BAB
Download
1 / 21

BAB 5 - PowerPoint PPT Presentation


  • 150 Views
  • Uploaded on

BAB 5. PENERAPAN HUKUM I. PADA SISTEM TERTUTUP.  n.  m. = M.  m. = u A .  n. = u A . SISTEM TERBUKA.  m 1.  m 3. sistem.  m 2. q = u A. NERACA MASSA.  m 1.  m 3. Control volume.  m 2. Control surface. PERSAMAAN KONTINYUITAS.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' BAB 5' - cyrah


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.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

BAB 5

PENERAPAN HUKUM I

PADA SISTEM TERTUTUP


n

m

= M

m

= u A 

n

= u A 

SISTEM TERBUKA

m1

m3

sistem

m2

q = u A


NERACA MASSA

m1

m3

Control volume

m2

Control surface

PERSAMAAN KONTINYUITAS


STEADY STATE adalah keadaan sistem jika kondisi dalam control volume tidak berubah dengan waktu.



Aliran yang masuk ke / keluar dari control volume akan membawa energi (per satuan massa) berupa:

  • Internal energi (U)

  • Energikinetik (½u2)

  • Energipotensial (zg)

Laju energi masuk =

Laju energi keluar =

Laju energi netto =


Laju akumulasi energi: membawa energi (per satuan massa) berupa:

Jika perubahan energi kinetik dan potensial diabaikan:


CONTOH 4.4 membawa energi (per satuan massa) berupa:

Sebuahtangkidiisidengan gas yang berasaldaripipape-nyaluranyang tekanannyakonstan. Bagaimanahubunganantara enthalpy gas dibagianpemasukandengan internal energi gas didalamtangki? Abaikan transfer energidari gas kebadantangki.

PENYELESAIAN

NERACA MASSA

= 0

(a)


NERACA ENERGI membawa energi (per satuan massa) berupa:

Tidak ada ekspansi, pengadukan dan shaft work, maka:

Perubahan energi kinetik dan potensial diabaikan, maka:

(b)

Jika persamaan (a) dan (b) digabung:


Jika dikalikan dengan dt dan diintegralkan: membawa energi (per satuan massa) berupa:

m2 U2 – m1 U1 = Hin (m2 – m1)

Keadaan mula-mula m1 = 0 sehingga:

U2 = Hin


0,2 kg/s membawa energi (per satuan massa) berupa:

10C

0,2 kg/s

T0=60C

CONTOH 4.5

Sebuah tangki yang diisolasi mula-mula berisi 190 kg air dengan temperatur 60C. Air dikeluarkan dari tangki dengan laju alir konstan 0,2 kg/s, dan pada waktu yang sama ke dalam tangki dialirkan air yang memiliki temperatur 10C dengan laju alir sama. Berapa waktu yang diperlukan agar temperatur air di dalam tangki menjadi 35C? Anggap CP = CV = C, tidak tergantung pada temperatur.

PENYELESAIAN

Asumsi:

Di dalamtangkiterjadipencampuransempurna sifat-sifat air yang keluar =

didalamtangki


Perubahan energi kinetik dan potensial diabaikan: membawa energi (per satuan massa) berupa:

Dari definisi kapasitas panas:

H = C T

H – Hin = C (T – Tin)


Jadi waktu yang diperlukan = 658,3 s atau 11 menit membawa energi (per satuan massa) berupa:


NERACA ENERGI UNTUK PROSES ALIR STEADY STATE membawa energi (per satuan massa) berupa:

  • Steady state berarti:

  • d(mU)CV/dt = 0

  • Massa didalam control volume (CV) = konstan

  • Tidakadaperubahansifat-sifatfluidadidalam CV, dijalurpemasukandanpengeluaransepanjangwaktu

  • Tidakadaekspansididalam CV

  • Satu-satunyausaha/kerjayang adaadalahshaft work


Sistem satuan SI membawa energi (per satuan massa) berupa:

Sistem satuan British

Jika perubahan energi kinetik dan potensial dapat diabaikan, maka:

H = Q + WS


H = H2 – H1 = Q

H2 = Q + H1

Nilai mutlak dari enthalpy tidak diketahui; yang dapat diketahui/terukur adalah perubahan enthalpy.

Perlu adanya reference state dengan H = 0

arbitrary

Misal reference state untuk air adalah cairan pada 0C


CONTOH 4.7 membawa energi (per satuan massa) berupa:

Udarapada 1 bar dan 25C masukkekompresordengankecepatanrendah, keluarpadatekanan 3 bar, danmasukkenozzledanmengalamiekspansisampaikecepatanakhirnya 600 m/s dengan T dan P samadengankondisiawal. Jikakerjauntukkompresisebesar 240 kJ per kg udara, berapapanas yang harusdiambilselamaproseskompresi?

PENYELESAIAN

  • Proses kembali ke T dan P semula  H = 0

  • Perubahan energi potensial diabaikan

  • Udara masuk kompresor pelan  u1 = 0


Energi kinetik per satuan massa yang mengalir: membawa energi (per satuan massa) berupa:

Q = 180 – 240 = – 60 kJ kg-1

Jadi panas yang harus diambil adalah 60 kJ untuk setiap kg udara yang dikompresi.


CONTOH 4.8 membawa energi (per satuan massa) berupa:

Air pada 200(F) dipompadaritangkipenyimpandenganlaju 50(gal)(min)-1. Motor pompamemasokusahasebesar 2(hp). Air mengalirkesebuahalatpenukarpanasdanmelepaskanpanassebesar 40.000(Btu)(min)-1. Selanjutnyaair mengalirmenujutangkipenyimpankedua yang berada 50(ft) diatastangkipertama. Berapatemperatur air yang masukketangkikedua?

PENYELESAIAN

50 ft


= 0,06 (Btu)(lbm)-1


= – 99,50 + 0,21 – 0,06 = – 99,35 (Btu)(lb membawa energi (per satuan massa) berupa:m)-1

Dari steam table, enthalpy air (cair) pada 200(F) adalah:

H1 = 168,09 (Btu)(lbm)-1

Sehingga:

H = H2 – H1 = H2 – 168,09 = – 99,35

H2 = 168,09 – 99,35 = 68,74 (Btu)(lbm)-1

Dari Steam Table diperoleh:

T2 = 100,74 (F)


ad