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)"*
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
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. $leh karena itu penulis mengharapkan adanya kritik dan
saran yang mem!angun untuk menyempurnakan makalah penulis yang !erikutnya. Penulis
!erharap supaya makalah ini dapat !erman%aat !agi pem!aca yang mem!acanya.
#epok, Maret &'()
Tim Penulis
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
3/34
8e&o.h P&o$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 $e
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
4/34
no &oom 4o& .he Kool;Ai's< So9 i.h % su''en 4l%sh o4 insi6h.9 1ou 'e7i'e .o s.%&. i.h #
6%llons o4 .he 7ol'es. .% %.e& 1ou 7%n 6e.9 hi7h 1ou 'e.e&mine is /)oF (")oC- %n'
.hen 7ool i. 'on i.h ";@u%&. 7hun! o4 i7e 1ou %l&e%'1 h%3e in 1ou& 4&ee5e&< The
one&s m%nu%l 4o& 1ou& &e4&i6e&%.o& s.%.es .h%. hen .he 4&ee5e& se..in6 is on hi6h9 .he
.eme&%.u&e is ;2)oC< Will 1ou& l%n o&!B S.%.e %ll o4 1ou& %ssum.ion>
?%%$%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
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
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>
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
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
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
7/34
Tabel #. Saturated $ater Asme
5erdasarkan saturated steam ta!le dapat diketahui saat 6g ; ','0' !erada pada suhu
('=* - ((=*, sehingga harus dilakukan interpolasi untuk mendapatkan suhu saat
kondensasi pertama terjadi.
nterpolasi3
X − x 1
x 2− x 1=
Y − y1 y 2− y 1
0,507 – 0,4950,508−0,507
= Y −140141−140
',8&+ ; Y @ ('
Y ; (',8&+=*
4uhu saat kondensasi pertama teradi adalah (',8&+=*.
Antuk mencari nilai ? pada saat kondisi P ; ', !ar, digunakan rumus3
? li7uid ;mliquidmsteam
m steam diperoleh menggunakan rumus3
m steam ; m li7uid B m gasV container
v s =
V liquidvs liquid
+ V gasvsgas
V container
vs
= x
vs liquid
+(1− x)
vsgas
5erdasarkan ta!el, didapatkan nilai < spesi%ik li7uid dan gas pada P ; ', !ar,
diperoleh3
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
8/34
1m3
0,507m3/kg
= x
0,00103m3/kg
+ (1− x)
3,24m3 /kg
1,972=3,24 x+0,00103 (1− x )
3,337×10−3
6,58×10−3=3,2389 x+0,00103
C ; (,0(+ C ('-+
Nilai 6 li7uid adalah (,0(+ C ('-+ m+, maka nilai ? li7uid dapat dihitung3
? li7uid ;mliquidmsteam
? li7uid ;1,713 x10−30,00103
1,972
? li7uid ; ',1+
Thi&' P&o$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 ?
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
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
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
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
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
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 ( $o)= *¿
ṁ [ (T o−T i )a−(T o−T i)+ ]
dimana3
To - Ti/a ; per!edaan temperatur kalorimeter dengan input panas.
To - Ti/ ! ; per!edaan temperatur pada blank’s experiment .
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
12/34
%ode perpindahan panas
Tipe-tipe dari perpindahan panas yang !erkontri!usi pada istilah ini adalah perpindahan
panas secara konduksi, kon
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
13/34
#an apa!ila persamaan ini di integrasikan maka3
Fou&.h P&o$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
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
14/34
2ir pada suhu &o* dan
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
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
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
16/34
m ; ',(+kg
mawal−mdi+utu, kan=∆ m
& @ ',(+ ; (,10 kg
4ehingga massa air yang harus dikurangi se!esar (,10 kg untuk mencapai saturated
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
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
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
18/34
kecil se!esar ('-&+ G atau ','( JG, sekitar ','( kG mol -(/ le!ih kecil daripada tingkatan energi
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
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
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
20/34
dengan distri!usi MaCwell dan memiliki %itur yang terangkum pada gam!ar . #istri!usi
MaCwell yang digunakan untuk menunjukkan kecepatan rata-rata
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
21/34
am!ar ). ra%ik * p,m
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
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
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
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 *
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
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
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
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
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
26/34
Re&o'u7e Fi6u&e E#
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
27/34
(. The control
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
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
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
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 +
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
30/34
Karena air diasumsikan se!agai inkrompesi!el,maka energi dalam spesi%ik hanya
tergantung pada temperatur saja. $leh karena itu, aturan !erantai dapat digunakan untuk
menuliskan persamaan menjadi3
dudt
= dud T
dT dt
=c dT dt
2 2 2(4)
#imana c ; kalor spesi%ik. #ari persamaan +/ dan persamaan / di dapatkan persamaan3
d % CV dt
=mcv c dT dt
2 2 2(5)
Peru!ahan energi dalam spesi%ik dan entalpi spesi%ik antara dua keadaan padainompresible fluid adalah
u2−u1=∫T 1
T 2
c (T ) dT
,2−,1=u2−u1+v ( '2− '1 )
,2−,1=∫T 1
T 2
c (T ) dT +v ( '2− '1 ) 2 2 ..(6)
Gika kalor spesi%ik c dianggap tetap maka3
,2−,1=c (T 2−T 1 )+v ( '2− '1 ) 2 2 2(7)
2ir di dalam tangki adalah inkrompesi!el, dan tidak ada per!edaan tekanan antara sisi masuk
dengan sisi keluar maka3
,2−,1=c (T 2−T 1 ) 2 22(8)
2ir teraduk dengan !aik, maka temperatur pada sisi keluar sama dengan temperatur
keseluruhan dari cairan air yang !erada dalam tangki. 4ehingga3
,2−,1=c (T 1−T ) 2 2 2(9)
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
31/34
#imana T merupakan temperatur air yang merata seragam pada saat t. #ari persamaan /
dan persamaan 8/ maka persamaan neraca laju energi pada persamaan &/ akan menjadi3
mcv c dT
dt
= *́CV −Ẇ CV +ṁ c (T 1−T )
dT dt
=*́CV −Ẇ CV +ṁ c (T 1−T )
mcv c 2 2 2 (10)
asil integrasi persamaan ('/ akan didapatkan
T =C 1exp(−ḿmcv t )+( *́cv− &́ cv
ḿ c )+T 1 ..((/
Konstanta *( dapat die
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
32/34
4u!stitusi semua nilai yang ada ke dalam persamaan (&/ maka didapatkan3
T =318 # +[ −7.6 kJ
s −(−0.6) kJ /s
( 2703600 kg /s)(4.2 kJ kg.# ) ][1−exp(−27045 t )]T =318−22 [1−exp (−6 t )]
#engan menggunakan so%ware re%prop dapat diketahui kalor spesi%ik !enJen pada
suhu +(1 K yaitu (.1
Nilai nilai yang telah didapat dimasukan kedalam persamaan (& sehingga akan didapat
T =318 # +
[ −7.6
kJ s
−(−0.6 ) kJ / s
( 2703600 kg /s)(1.8 kJ kg .# ) ][1−exp(
−27045 t )]
T =318−52 [1−exp (−6 t )]
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
33/34
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
ra-k +uu&ga& #&tara Temperatur Tera%ap aktu
'e&e&e #$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.
8/18/2019 Makalah Termodinamika Pemicu 2 Kelompok 14
34/34
DAFTAR PUSTAKA
(. 2tkins, Peter dan Gulio de Paula. &'('. Physical *hemistry. Edisi 8. $C%ord3 $C%ord
Ani
Top Related