2O pada kondisi berikut, tentukan nilai sifat-sifatnya (v, E, h, dan s), serta gambarkan sketsa diagram p-v dan T-v yang menunjukkan lokasi setiap keadaan berikut?

(a) p = 5 bar, T = 151,9oC (b) p = 5 bar, T = 200oC

(c) T = 200oC, p = 2,5 MPa (d) T = 160oC p = 4,8 bar

2. Tentukan kualitas campuran dua fase cair-uap dan tentukan nilai sifat-sifatnya (v, E, h, dan s), untuk sistem pada keadaan berikut:

a. H20 pada 100oC dengan volume spesifik 0,8 m3/kg

b. Refrijeran 134a pada 0oC dengan volume spesifik 0,7721 cm3/g

c. Amonia pada -40oC dengan volume spesifik 1 m3/kg

d. Refrijeran 22 pada 1 MPa dengan volume spesifik 0,0054 m3/kg

3. Sebuah tanki berisi 0.042 m3 oksigen pada 21oC dan 15 MPa. Tentukanlah massa oksigen jika menggunakan model gas ideal.

4. Suatu silinder tertutup dengan volume 2 m3 berisi gas oksigen (O2) pada temperatur 40 oC dan tekanan 60 atm. Bila gas oksigen dianggap gas ideal,

a. Berapa kmole oksigen dalam silinder?

b. Berapa kg massa oksigen dalam silinder?

c. Tentukan tekanan gas bila temperatur dinaikkan menjadi 400 oC

d. Tentukan densitas oksigen pada kondisi awal dan pada kondisi c.

5. Suatu tangki berbentuk silinder berisi udara dengan volume 8 ft3 pada suhu 25 oC dan tekanan 4000 lb/in2. Hitung jumlah udara dengan menggunakan hukum gas ideal dan persamaan Van der Walls

a = interaksi mol

b = volum molekul

_1234345691.unknown

_1235282234.unknown

_1242906792.unknown

_1242906886.unknown

_1252981033.unknown

_1252981145.unknown

_1252981229.unknown

_1252980967.unknown

_1242906824.unknown

_1242906668.unknown

_1242906676.unknown

_1242906131.unknown

_1242906332.unknown

_1242902084.unknown

_1234936632.unknown

_1235282040.unknown

_1234780528.unknown

_1234780654.unknown

_1234780710.unknown

_1234345860.unknown

_1234344668.unknown

_1234344752.unknown

_1234344773.unknown

_1234344715.unknown

_1229598076.unknown

_1234343960.unknown

_1234344647.unknown

_1233657990.unknown

_1233658073.unknown

_1229597463.unknown

_1229597949.unknown