TERMODINAMIKA

PEMBAHASAN SOAL BAB 5 (NOMOR GENAP)

KELOMPOK 1

DISUSUN:

Dwi Tri Jeny (03031181320012)

Ria Apriani (03031181320040)

Mutia Pratiwi Berampu (03031281320072)

Gea Putri Alvianita (030313181320074)

Dita Miranda (03031181320082)

TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2015

5.2 Diketahaui : Qh= 250 kJ/s

Th= 525 ◦C = 798,15 K

Tc= 50 ◦C = 323.15 K

Ditanya : W dan Qc ?

Penyelesaian :

W = Qh (1 – Tc/Th) W = 250 kJ/s (1 – 323,15 K / 798,15 K)

= 250 kJ/s (1- 0,40487)

= 148,78 kJ/s

= 148,78 kW

Qc = Qh – W

Qc = 250 kJ/s -148,78 kJ/s

= 101,22 kJ/s

5.4 Diketahui : Tc = 30 ◦C = 303,15 K

Th = 350◦C = 623,15 K

η = 55 % = 0,55

Ditanya : a) ηplant ?

b) Th ( η = 35% ) ?

Penyelesaian :

a) ηcarnot = 1 – Tc/Th

= 1 – 303,15 K / 623,15 K

= 1 – 0,48648

= 0,51352

ηplant = 0,55 x 0.51352

= 0,282

b) η= 35 % = 0,35

ηcarnot = η/0,55

= 0,35/0,55

= 0,636

Th = Tc / 1- ηcarnot

= 303,15 K / 1- 0,636

= 303,15 K / 0,364

= 833,66 K

5.6 Diketahui : dari eq. 5.8 efisiensi termal dari mesin Carnot adalah: η= 1-

Perbedaannya: (

)TH = -

dan (

)TC =

=

Sejak TC/TH memiliki satuan yang lebih kecil, efisisiensi berubah lebih tinggi dengan TC

daripada dengan TH. Jadi pada teorinya lebih efektif menggunkan TC. Pada prakteknya,

kadang-kadang TC dipengaruhi oleh lingkungan, dan tidak dikendalikan oleh subjek.

5.8 Diketahui : Cp dari air konstan, Cp = 4,184 kJ/kg.K

basis air 1 kg

Ditanya : a) ∆Sres ? ∆Stotal ? (T1 = 0◦C = 273,15 K ; T2 =100

◦C = 373,15 K)

b) ∆Stotal ? (T1 = 0◦C = 273,15 K ; T2 =50

◦C = 323,15 K ; Tres1= 50

◦C =

323,15

K ; Tres2 =100◦C = 373,15 K)

c) Jelaskan bagaimana air bisa dipanaskan dari 0◦C sampai 100

◦C, sehingga

∆Stotal = 0

Penyelesaian :

a) Q = Cp (T2 - T1)

= 4,184 kJ/kg.K (373,15 K – 273,15 K)

= 418,4 kJ/kg

∆SH2O = Cp.In (T2/T1)

= 4,184 kJ/kg.K . In (373,15 K/273,15 K)

= 1,305 kJ/kg.K

∆Sres = - Q/T2

= -418,4 kJ/kg / 373,15 K

= - 1,121 kJ/kg.K

∆Stotal = ∆SH2O + ∆Sres

= 1,305 kJ/kg.K - 1,121 kJ/kg.K

= 0,184 kJ/kg.K

b) ∆Sres = -Q/2 (1/323,15 K + 1/373,15 K)

= -418,4 kJ/kg.K / 2 (1/323,15 K + 1/373,15 K)

= -1,208 kJ/kg.K

∆Stotal = ∆SH2O + ∆Sres

= 1,305 kJ/kg.K - 1,208 kJ/kg.K

= 0,097 kJ/kg.K

c) Pemanasan bolak-balik pada air membutuhkan jumlah panas yang sangat besar dari

tempat persediaan air dengan rentang suhu dari 0◦C - 100

◦C, masing-masing

bertukar kuantitas panas dengan air dan meningkatkan suhu dengan kenaikan

diferensial.

5.10 Diketahui : Cp = (7/2) R

T1 = 70◦C = 343,15 K

T2 = 190◦C = 463,15 K