8/15/2019 TUGAS-1_TERMODINAMIKA

1/3

SOAL TUGAS TERMODINAMIKA

1. OTEC (Ocean Thermal Energ Conversion) adalah pembangkit listrik dengan menggunakanperbedaan antara suhu air laut di permukan dengan dalam laut. Amoniak sebagai fluidakerja menguap dengan menggunakan suhu air air laut dipermukaan uap !ang dihasilkanmemutar turbin keluar turbin didinginkan oleh air laut bagian dalam. "ika suhu permukaanlaut #$oC dan kedalaman laut %oC laju penguapan amoniak (pada &1oC '1# pa) * &

kmol+s dengan kalor penguapan 1%&, k"+kg. Tentukan -a. itung efisiensi siklus jika s!stem bekerja berdasarkan siklus Carnot /b. itung energ! listrik !ang dihasilkan (dalam k0) /

 

QH = m ʎ

  W

  QC 

2..

QH

  W

  QC = m ʎ

3. Perhatikan siklus Otto di bawah ini :

4.

TH = 30oCPermukaan Laut

TC = 6oC

Kea!aman

23 berisi gas 4etana (C,) diangkut dalam tangki

berbentuk bola dari kilang 5ontang ke Osaka "epang

pada tekanan 1 atm dgn temperatur 61%$oC (11# ).

etika hendak digunakan sebagai bahan bakar 23

diuapkan kembali (regasifikasi) dengan menggunakanpanas lingkungan #7oC (#$8 ). aju penguapan 23

(m) * %$ ton+jam panas penguapan 23 ( ) * 71&"

k"+kg. 9roses perpindahan panas tersebut bekerja

berdasarkan siklus carnot diharapkan menghasilkan

kerja berupa energ! listrik. itung energ! istrik !ang

dihasilkan (k0) /

TH = 30# K$L%n&kun&an

TC = ''3 K Ga( A!am

:iketahui -

T1 * &7o

C ; 91 * 1 atm ; T# * 18$$o

C ;Cv * $18 k"+kg ; k * 1, ; 54 udara &88,V  1

V  2=

V  4

V  3=7

  ; < * $$8&$7 lt atm+mol

a. "elaskan , tahap proses pd siklus Otto /b. Tentukan temperature T& dan T, /c. Tentukan efisiensi siklus /

d. Tentukan panas !ang diserap (=) dan kerja (0) 

:iketahui -

T1 * #$$ ; 91 * 1 atm

r=V  1

V  2=18

 dan cut off ratio  :

V  3

V  2=2

Cv * $18 k"+ kg ; Cp * 11&1 k"+kg k * 1, ;54 udara &88, ;< * $$8&$7 lt atm+mol

a. Tentukan temperature T& T# dan T, /b. Tentukan efisiensi siklus /c. Tentukan panas (dalam k"+kg) !ang

 

8/15/2019 TUGAS-1_TERMODINAMIKA

2/3

AT>A2 ?OA

1. P = '0 )ar * T = +00oC

  Tur)%n

  0$, )ar  -!%./ua1 '$2, '0'0  45am

  Konen(or

 

(at7 !%.7 0$, )ar

2. Air dipompa dari telaga dengan kedalaman ,$ m dari permukaan tanah ke ketinggian &$$ m

di atas permukaan tanah. itung jumlah air !ang bisa dipompa dalam (m# +jam) jika da!a

pompa !ang digunakan 17 k0 / @ air * ''8 kg+m# g * 1$ kg+m&  (Asumsi tdk ada panas !g

hilang).

3. "urusan Teknik imia membutuhkan air untuk aktifitas akademik & m# +jam ntukmemenuhi kebutuhan air tersebut disiapkanpompa untuk mengisap air dari dalam sumur dengan kedalaman &8 meter menuju toBer dengan tinggi ,7 meter dari permukaan

tanah. itung da!a pompa !ang harusdisiapkanjika air masuk pada temperature&,oC dan keluar pada temperatur &7oCkecepatan masuk dan keluar diabaikan /9erhatikan gambar alat di samping

,.

9rinsip erja Turbin 3as

Turbin gas adalah salah satu alat !ang pembangkit listrik !ang mengkonversi energi kalor menjadi energi gerak (mekanik) !ang dapat menghasilkan energi !ang sangat besar berdasarkan ukuran dan beratn!a. Atau sebuah mesin dimana bahan bakar dikompresi terusdibakar dengan udara untuk menghasilkan aliran panas gas !ang bergerak cepat. 3astemperatur tinggi !ang dihasilkan kemudian masuk turbin turbin memutar generator sehingga

?team pada tekanan 1$ bar dgntemp. ,$$oC dileBatkan melaluiturbin dieDpansi menjadi $7 bar menghasilkan sejumlah kerjasebesar 17$$ k0. ?etelah steamkeluar turbin dikondensasi padatekanan tetap di kondensor menjadi saturated liuidsejumlah panas !g dilepaskansebesar 1&7 D 1$1$ "+jam . itung

 jumlah steam !ang diperlukan:iketahui - (1$ bar ,$$oC) * #&%, k"+kg (saturated li $7 bar) * #,$%k"+kgEk dan Ep diabaikan

GeneratorLoa

=

Air dari tangki dalam tanah dengan suhu

&7oC dipompa menuju tangki air. setelah

dileBatkan melalui heater dengan laju 7$

m# +jam. :a!a pompa !g dibutuhkan &$ k0

 jumlah panas !ang ditambahkan #$$ k0.Air dipompa dari kedalaman 7$ m menuju

tangki air dengan ketinggian 1$ m jika

densit! air ρ * ''8 kg+m# g * 1$ m+s& Cp air 

* ,& k"+kgoC. Tentukan temperatur di

tangki air /

8/15/2019 TUGAS-1_TERMODINAMIKA

3/3

menghasilkan listrik sebagaian energ! gerak turbin digunakan utk mengerakkan kompresor.

9ada siklus 5r!ton terjadi , proses reversible internal diantaran!a -  9roses 1F& (Isentropic Compression); erja !ang dibutuhkan oleh kompresor 

  9roses &F# (Pressure Constant Inlet ) dalam pemasukan bahan bakar 

  9roses #F, (Expansion Compression); :a!a !ang dibutuhkan turbin

  9roses ,F1 (Pressure Constant Outlet ); "umlah kalor !ang dilepas

?oal Turbin 3as ?iklus Terbuka

7. ?ebuah turbin gas dengan siklus 5r!ton terbuka -angkah61 - kompresi isentropic udara dari #$oC dan 1 bar menjadi ' bar angkah6& - pemasukan panas isobaric sampai temperatur '$$oCangkah6# - ekspansi isentropic kembali 1 bar itung efisiensi siklus 5r!ton dasar di atas /

%. Turbin gas dengan udara sebagai fluida kerja bekerja secara reversible. dara tersebutberturut6turut mengalami -- kompresi adiabatik dari tekanan 1 atm dan temp &oC menjadi % atm- pemanaasan pada tekanan tetap dgn pemasukan panas bahan bakar sebesar 1$$ 4"- ekspansi adiabatik sehingga tekanann!a kembali menjadi 1 atm- pendinginan pada tekanan tetapAliran udara pada turbin mempun!ai kecepatan 7$ kg+jam. Anggaplah udara bersifatsebagai gas ideal berat molekuln!a &88.Cp * +& < dan Cv * 7+&