1 / 36

Termodinamika Lingkungan

Termodinamika Lingkungan. Sifat-sifat zat murni. Pendahuluan. ZAT MURNI ( PURE SUBSTANCE) Merupakan zat yang mempunyai komposisi kimia yang tetap ( stabil ), misalnya : air (water) , nitrogen, helium, dan CO 2 .

leone
Download Presentation

Termodinamika Lingkungan

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. TermodinamikaLingkungan Sifat-sifatzatmurni

  2. Pendahuluan • ZAT MURNI (PURE SUBSTANCE) • Merupakanzat yang mempunyaikomposisikimia yang tetap (stabil), misalnya : air (water) , nitrogen, helium, dan CO2. • Zatmurnibisaterdiridarisatuelemenkimia (N2 ) maupuncampuran (udara).Campurandaribeberapafasezatmurniadalahzatmurni, contohnyacampuran air danuap air. Tetapicampurandariudaracairdan gas bukanzatmurnkarenasusunankimianyaberubahatauberbeda.

  3. FASE dari ZAT MURNI Diidentifikasiberdasarkansusunanmolekulnya. • Solid (padat) : jarakantarmolekulsangatdekatsehinggagayatarikantarmolekulsangatkuat, makabentuknyatetap. Gaya tarikantaramolekul-molekulcenderunguntukmempertahankannyapadajarak yang relatifkonstan.Padatemperaturtinggimolekulmelawangayaantarmolekuldanterpencar.

  4. Liquid (cair) : Susunanmolekulmiripdenganzatpadat , tetapiterhadap yang lain sudahtidaktetaplagi. Sekumpulanmolekulakanmengambangsatusama lain. • Gas : Jarakantarmolekulberjauhandansusunannyaacak. Molekulbergeraksecaraacak.

  5. PERUBAHAN FASA dari ZAT MURNI • Semuazatmurnimempunyai kelakuanumumyang sama. Sebagaicontoh air (water). • State 1 : Pada state inidisebut compressed liquid atau subcooledliquid. • Padastate inipenambahanpanashanyaakanmenaikkantemperaturtetapibelummenyebabkanterjadipenguapan (not about to vaporize)

  6. State 2 : Disebutsaturated liquid (cairanjenuh). Pada state inifluidatepatakanberubahfasenya. Penambahanpanassedikitsajaakanmenyebabkanterjadipenguapan (about to vaporize). Akanmengalamisedikitpenambahan volume.

  7. State 3 : Disebut “Saturated liquid - vapor mixture” (campuranuap - cairanjenuh). Padakeadaaniniuapdancairanjenuhberadadalamkesetimbangan. Penambahanpanastidakakanmenaikkantemperaturtetapihanyamenambahjumlahpenguapan.

  8. State 4 : Campurantepatberubahjadiuapseluruhnya, disebut “saturated vapor” (uapjenuh). Padakeadaaninipenguranganpanasakanmenyebabkanterjadipengembunan (“about to condense”).

  9. State 5 : Disebut “superheated vapor” (uappanaslanjut). Penambahanpanasakanmenyebabkankenaikkansuhudan volume. Gambar 2.Pemanasan Air pada tekanan konstan

  10. GambarDiagram T-v prosesperubahanfase air padatekanankonstan Proses 1-2-3-4-5 adalah pemanasan pada tekanan konstan Proses 5-4-3-2-1 adalahpendinginanpadatekanankonstan

  11. PROPERTY DIAGRAM ( DIAGRAM SIFAT) • Diagram T - v Gambar. Diagram T- v perubahanfasezatmurni (air) padaberbagaivariasitekanan

  12. Dari gambardapatdilihatbahwasemakintinggitekanan air makasemakintinggi pula titikdidihnya. • TsatmerupakanfungsidariPsat,(Tsat= f Psat) • Tsat= Saturation temperature , temperatursaatzatmurniberubah phase padatekanantertentu. • Psat= Saturation pressure , tekanansaatzatmurniberubah phase padatemperaturtertentu.

  13. Garis yang menghubungkankeadaancairjenuhdanuapjenuhakansemakinpendekjikatekanannyamakinbesar. • Padatekanantertentu (22,09 MPa) keadaancairjenuhdanuapjenuhberadapadasatutitik. Titikinidisebuttitikkritis (critical point). • Untukair (water) : T cr= 374,14oC ; Pcr= 22,09 MPa. ; vcr= 0,003155 m3/kg. • Jikatitik-titikpadakeadaancairjenuhdihubungkanmakadiperolehgariscairjenuh. Jikatitik-titikpadakeadaanuapjenuhdihubungkanmakadiperolehgarisuapjenuh. Keduagarisinibertemudititikkritis.

  14. Di atastitik tekanan kritisproses perubahan daricairmenjadi uaptidaklagiterlihatjelas/nyata. Terjadiperubahan secaraspontandari cairmenjadiuap. GambarDiagram T- v zatmurni

  15. Bentukdari diagram P-v miripdengan diagram T- v. Pada diagram P-v garistemperaturkonstanmempunyai trend menurunsedangkanpada diagram T-v garistekanankonstanmempunyai trend menaik.

  16. GambarDiagram P- v zatmurni yang menyusutsaatmembeku

  17. GambarDiagram P- v zatmurni yang mengembangsaatmembeku (contohnyaadalah air)

  18. Padakondisitertentufasepadat, cairdan gas beradadalamkesetimbangan. Pada diagram P-v dan T-v keadaaniniakanmembentuksuatugaris yang disebutTriple line. • Dalamdiagram P-T keadaanininampaksebagaisuatutitikdandisebut Triple point. Triple point air adalah T TR= 0,01 oCdan PTR = 0,06113 kPa.

  19. Gambar Diagram P- T zat murni (diagram fase)

  20. Diagram P-T seringdisebutsebagai diagram fasekarenadalam diagram P-T, antartigafasedipisahkansecarajelas, masing-masingdengansebuahgaris. Ketigagarisbertemuditriple point. Garispenguapan (vaporisation) berakhirdititikkritiskarenatidakadabatas yang jelasantarafasecairdanfaseuap. • Tidakadazat yang beradapadafasecairjikatekanannyaberadadibawahtekanan Triple point. • Adaduacarazatpadatberubahmenjadiuap Pertamamelaluiprosesmencairkemudianmenguapkeduafasepadatberubahlangsungmenjadifase gas (disebutmenyublim). Menyublimhanyadapatterjadipadatekanandibawahtekanan Triple point.

  21. PROPERTY TABEL (TABEL SIFAT-SIFAT THERMODINAMIKA) • Sebagaicontohakandibahastabel air (water), untukzat yang lain analog. • Tabeljenuh air (saturated water table) : • Padaprosesperubahanfasetemperaturdantekananmerupakanvariabel yang salingtergantung (dependent variable). Olehkarenaitudisusunduatabelyaitutabeldengantemperatursebagai variable bebasdantabeldengantekanansebagaivariabelbebas.

  22. indeksf = fluid : cairanjenuh ( vf, uf , hf, sf) g = gas : uap jenuh (vg , ug , hg , sg ) fg= fluid - gas : selisihantarahargauapjenuhdancairanjenuh ( vfg= v g- vf; ufg= u g- uf;hfg= h g- hf;sfg= s g- sf) hfg= entalpipenguapan(latent heat of vaporisation) yaitujumlahenergi yang diperlukanuntukmenguapkansatusatuanmassacairanpadasuatutemperaturdantekanantertentu.

  23. Jikatekanandantemperaturbertambahmakahfgakanberkurang, danpadatitikkritikharganyanol ( hfg= 0 ). • Enthalpy merupakangabunganantaraenergidalam, tekanandan volume. • H = U + P V atau h = u + P v

  24. Campuranuapdancairanjenuh (saturated liquid vapor mixture) • Padaprosespenguapanzatcairdanuapberadapadakesetimbanganatauzatberadapadafasecairdanfaseuapsecarabersama-sama. • Untukmelakukananalisapadafaseinidimunculkansuatubesaran yang disebutkualitasuap (fraksiuap).

  25. GambarCampurancairjenuhdanuap

  26. Sifat-sifattermodinamikasuatucampurancairjenuhdanuapdengankualitas X : • u = u av= u f+ X ufg • h = h av= h f+ X hfg • s = s av= s f+ X sfg • secara umum y = y f+ X yfg

  27. PERSAMAAN GAS IDEAL • Persamaankeadaan (equation of state) : persamaan yang menghubungkantekanan, temperaturdan volume jenissuatuzat. • faseuapsuatuzatdisebut gas jikaberadadiatastemperaturkritis. • vapor (uap) : gas yang tidak jauh dari keadaan kondensasi

  28. • Robert Boyle (Inggris, 1662) • J. Charles dan J. Gay Lussac (Perancis 1810) :

  29. Padatekananrendahdantemperaturtinggi gas dapatdianggapsebagai gas ideal. Awas : • Uap air bukan gas ideal. Untukuap air jangangunakanpersamaan gas ideal. Di sekitargarisuapjenuhkesalahanbesar.

  30. FAKTOR KOMPRESIBILITAS (Z) • Merupakantolokukurpenyimpanganterhadapsifat gas ideal

More Related