tugas termodinamika kel 1

7/21/2019 Tugas Termodinamika Kel 1

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-termodinamika-kel-1 1/16

TermodinamikaHukum I termodinamika, hukum ii termodinamika,

entropi

Dosen penguji : Dr. Mursyidah, Msc.

oleh :

kelompok 1

FITRI AZIZA 13321032

!"#AMAT RA$MADI 133210%&%

'(TRI MA!)ITA$ 13321023*

M(+$T) ADA-T 'RATAMA 13321013

!$I-TA $"RFI-/ITA 13321023*

jurusan teknik perminyakan Iiid

universitas islam riau

t.a 2014/2015

pekanar!

DAFTAR ISI



DAFTAR ISI......................................................................................... 2

PEMBAHASAN..........…………………………………………………............. 3

BAB IV HUKUM I TERMODINAMIKA……………………….................... 3

A. +onoh soa %.................................................................................... 3

. +onoh soa %.11................................................................................. %

+. +onoh soa %.12.................................................................................

BAB V HUKUM II TERMODINAMIKA…………………………………….. 8

A. +onoh ............................................................................................ &

BAB VI ENTROPI.............................................................................................. 10

A. +onoh .3........................................................................................... 10

. +onoh .11......................................................................................... 12

PEMBAHASAN

HUKUM I TERMODINAMIKA

2



CONTOH 4.5

!e4uah pison 4e4as gese5an diguna5an unu5 6e64eri5an e5anan 5onsan se4esar

400kPa di daa6 se4uah siinder 4erisi uap yang a7anya 4erada pada 200° C dngan

8ou6e 2m3

. $iungah e6peraur a5hirnya ji5a3500kJ 5aor dia64ah5an 9dengan

6engguna5an 5onsep enapi.

Di5eahui : ' ¿400kPa=0,4 Mpa

T 1 ¿200° C

V ¿2m3

Q ¿3500kJ

Dari Ta4e +;3:

h1 < 2860,5 kJ / Kg

v s < 0,5342m3/ Kg

Dianya : T 2 ?

Dija7a4 :

• Mencarih2

Q < (h2−h1 ) m

3500kJ < (h2−2860,5 kJ / Kg ) m

3500kJ < (h2−2860,5 kJ / Kg ) (3,74 Kg )

3500 kJ

3,74 Kg < h2−2860,5 kJ / Kg

936kJ / Kg < h2−2860,5 kJ / Kg

h2 < 936kJ / Kg+2860,5 kJ / Kg

h2 < 3796,5 kJ / Kg

"

m=V

vs

¿ 2m

3

0,5342m3/ Kg



• Meaui inerpoasi dari Ta4e +;3 pada P=0,4 MPa dan h=3796,5kJ / Kg yaiu

dengan niai :h1=3702,4 kJ / Kg

padaT

1=600℃

h2=3926,5 kJ / Kg pada T 2=700℃

Ma5a,

T 2 ¿( h−h1

h2−h

1) (T

2−T

1 )+T 1

¿(3796,5 kJ / Kg−3702,4 kJ / Kg3926,5 kJ / Kg−3702,4 kJ / Kg ) (700℃−600℃ )+600℃

¿( 94,1 kJ / Kg

224,1kJ / Kg ) (100℃ )+600℃

¿ (0,42 ) (100℃ )+600℃

¿642℃

Keterangan

P ¿ tekanan( Mpa)

T ¿ temperatur (° C )

V

m

(¿¿ 3)¿volume¿

Q ¿kalor (kJ )

M ¿massa( Kg)

h ¿entalpi spesifik (kJ / Kg)

v s

Kg

m3/¿

¿volume spesifik ¿

4



CONTOH 4.!!

$iungah 4esar nya usaha yang di4uuh5an unu5 6ene5an udara daa6 se4uah siinder

4erinsuasi dari 8ou6e ft 3

6enjadi 8ou6e 1,2 ft 3

.e6peraur dari e5anan a7a nya

6asing 6asing adaah 0 ℉ dan 30 psi.

Di5eahui :

1=¿V ¿ ft

3

2=¿V ¿ 1,2 ft

3

1=¿T ¿ 0 ℉

P¿ 30 psi

=on8ersi !auan

1 psi < 1%% lbf / ft 2

, 6a5a 30 psi < %320 lbf / ft 2

0>F < %0 ? 0 < 10 >R

Ta4e ;2 'roperi dari e4erapa Maca6 @as Idea

@as

Massa

Moar

R C p C vk

5B5gC= ;4B46>R 5B5gC= uB46>

R

5B5gC= uB46>

R

udar

a

2&,* 0,2&0 3,3% 1,003 0,2%0 0,1 0,11 1,%0

0

Dianya : E

a7a4 :

Ma5a :

5



2−¿u1

u¿¿

T 2−T 1−W =m ¿

"

(nu5 6encari niai 6assa 5ia guna5an persa6aan gas idea :

PV =mRT

m=

PV

RT

m=

(4320 lbf / ft 2) (6 ft

3)

(53,34 ft −lbf /lbm−° R )(510° R)=0,9535 lbm

!ehingga didapaT 2 yaiu :

V 1

V 2¿¿

6 ft 3

1,2 ft 3

¿¿

T 2=T 1 ¿

¿970.9 ° R

Ma5a a5hir nya didapa usaha yang di4uuh5an unu5 6ene5an udara daa6se4uah siinder

yaiu :

−W =m C v(T 2−T 1)

W =(−0,9535 lbm)(0,171 Btu/ lbm−° R)(970.9° R−510° R)

¿(−0,9535 lbm)(0,171Btu/ lbm−° R)(460,9 ° R)

< −75,1 Btu

Keterangan

#



1=¿V ¿ ou6e 9 ft

3

2=¿

V ¿ ou6e 9 ft

3

1=¿T ¿ Te6peraur 1 9 ℉

2=¿T ¿ Te6peraur 2 9 ℉

E < (saha 9u

P¿ Te5anan 9 psia

Ruara < 53,34 ft −lbf /lbm−° R

CONTOH 4.!#

Air 6engair daa6 se4uah pipa yang dia6eernya 4eru4ah dari 20 66 6enjadi %0 66. ji5a

daa6 4agian 4erdia6eer 20 66 air 6e6ii5i 5ecepaan %0 6Bs,enu5anah 5ecepaanyadaa6 4agian %0 6Bs. hiung juga u5s 6assanya .

Di5eahui : D1 < 20 66

< 0.02 6

D2 < %0 66

< 0.0% 6

1 < %0 6Bs

Gair < 1000 5gB63

Dianya : 2

6 ɸ

Dija7a4 :

dari persa6aan 5oniniuias unu5 siuasi airan una5 :

A1V 1 = A2V 2

$



! (0,02)4

[¿¿ 2]¿

9%0 <

! (0,04)4

2

Ma5a :

V 2

<

[ ! (0 "02)

4

2

](40)

[ ! (0 "04)

4

2

]

V 2

<0,01256

0,001256

V 2

< *,*& 6Bs

< 10 6Bs

!edang5an u5s 6assanya :

6 < G Aɸ 11

< 1000 5gB63

! (0,02)4

[¿¿2]¿

$4%"

< 12,5gBs

Keterangan

A < #uas per6u5aan 962

< =ecepaan 96Bs

D < Dia6eer 96

G < Massa jenis 95gB63

H < 3,1%

6 < Fu5s 6assa 95gB s ¿

%



HUKUM II TERMODINAMIKA

CONTOH 5.&

!e4uah 6esin carno dioperasi5an dengan udara, dengan 6engguna5an si5us yang

diunju5an daa6 @4r. ;12. Tenu5anah eisiensi er6a dan 5euaran usaha dari seiap

si5us operasi.

P

T =500 K

80 KPa

T =300k

10m3 /kg v

'(r. 5!#

&

2

"

41



Pen)e*e+a,an

"isiensi er6anya diperoeh se4esar :

#=1− T $

T % < 1

−300 K

500 K

=0,4

aau %0

(nu5 6encari 4esarnya 5e5uaan usaha 5ia dapa 6enenu5an 5aor yang dia64ah5an

sea6a proses e5spansi e6peraure 5onsan dan 6enenu5anw dari η < W&Q H <

'l( % . =ia peroeh ( % dari ho5u6 pera6a dengan 6engguna5an ) u=0 :

( % ='2−3=∫ Pv= RT % =∫v2

v3

v

v = RT % In

v3

v2

(nu5 6encari v2 pera6a;a6a 5ia harus 6encari

v1:

v1= RT 1

P1

= (287J /kgK )(300 K )

80000 Pa =1,076m

3/kg

Meaui 94.49) 5ia6e6peroeh :

v2=v1=(T 1T

2 )1/ (k −1)

< (1,076m3/kg)( 300 K

500 K )

1 /(1,4−1)

< 0,300 63B5g

De6i5ian juga, v3=v4(T 4 /T 3)1/(k −1)

< (10m3/kg)( 300 K

500 K )

2,5

< 2,&* 63B5g.

adi,

( % =(287 J / kgK ) (500 K ) ln 2,789m 3/kg

0,300m 3/kg

=320,0

5jB5g

A5hirnya, 4esarnya usaha unu5 seiap si5us adaah '=#( % =(0,4 ) (320,0)=128

5B5g

Keterangan

W =usahanetto (kW )

10



Q % = perpinahan kalor ari penampang temperatur tinggi

Q $= perpinahan kalor ari penampang temperaturrenah

#=efisienthermal ( )

C*P=Coeffi+ient of Performan+e ataukoefisien kiner,a

T % = penampang temperatur tinggi ( K )

T $= penampang temperatur renah ( K )

P=tekanan ( Pa )

v=volume spesifik ( m3

kg )

R=tetapan uara( kJ

kgK )

ENTROPI

CONTOH &.3

11



(angi conoh .1 dengan 6engasu6si5an 5aor;5aor spesii5 yang 4er8ariasi.

(dara ersi6pan di daa6 se4uah 8ou6e 5o5oh yang erinsuasi pada 20' dan 200 k(a.

)euah roda payun*, yan* dimasukkan kedalam volume terseut,

melakukan $20 k+ usaha pada udara. +ika volumenya adalah 263, hiungah

5enai5an enropi dengan 6engansu6si5an 5aor spesii5 5onsan.

Di5eahui :

T < 20'

< 2*3 =

' < 200 =pa

E < 20 5

< 263

R < 0,2& 5J95g.=

+ < 0,1 5J95g =

Dianya : ) - ?

a7a4 :

−W =). =m (u2−u1)

m= PV

RT

¿ (200kPa ) (2m

3)

(0,287 kJ

k g / K ) (293 K )

¿4,76kg

Ma5a hu5u6 pera6a dapa diuis5an :

12



Di5eahui 9diperoeh pada 2*3 = dari a4e;a4e gas 6eaui inerpoasi

a. u1=209,1

kJ

kg

4. s1

°=1,678 kJ kg/K

u2=−W

m +u1=

−720

4,76 +209,1=360,4

kJ

kg

!eanjunya, dengan 6engguna5an niai ini unu5u2 5ia dapa 6ea5u5an inerpoasi

unu5 6e6peroeh

a. T 2 < 501,2 K

4. s2

°=222,2 kJ

kg/K

Te5anan pada 5eadaan 2 diperoeh dengan 6engguna5an persa6aan gas idea :

P2

T 2=

P1

T 1

P2= P1

T 2

T 1

P2=200kPa

501,2 K

293

¿342,1 kPa

adi peru4ahan enropinya se4esar :

) -=m(s2

°−s1

°− R ln P2

P1

)

¿

¿4,76 kg ¿ 2,222

kJ

kg/K −1,678

kJ

k g / K −0,287 ln

342,1 kPa

200kPa ¿

1"



<1,856

kJ

K

Keterangan

• P=tekanan ( Pa )

• T =temperature ( K )

• ) u= Perubahanenergi( kJ

kg )

• ) -= perubahan entropi(

kJ

K )

• s1

°=entropi spesifik tabulasi( kJ kg/K )

• '=usaha spesifik (

kJ

kg)

• k =konstanta kalor spesifik (tanpa satuan)

CONTOH &.!!

Tur4in daa6 conoh .10 di asu6si5an &0 persen eesien. Tenu5anah enropi dan

e6peraure dari 5eadaan a5hir. uaah s5esa proses nyaa ini pada diagra6 T-s.

Di5eahui : P1=2 psi

P2=140 psi

T < 1000 ℉

W -=1748

#T =0,8

Dianya :T

2an-

2

a7a4 :

14



•W a=#T W s

W a=(0,8 )(1748 Btu

se+ )W a=1398 Btu

se+

•h2=h1−W a /m

h2=1531

Btu

lbm−

1398Btu /se+

4 lbm/se+

h2=1182 Btu

lbm

• T

2=−( h2−h

h2−h

1)(280−240)+280

<−( 1186−1182

1186−1168 ) (40 )+280

< −( 0.22 ) (40 )+280

¿271℉

!eanju nya 5ia 6ea5u5an inerpoasi unu5 6encari niai !2 dengan6engguna5an a4e +;3", dengan

TK < 2%0

Ty < 2&0

!K < 2.102&

Ty < 2.0

• -

2=(T 2−T 0T 1−T 0) (- 0−- 1 )+- 1

-2=

(271−240

280−240

)(2.1028−2.0775 )+2.0775

!2 < 2,0**

15



1#

tugas termodinamika kel 1

Documents