LTM Pemicu 1: Termodinamika Teknik Kimia [PDF]

Citation preview

LTM TERMODINAMIKA TEKNIK KIMIA Pemicu 1 2013 STEAM TABLE Oleh Rizqi Pandu Sudarmawan [0906557045], Kelompok 3 I. Steam Table (Saturated & Superheated Steam Table) Dalam banyak kasus terkait termodinamika, sifat-sifat termodinamik (thermodynamic properties) dicantumkan dalam tabel. Keuntungannya adalah data yang disajikan lebih akurat daripada pada diagram walaupun dibutuhkan interpolasi linier pada saturated steam table dan interpolasi linier ganda pada superheated steam table untuk menentukan nilai suatu data yang tidak tercantum pada tabel. Contoh tabel termodinamika untuk uap jenuh (saturated steam) dan untuk uap lewat panas (superheated steam), dalam satuan SI, adalah sebagai berikut. Tabel 1. Saturated Steam Table For Water Substance



(Sumber: J.M. Smith, H.C. van Ness, and M.M. Abbott (SVA). 2001. Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics 6th Edition. New York: McGraw-Hill, hal 666)



1



Departemen Teknik Kimia Universitas Indonesia



LTM TERMODINAMIKA TEKNIK KIMIA Pemicu 1 2013 Tabel 2. Superheated Steam Table For Water Substance



(Sumber: J.M. Smith, H.C. van Ness, and M.M. Abbott (SVA). 2001. Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics 6th Edition. New York: McGraw-Hill, hal 672)



Untuk mencari nilai suatu data yang tidak tercantum pada saturated steam table digunakan rumus interpolasi linier sebagai berikut.



(1)



Sebagai contoh, kita ingin menghitung entalpi dari saturated vapor steam pada suhu 413,95 K (140,8 oC), dengan data yang diketahui sebagai berikut.



Penyelesaiannya adalah



2



Departemen Teknik Kimia Universitas Indonesia



LTM TERMODINAMIKA TEKNIK KIMIA Pemicu 1 2013 Untuk mencari nilai suatu data yang tidak tercantum pada superheated steam table digunakan rumus interpolasi linier ganda sebagai berikut.



(2)



II. Hubungan Steam Table dengan Diagram PVT dan Kualitas Fluida



Gambar 1. 3D PVT Surface Model. (Sumber: myweb.loras.edu/.../...)



Diagram PVT merupakan representasi bagaimana P, V, dan T memiliki nilai spesifik tergantung dengan intensive properties dan perubahan fasa. Pada Gambar 1, permukaan yang berbeda-beda pada model merepresentasikan fase yang berbeda dari suatu pure substance (misalnya H2O) yang hanya tergantung pada tekanan, suhu, dan volume spesifik. Jika kita menarik proyeksi Tekanan-Temperatur dari diagram PVT, akan didapatkan suatu diagram fase sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2. Sedangkan Gambar 3 menunjukkan bahwa bila kita menarik proyeksi Tekanan-Volume Spesifik dari diagram PVT, akan didapatkan suatu diagram PV.



3



Departemen Teknik Kimia Universitas Indonesia



LTM TERMODINAMIKA TEKNIK KIMIA Pemicu 1 2013



Gambar 2. Phase Diagram from the 3D PVT Surface Model. (Sumber: myweb.loras.edu/.../...)



Gambar 3. PV Diagram from the 3D PVT Surface Model. (Sumber: myweb.loras.edu/.../...)



Gambar 4. TV Diagram from the 3D PVT Surface Model. (Sumber: myweb.loras.edu/.../...)



4



Departemen Teknik Kimia Universitas Indonesia



LTM TERMODINAMIKA TEKNIK KIMIA Pemicu 1 2013 Titik tripel (tripel point) menunjukkan keadaan dimana fasa padat, cair, dan gas berada pada kesetimbangan termodinamika. Titik kritis (critical point) adalah titik dimana garis cairan jenuh (saturated liquid) dan garis uap jenuh (saturated vapor) bertemu. Dari diagram PVT, kita juga bisa memperoleh diagram TV dengan menarik proyeksi Temperatur-Volume Spesifik sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 4. Dari diagram PVT dan proyeksinya yang sesuai, kita dapat menentukan daerah dari suatu kasus berdasarkan besaran-besaran yang diketahui pada diagram. Daerah tersebut dapat menjadi acuan dalam menentukan tabel uap mana yang akan digunakan untuk mencari data yang diinginkan pada suatu kasus. Misalnya, suatu fluida berada pada tekanan P1 dipanaskan dengan tekanan tetap hingga mencapai suhu T2. Maka dengan diagram T-V yang sesuai, dapat ditentukan daerah fluida tersebut serta steam table yang akan digunakan. Sebaliknya, datadata dari steam table juga dapat digunakan untuk membuat diagram PVT dan proyeksinya. Ketika suatu sistem terdiri dari fasa saturated liquid dan saturated vapor yang berada pada kesetimbangan termodinamika, jumlah total dari besaran ekstensif (extensive property) dari sistem dua fasa adalah jumlah dari seluruh besaran pada fasa-fasa tersebut. Persamaan umumnya adalah sebagai berikut. (3) v



Kualitas fluida dilambangkan dengan x , sedangkan M merepresentasikan V, U, H, S dll Dengan menggunakan data-data yang sesuai dari steam table, kita dapat menentukan kualitas fluida pada nilai M yang diketahui ataupun sebaliknya tergantung pada kasus.



DAFTAR PUSTAKA H.C. van Ness, and M.M. Abbott, 1989. Schaum’s Outline of Theory and Problem Thermodynamics, 2th ed. New York: McGraw Hill. J.M. Smith, H.C. van Ness, and M.M. Abbott (SVA), 2001. Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 6th ed. New York: McGraw Hill. http://nptel.iitm.ac.in/courses/103101004/downloads/chapter-2.pdf http://www.departments.bucknell.edu/chem_eng/cheg200/CinChE_Manual/Ch07/examples/P H_graph_CO2.pdf myweb.loras.edu/.../...



5



Departemen Teknik Kimia Universitas Indonesia