BAB III PENGANTAR NERACA ENERGI

Pada bab terdahulu, telah dipelajari hukum kekekalan massa. Pada bab

ini akan dibahas aplikasi hukum kekekalan energi pada bidang teknik kimia.

Hukum kekekalan energi didasarkan pada tidak ada energi yang tercipta dan

dimusnahkan, tetapi energi dapat berubah bentuk. Pr insip ini akan dibahas

secara seksama dalam bab ini.

Pada bab ini akan diterjemahkan hukum kekekalan energi menjadi

sebuah persamaan umum yang dapat diaplikasikan untuk menghitung

peneracaan atau kuant itas energi dalam sistem proses atau alur. Persamaan

umum neraca energi pada dasarnya mudah untuk diselesaikan, namun ket ika

diaplikasikan maka persamaan yang terbentuk sering dihadapkan pada

keharusan untuk memanipulasi dan memodifikasi persamaan sehingga mudah

untuk diselesaikan.

Kesukaran yang mungkin dihadapi karena dalam persamaan neraca

energi sering berkaitan dengan variabel terukur sepert i suhu, tekanan,

komposisi fase, dan kerapatan yang kadang kala sifat -sifat tersebut dinyatakan

dalam sebuah fungsi. Dalam neraca zat, variable yang langsung berhubungan

dengan pembentukan neraca adalah laju airan dan komposisi yang merupakan

variabel fisika. Sedangkan pada neraca energi, variable fisika sepert i

komposisi, fase dan suhu harus dapat dinyatakan menjadi kandungan energi.

3.1. Defenisi

Sistem adalah sesuatu yang menjadi usat perhat ian. Komplemen dari sistem

disebut lingkungan. Jadi, bila reaktor dan kandungannya adalah sistem yang

sedang dipelajari, maka lingkungan dipahami semua yang ada kecuali reaktor

dan isinya (lihat Gambar 3.1).

Gambar 3.1. Sistem dan Lingkungannya

Sistem terdiri dari sitem terbuka, dimana zat dapat berpindah kelingkungan

dan sistem tertutup dimana zat t idak dapat berpindah ke lingkungan. Pada

sistem tertutup massa tetap.

Untuk menerangkan kuant itaif sistem, diperlukan sifat -sifat yang dapat

terukur, dimana sifat tersebut pada berlaku secara berterusan (sifat

makroskopik). Contoh sifat makroskopik berkaitan dengan suhu, tekanan,

volume spasifik atau tekanan dan lain-lain. Sifat makroskopis dapat dibagi dua

yaitu sifat ekstensif dimana ber laku sifat penambahan atau perbandingan

terhadap ukuran sistem, sepert i volume, massa dan kandungan energi.

Sedangkan sifat intensif dimana sifat tersebut t idak tergantung pada ukuran

sistem, sepert i suhu, tekanan, fraksi mol dan volume spesifik.

3.1. Bentuk Energi yang Digambarkan dengan Massa

Hukum dasar kekekalan energi adalah: t idak ada energi yang musnah atau

tercipta, sehingga untuk semua kasus ber laku:

sistemdalam dienergi akumulasi

sistemdarilingkungan ke keluar energi

lingkungan dari sistemke masuk Energi

Apabila terjadi perpindahan energi dari lingkungan ke sistem atau sebaliknya

dihitung sebagai perubahan energi antara keduanya yang dapat dinyatakan juga

dalam bentuk konversi energi.

3.1.1. Energi Potensial