1 / 37

PERSAMAAN KEADAAN

BAB 3. PERSAMAAN KEADAAN. OVERVIEW. Persamaan keadaan adalah persamaan yang menyatakan hubungan antara state variable yang menggambarkan keadaan dari suatu sistem pada kondisi fisik tertentu. Temperatur Tekanan Density Enthalpy Entropy Kapasitas Panas Energi bebas Gibbs Fugasitas.

helen
Download Presentation

PERSAMAAN KEADAAN

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. BAB 3 PERSAMAAN KEADAAN

  2. OVERVIEW Persamaankeadaanadalahpersamaan yang menyatakanhubunganantarastate variable yang menggambarkankeadaandarisuatusistempadakondisifisiktertentu • Temperatur • Tekanan • Density • Enthalpy • Entropy • KapasitasPanas • Energibebas Gibbs • Fugasitas State variableadalah Property darisistem yang hanyatergantungpadakeadaansistemsaatini, bukanpadajalannyaproses.

  3. GAS IDEAL HUKUM BOYLE (1662) • Merkuriditambahkan, volume gas diukurdenganteliti • Tekanandiukurberdasarkanbedapermukaanmerkuri PV = konstan

  4. HUKUM CHARLES DAN GAY-LUSSAC (1787)

  5. Pada tahun1834 ÉmileClapeyronmenggabungkanHukum Boyle danHukum Charles menjadi: HukumGas Ideal.

  6. Asumsi: • Molekul/atom gas identikdantidakmenempatiruang • Tidakadagayaantarmolekul • Molekul/atom penyusunnyamenabrakdindingwadahdengantabrakan yang elastissempurna Keberlakuan: P  0 (P < 1,5 bar)

  7. P D liquid dew point liquid +vapor B C vapor bubble point A V GAS NYATA

  8. Perbedaanantara gas ideal dan gas nyata Pideal gas > Prealgas Vreal, empty = Vcontainer – Vmolecule Perlufaktorkoreksiuntukmembandingkan Gas nyatadan gas ideal Copressilbility factor (Z)

  9. Definisi compressibility factor Volume gas ideal Persamaankeadaan gas nyata

  10. P C Pc  T > Tc T = Tc T1 < Tc T2 < Tc Vc V PERSAMAAN VIRIAL P > 1,5 bar Jarakantar atom << Interaksi >> Gas Ideal tidakberlaku

  11. Sepanjanggarisisotermal T1: P >>  V << (Contohuntuk steam padatemperatur 200C)

  12. Padacontohdiatas: PV = – 117,4 + 196,5 P – 65,37 P2 Secaraumum: PV = a + bP + cP2 + … Jika b  aB’, c  aC”, dst, maka PV = a (1 + B’P + C’P2 + . . . )

  13. Compressibility factor Persamaanvirial: Z = 1 + B’P + C’P2 + D’P3 + . . . Bentuk lain: Z = 1 Untuk gas ideal: PV = RT

  14. H2 N2 Udara PV (lbar mol-1) O2 (PV)t* = 22,7118 l bar mol-1 P UNIVERSAL GAS CONSTANT T = 273,16 K (Triple point air)

  15. Slope = 0,083145 R = 0,083145 bar l mol-1 K-1

  16. CONTOH SOAL Diketahuikoefisienvirialuntukuapisopropanolpada 200C: B =  388 cm3 mol1 C =  26.000 cm6 mol2 Hitung Z dan V dariuapisopropanolpada 200Cdan 10 bar denganmenggunakanpersamaansbb.: • Persamaankeadaan gas ideal • Persamaankeadaanvirialdengan 2 suku • Persamaankeadaanvirialdengan 3 suku

  17. PENYELESAIAN T = 200C = 473,15K R = 83,14 cm3 bar mol1 K1 • Persamaan gas ideal Z = 1

  18. Persamaanvirial 2 suku

  19. Persamaanvirial 3 suku Persamaandiselesaikansecaraiteratif.

  20. Iterasi 1: Sebagaitebakanawaldigunakan V0 = Vgas ideal = 3.934 Iterasi 2: Iterasiditeruskansampaiselisihantara Vi+1 Visangatkecil Setelahiterasike 5 diperolehhasil: V = 3.488 cm3 mol1 Z = 0,8866

  21. PERSAMAAN KEADAAN KUBIK: VAN DER WAALS Terobosanbaruterhadap pers. gas ideal van der Waals (1873): pengusulpertama persamaankeadaankubik • Molekuldipandangsebagaipartikel yang memiliki volume, sehingga V tidakbolehkurangdarisuatukonstanta V digantidengan (V – b) • Padajaraktertentumolekulsalingberinteraksi mempengaruhitekanan, P digantidengan (P + a/V2)

  22. Kondisikritikalitas: Derivatparsialpertamadari P terhadap V

  23. Derivatparsialkeduadari P terhadap V Padatitikkritis, keduaderivatsamadengannol: Ada 2 persamaandengan 2 bilangananu (adanb)

  24. Mengapa disebut persamaan kubik? Samakanpenyebutruaskanan: KalikandenganV2 (V – b): PV2 (V – b) = RTV2 – a (V – b)

  25. V3 V1 V2 Vliq Vvap

  26. Jikadikalikandengan (P/RT)3: dengan:

  27. PERSAMAAN KEADAAN REDLICH-KWONG Redlich & Kwong (1949) mengusulkanperbaikanuntuk pers. kubiklainnya Persamaan RK inicukupakuratuntukprediksisifat-sifat gas untukkondisi:

  28. Bentukkubik (dalamZ) daripersamaan RK: dengan:

  29. PERSAMAAN KEADAAN SOAVE-REDLICH-KWONG Soave (1972)mengusulkanperbaikanpers. RK

  30. Bentukkubik (dalamZ) daripersamaan SRK: dengan:

  31. PERSAMAAN KEADAAN PENG-ROBINSON Peng & Robinson (1976): mengusulkanpersamaan yang lebihbaikuntukmemenuhitujuan-tujuan: • Parameter-parameter yang adaharusdapatdinyatakandalamsifatkritisdanfaktorasentrik. • Model harusbisamemprediksiberbagaimacampropertydisekitartitikkritis, terutamauntukperhitunganfaktorkompresibilitasdan density cairan. • Mixing ruleharusmenggunakansatubinary interaction parameter yang tidaktergantungpada T, P, dankomposisi. • Persamaanharusberlakuuntuksemuaperhitungansemua property dalamproses natural gas.

  32. (12)

  33. Bentukkubik (dalamZ) daripersamaan PR: dengan:

More Related