Termo Tugas 1 Bu Ren [PDF]

Citation preview

Penyelesaian Problem Termodinamika Teknik Kimia II Soal 11.16, 11.24, 11.32 dan 11.37 C MATA KULIAH : Termodinamika Teknik Kimia II DOSEN : Prof. Dr. Ir. Renita Manurung, MT



DISUSUN OLEH : SULTAN EMAL AKBAR



( 170405002 )



KELAS C



PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2021



11.16 From the following compressibility-factor data for C02 at 423.15 K (150°C) prepare plots of the fugacity and fugacity coefficient of C02 vs. P for pressures up to 500 bar. Compare results with those found from the generalized correlation represented by Eq. (11.65). Phar 10 20 40 60 80 100 200 300 400 500



Z 0,985 0,970 0,942 0,913 0,885 0,869 0,765 0,762 0,824 0.910



Penyelesaian :



Fi merupakan fungsi turunan dari persamaan 11.34 lnϕi = lnϕi-1 + Ai lnϕ1 = exp(lnϕi)



fi



=



ϕ1.Pi



ATAU



Korelasi umum untuk koefisien fugasitas :



Untuk CO2 :



Tc = 304,2 K



Pc = 78,83 bar



= 0,224



T = (150+273,15) k Tr = T/Tc B0 = 0,083



B0 = -0,166



ΦG(P) = exp



B1 = 0,139



Tr= 1,391 B1 = 0,096



fG(P) = ΦG(P).P



Contoh perhitungan untuk data tekanan 10 bar



= -0,0075 Maka, lnΦ = -0,0075 = 0,9925 F = ΦP = 0,9925×10 = 9,925 bar Hal yang sama dilakukan pada setiap tekanan dan diperoleh data yaitu Pi 10 20 40 60 80 100 200 300 400 500



Φ 0,9925 0,978 0,949 0,922 0,896 0,872 0,77 0,696 0,656 0,636



Fi 9,925 19,555 37,973 55,332 71,676 87,167 153,964 209,299 262,377 317,96



11.24. Assuming that Eq. (1 1.65) is valid for the vapor phase and that the molar volume of saturated liquid is given by Eq. (3.63), prepare plots of f vs. P and of q5 vs. P for one of the following: a) Chloroform at 473.15 K (200°C) for the pressure range from 0 to 40 bar. At 473.15 K (200°C) the vapor pressure of chloroform is 22.27 bar. b) Isobutane at 3 13.15 K (40°C) for the pressure range from 0 to 10 bar. At 3 13.15 K (40°C) the vapor pressure of isobutane is 5.28 bar. Penyelesaian : a. Diketahui Chloroform: Tc = 536,4 K



Pc = 54,72 bar Tn = 343,3 K



Zc = 0,293 Psat = 22,27 bar T= 473,15K



Tr = 0,882



Eq. (3.63):



Hitung koefisien fugasitas dengan Eq.(11.65):



 Pada saat P= 0



Maka:



Dan diperoleh



 Pada saat P= 20 Maka:



Dan diperoleh



 Pada saat P= 40 Maka:



Dan diperoleh



jika data disusun akan menjadi: P ØP f(P)



0 1 0



20 0,8 16



40 0,6 24



b. Diketahui Isobutane: Tc = 408,1 K



Pc = 36,48 bar T n = 261,4 K Tr = 0,767



Zc = 0,282 P sat = 5,28 bar T= 313,15 K



Eq. (3.63):



Hitung koefisien fugasitas dengan Eq.(11.65):



 Pada saat P= 0 Maka:



Dan diperoleh



 Pada saat P= 20 Maka:



Dan diperoleh



 Pada saat P= 40 Maka:



Dan diperoleh



jika data disusun akan menjadi: P ØP f(P)



0 1 0



20 0,58 11,66



40 0,33 13,31



Penyelesaian:



(a) Tebakan: a = -3000 b = -3000 c = 250



maka



Maka diperoleh data: x1 0,02175 0,09329 0,1749 0,3276 0,40244



VE 87,5 265,6 417,4 534,5 531,7



VEi 74,22400536 275,8731737 433,7168888 558,4664243 555,2741188



0,56689 0,63128 0,66233 0,69984 0,72792 0,77514 0,79243 0,82954 0,86835 0,93287 0,98233



421,1 347,1 321,7 276,4 252,9 190,7 178,1 138,4 98,4 37,6 10



447,2076176 380,3678021 345,4319415 301,8448913 268,7203105 213,1623673 193,1451631 151,3216281 109,9731278 49,08595143 11,25870202



(b)



Diperoleh dengan iterasi, x1= 0,353 Maka :



c)



= 536,3



Dimana x1 = 0,01,…, 1 Diperoleh grafik:



Penyelesaian: Diketahui : T = 25ºC = 298 K P = 100 Kpa = 1 Bar y1 = 0,45 y2 = 0,55 kij = 0 I. Dengan persamaan 11.70 – 11.74



)



Dimana: Dari Appendix B1 diperoleh data :



Pc = 66,80 bar dan 52,70 bar



ij Tcij / K Pcij/bar Vcij/ cm3 mol-1 11 416,3 66,8 143 22 460,4 52,7 200 12 437,80 59,32 bar 169,04 Keterangan : 11 = Methyl Chloride, 22 = ethyl chloride



;



Zcij 0,276 0,275 0,2755



0,153 0,190 0,172



ij 11 22 12



Trij 0,716 0,647 0,681



B0 -0,637 -0,763 -0,698



B' -0,561 -0,930 -0,726



Bij -428,101 -595,512 -504,646



cm3.mol-1



ij



dBodtrij db1trij dBijdTrij 1,609897235 4,107011898 2,880340215 2,091670663 6,93292117 5,175609577 1,835040822 5,336065005 3,854377417



11 22 12



Maka:



=--172,55 J/mol J/mol.K J/mol