hkm termo 2

7/23/2019 Hkm Termo 2

http://slidepdf.com/reader/full/hkm-termo-2 1/20

7/23/2019 Hkm Termo 2


Mesin kalorMesin yang dapat mengubah panas (heat) menjadi kerja

(work) pada proses siklis

Contoh : turbin uap

7/23/2019 Hkm Termo 2


Pernyataan I

Tidak mungkin pada proses siklis mengubah seluruh panas

yang diserap sistem menjadi kerja yang dilakukan oleh

sistem

Pernyataan II

Tidak ada proses sendirian yang dapat mentransfer panas

dari suhu rendah ke suhu tinggi

7/23/2019 Hkm Termo 2


Prinsip mesin kalor :

Sistem menyerap panas (Q H) pada suhu tinggi (melalui

hot reservoir) Sistem melakukan kerja (W) pada lingkungan

Sistem membuang panas (Q C) pada suhu rendah (melalui

cold reservoir)

Efisiensi termal

7/23/2019 Hkm Termo 2


Siklus carnot

7/23/2019 Hkm Termo 2


Teorema Carnot

Untuk sistem dengan 2 heat reservoir, tidak ada mesin yang

memiliki efisiensi termal lebih tinggi daripada mesin carnot

Efisiensi termal mesin carnot hanya dipengaruhi oleh level

suhu dan tidak dipengaruhi senyawa yang bekerja di dalam

mesin

7/23/2019 Hkm Termo 2


Mesin carnot pada gas ideal

Langkah b→ c dan d→ a

Langkah a→ b dan c→ d

7/23/2019 Hkm Termo 2


Sehingga

Contoh :

Perusahaan listrik dengan kapasitas 800 MW membangkitkan

steam pada suhu 585 K dan membuang panas ke sungai pada

suhu 295 K. Jika efisiensi termalnya 70% dari nilai maks,

berapa panas yang dibuang ke sungai (W)

7/23/2019 Hkm Termo 2


Contoh 2 :

7/23/2019 Hkm Termo 2


Siklus ideal carnot

Untuk sistem siklis reversibel

Perubahan

entropi

7/23/2019 Hkm Termo 2


Entropi merupakan state function

Entropi tidak dipengaruhi lintasannya

Entropi didefinisikan sebagai ukuran ketidakteraturan

sistem

Entropi juga didefinisikan sebagai ukuran seberapa besar

energi termal tersebar atau dibagikan ke seluruh sistem

Ukuran entropi

T > maka entropi >

Entropi solid < entropi liquid < entropi gas

Ketika konsentrasi larutan berkurang maka entropi akan

naik

P < maka entropi >

Entropi naik dengan naiknya BM dan kompleksitas molekul

7/23/2019 Hkm Termo 2


Untuk sistem tertutup reversibel

Dari definisi entalpi H = U + PV

untuk gas ideal

sehingga

7/23/2019 Hkm Termo 2


Integrasikan

Hasil integrasi

dimana

Contoh :

Gas metan pada suhu 550 K dan tekanan 5 bar mengalami

ekspansi adiabatis reversibel menjadi 1 bar. Jika gas metan

diasumsikan gas ideal tentukan suhu akhir setelah ekspansi

7/23/2019 Hkm Termo 2


∆ ≥ 0

Contoh :

Baja tuang 40 kg (Cp = 0,5 kJ/kg.K) pada suhu 723,15 K akan

didinginkan cepat menggunakan 150 kg minyak pada suhu298,15 K. Jika tidak ada panas yang hilang, tentukan entropi

baja tuang, minyak, dan entropi total

7/23/2019 Hkm Termo 2


Entropy balance

7/23/2019 Hkm Termo 2


Untuk steady state process flow ( massa dan entropy fluida

dalam control volume tetap)

Untuk massa dan entropi pada arus masuk dan keluar sama

7/23/2019 Hkm Termo 2


Utk sistem steady state reversibel

Neraca energi

Jika energi kinetik dan energi potensial diabaikan

Untuk arus tunggal maka

7/23/2019 Hkm Termo 2


Efisiensi kerja

Contoh :

Berapa kerja maksimum yang diperoleh pada proses steady-

state untuk 1 mol nitrogen (gas ideal) pada 800 K, tekanan 50bar. Tekanan dan suhu lingkungan adalah 1,0133 bar dan 300

K

7/23/2019 Hkm Termo 2


W loss = kerja yang hilang sebagai akibat proses ireversibel

Jika suhu lingkungan To

7/23/2019 Hkm Termo 2


Entropi absolut untuk senyawa berbentuk kristal sempurna

pada suhu 0 absolut adalah nol

hkm termo 2

Documents