1. Hitunglah perubahan entalpi gas ideal untuk p-xilena antara 289 dan 811 K (61 dan 1000 oF), asumsi persamaan kapasitas panas gas ideal adalah (T dalam Kelvin) :Cop = -7,388 + (14,9722 x 10-2)T (0,8744 x 10-4)T2 + (0,019528 x 10-6)T3

Penyelesaian :Perbedaan entalpi gas ideal (Ho2 - Ho1) diperoleh dengan integrasi persamaan Cop antara interval dua suhu :(Ho2 - Ho1) = = -7,388 + (14.9722 x 10-2)T (0,8744 x 10-4)T2 + (0,019528 x 10-6)T3]dTPenyelesain dengan Matlab

2. Dua buah besaran yang sangat penting dalam pembelajaran proses-proses fermentasi adalan laju pembebasan CO2 dan laju pengambilan O2. Hal tersebut dihitung dari analisis eksperimental dari gas masuk dan gas keluar fermentor, dan laju alir, temperatur dan tekanan dari gas-gas ini. Rasio pembebasan CO2 terhadap pengambilan O2 menghasilkan RQ (Respiratory Quotient) yang merupakan barometer aktivitas metabolik dari mikroorganisme. Laju di atas dapat dintegrasikan untuk memperoleh jumlah keseluruhan dari CO2 yang diproduksi dan oksigen yang dikonsumsi selama fermentasi. Tabel berikut menunjukan laju respirasi dihitung dari fermentasi Penicillium chrysogenum yang menghasilkan antibiotik penicilin.Waktu Fermentasi(Jam)Laju Pembebasan CO2 (g/jam)Laju Pengambilan O2 (g/jam)

14015,7215,49

14115,5316,16

14215,1915,35

14316,5615,13

14416,2114,20

14517,3914,23

14617,3614,29

14717,4212,74

14817,6014,74

14917,7513,68

Hitunglah jumlah keseluruhan CO2 yang dihasilkan dan O2 yang dikonsumsi selama fermentasi berlangsung.Penyelesaian :Jumlah keseluruhan CO2 yang dihasilkan dan O2 yang dikonsumsi selama fermentasi berlangsung dapat diselesaikan dengan menggunakan integral tentu metode trapezoidal dengan batas atas = 150 dan batas bawah =140Metode Trapezoidal:

3. Suatu cairan newton mengalir secara laminar dann mantap pada suatu bidang miring dengan kecepatan rata-rata 15 m/s. Bila tebal cairan 2,5 mm, lebar 10 mm dan densitas caiaran 0,8 x 10-3 kg/m3, berapakah laju alir massa cairan tersebut?

Penyelesaian :Diketahui : = 15 m/s = 0,8 x 10-3 kg/m3 W = 10 mm = 0,01 m = 2,5 mm = 0,0025 mdari peristiwa perpindahan momentum diperoleh persamaan sebagai berikut

Sehingga;

Penyelesaian dengan matlab:

3. Berikut ini merupakan data hasil fermentasi Penicillin Waktu(Jam)Konsentrasi Penicillin(Unit/mL)Waktu(Jam)Konsentrasi Penicillin(Unit/mL)

001209430

2010614010950

40160016010280

6030001809620

8058102009400

1008600

Tentukanlah konsentrasi Penicillin saat t = 130 jam!Penyelesain :Waktu : tKonsentrasi : CPenyelesaian dengan Matlab

4. Data berikut diambil dari steam table untuk superheated steamP (bar)kJ/kg50 oC75 oC100 oC150 oC

250H230,7334437,8647,7

U205,7308,7412,1620,8

300H235338,1441,6650,9

U205307,7410,8618,7

500H251,9354,2456,8664,1

U202,4304405,8611

a. Hitunglah entalpi (H) pada 275 bar dan 75 oCb. Hitunglah energi dalam (U) pada 345 bar dan 125 oCPenyelesain :a.

5. Sebuah tangki berbentuk silinder dengan luas penampang 5 m2 dan tinggi 10 m, mula-mula berisi air setengahnya. Kemudian ke dalam tangki tersebut dialirkan air dengan laju yang tergantung waktu yang diungkapkan dengan persamaan: Qi(t) = 2t. Pada saat yang sama, keran (valve) dibagian bawah tangki dibuka sehingga air mengalir dengan laju tergantung pada tinggi permukaan air di dalam tangki dan diungkapkan dengan persamaan: Qo(t) = H/5. Keterangan: H= tinggi permukaan air dalam tangki (m)t = waktu (jam)Qi = laju alir masuk (m3/jam)Qo = laju alir keluar (m3/jam)Tentukan tinggi permukaan air dalam tangki setelah 1jam air dialirkan ke dalam tangki.Penyelesaian :Asumsi =konstanLaju massa masuk laju massa keluar = laju akumulasiQi Qo = (V)Qi Qo = + V ; = konstan d = 0Qi Qo = = Qi Qo (A.h) = Qi QoA + h = Qi Qo; A = konstan dA = 0A = Qi Qo5 = 2t = 0,4t 0,04H

Penyelesaian dengan Matlab

6. Suatu reaksi berlangsung dalam reaktor semi batch dengan skema reaksi sebagai berikut :CABr1r2r3

r1 = 0,1 CA2; r2 = 0,05 CB;r3 = 0,05 CB2. Mula-mula reaktor hanya berisi cairan inert dengan volume (Vo) 50 liter. Mulai t = 0 detik suatu larutan A dengan konsentrasi (CA0) 5 mol/liter dan laju alir (Q0) 10 liter/detik dialirkan ke dalam reaktor secara kontinu.

Neraca mol unsteady-state untuk masing-masing komponen di dalam reaktor adalah : Q0. CA0 + VR (r1 + r2) VR (r1 r2 r3) VR (r3)dengan ketentuan : ; VR = Q0.t + V0 Nilai awal : pada t = 0 nA = nB = nC = 0Berapakah besar nA, nB, dan nC setelah 20 detik?Penyelesaian : 50 (5) + (50t + 100) 250 + 0,05nB ....................................................(1)

() 0,05nB ....................................................(2)

....................................................(3)Penyelesaian dengan Matlab

Berikut ini merupakan data titik beku dan titik didih etilen glikol pada berbagai konsentrasi

Konsentrasi etilen glikol (%)Titik beku (oF)Titik didih (oF)(1 atm)

0,032,0212

5,029,4213

10,026,2214

15,022,2215

20,017,9216

21,016,8216

22,015,9216

23,014,9217

24,013,7217

25,012,7218

Berapakah titik beku dan titik didih etilen glikol pada konsentrasi 22,5 %

Misalkan suhu pada suatu titik dalam kubus diberikan oleh persamaan T = xyzTentukanlah suhu rata-rata dalam kubus dengan sudut yang berlawanan pada (0, 0, 0) dan (2, 2, 2).Penyelesaian :Dalam dua dimensi suhu di pada setiap titik dan dibagi dengan luas di sini suhu ditambahkan dan dibagi dengan volume, 8: