1 / 34

TERMODINAMIKA LINGKUNGAN

Teknik Lingkungan S1. TERMODINAMIKA LINGKUNGAN . Uraian Singkat Silabus Definisi dan pengertian dasar , sifat-sifat unsur murni , hukum pertama termodinamika untuk sistem tertutup , hukum pertama termodinamika , solusi dan aktivitas , konstanta keseimbangan , diagram fase ,

leda
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. TeknikLingkungan S1 TERMODINAMIKA LINGKUNGAN

  2. UraianSingkatSilabus Definisidanpengertiandasar, sifat-sifatunsurmurni, hukumpertamatermodinamikauntuksistemtertutup, hukumpertamatermodinamika, solusidanaktivitas, konstantakeseimbangan, diagram fase, aplikasidalambidangtekniklingkungan.

  3. Pustaka: • Cengel, Y.A., Introduction to Thermodinamics and Heat Transfer, McGraw-Hill, NY • Henry, J.G. and G.W. Heinke, Environmental Scince and Engineering, 2nd, Prentice-Hall, NY • Anderson, G.M., Thermodynamics of Natural System, John Wiley & Sons, NY.

  4. Termodinamika Ilmutermodinamikaadalahilmu yang mempelajarihubunganpanasdengankerja. Duabesarantersebutsangatpentinguntukdipahamikarakteristiknyauntukpemahamandasarketeknikan, karenadipakaiuntukmenganalisiskondisioperasiberbagaialatataumesin yang berhubungandenganpanasdankerja

  5. SistemTermodinamika Sistemtermodinamikasecaraluasbisadidefinisikansebagailuasatauruangtertentudimanaprosestermodinamikaterjadi. Sistemtermodinamikamempunyaibatassistem, dansegalasesuatu yang adadiluarbatassistemdisebutlingkungan. Batas sisteminibisasajaberupabatastetapsepertipadatangki yang berisi gas yang terkompresi, ataubatasbergerakseperti yang dijumpaipadasejumlah volume cairandidalamsaluranpipa.

  6. Untukmenganalisismesin-mesinpanasataumesin-mesinfuida, mesin-mesintersebutdisebutdenganbendakerja. Fluidaatauzatalir yang dipakaipadabendakerjadisebutdenganfluidakerja. Sebagaicontohuntukpompasebagaibendakerja, fluidakerjanyaadalahzatcair (air, oli), sedangkankompresor, fluidakerjanyaadalahudara.

  7. Untukmembedakanbendakerjadenganlingkungansekitarnya, bendakerjaseringdisebutdengansistem, yaitusetiapbagiantertentu, yang volume danbatasnyatidakperlutetap, dimanaperpindahandankonversienergiataumassaakandianalisis.

  8. KlasifikasiSistemTermodinamika Sistemtermodinamikabisadiklasifikasikankedalamtigakelompok: 1. Sistemtertutup; 2. Sistemterbuka; dan 3. Sistemterisolasi.

  9. 1. Sistemtertutup. Merupakansistemmassatetapdanidentitasbatassistemditentukanolehruangzat yang menempatinya. Gas didalamsilinder dianggapsebagaisuatusistem. Jikapanasdiberikankesilinderdarisumberluar, temperatur gas akannaikdan piston bergerakkeatas.

  10. Ketika piston naik, batas sistem bergerak. Dengan kata lain, panas dan kerja melewatibatassistemselamaproses, tetapitidakadaterjadipenambahanatau penguranganmassazat. Gambar 1. Sistemtermodinamikatertutup.

  11. 2. Sistemterbuka Padasistemini, zatmelewatibatassistem. Panasdankerjabisajugamelewati batassistem. Gambar 2 menunjukkan diagram sebuahkompresorudara yang menggambarkansistemterbukaini.

  12. Zat yang melewatibatassistemadalahudarabertekananrendah (L.P) yang memasukikompresordanudarabertekanantinggi (H.P) yang meninggalkankompresor. Kerjamelewatibatassistemmelaluiporospenggerakdanpanasditransfermelewatibatassistemmelaluidindingsilinder. Gambar 2. Sistem termodinamika terbuka.

  13. 3. Sistemterisolasi Adalahsebuahsistem yang samasekalitidakdipengaruhiolehlingkungannya. Sisteminimassanyatetapdantidakadapanasataukerja yang melewatibatassistem.

  14. Sifat-sifatSistem Keadaansistembisadiidentifikasiatauditerangkandenganbesaran yang bisadiobservasiseperti volume, temperatur, tekanan, kerapatandansebagainya. Semua besaran yang mengidentifikasi keadaan sistem disebut sifat-sifat sistem.

  15. KlasifikasiSifat-sifatSistem Sifat-sifattermodinamikabisadibagiatasduakelompokumum: 1. Sifatekstensif, dan 2. Sifatintensif.

  16. 1. Sifatekstensif Besaransifatdarisistemdibagikedalambeberapabagian. Sifatsistem, yang harga untukkeseluruhansistemmerupakanjumlahdarihargakomponen-komponenindividusistemtersebut, disebutsifatekstensif. Contohnya, volume total, massa total, danenergi total sistemadalahsifat-sifatekstensif.

  17. 2. Sifatintensif Perhatikanbahwatemperatursistembukanlahjumlahdaritemperatur-temperaturbagiansistem. Begitujugadengantekanandankerapatansistem. Sifat-sifatseperti temperatur, tekanan dan kerapatan ini disebut sifat intensif.

  18. KesetimbanganTermal Misalkanduabenda yang berasaldari material yang samaatauberbeda, yang satupanas, danlainnyadingin. Ketikabendainiditemukan, benda yang panasmenjadilebihdingindanbenda yang dinginmenjadilebihpanas. Jikakeduabendainidibiarkan bersinggunganuntukbeberapa lama, akantercapaikeadaandimanatidakadaperubahan yang bisadiamatiterhadapsifat-sifatkeduabendatersebut. Keadaaninidisebutkeadaankesetimbangantermal, dankeduabendaakanmempunyaitemperatur yang sama.

  19. Besaran-besaranPokokTermodinamika Besarantemperaturdantekananadalahbesaran yang menjadipokokdarisistemtermodinamika, karenahubunganantarkeduanyasangatpentinguntukmecirikanproseskeadaansistem. Disampingitubesarantsbadalahbesarandarihasilpengukuransecaralangsungdarisuatuproseskeadaansistem.

  20. Tekanan Tekanandidefinisikansebagaigaya per satuanluas. Satuantekananbergantungpadasatuangayadanluas. Padasistem MKS, satuantekanan yang digunakanadalah kg/cm2 dan kg/m2. Tekanandigunakanjugadengansatuanatmosfirdanditulisdenganata. Dimana 1 ata = 1 kg/cm2.

  21. Padasistem SI, satuantekanan yang digunakanadalah N/mm2, N/m2, kN/m2, MN/m2 dsb. Satuantekanan yang lebihbesar (bar) jugadigunakandimana: 1 bar = 1 X 105N/m2 tekanandinyatakandengansatuan lain yang disebut Pa (Pascal) dankPa, dimana 1 Pa = 1 N/m2 dan 1 kPa = 1 kN/m2

  22. Tekanan Gauge dan Tekanan Mutlak Semuapengukurtekanan (pressure gauge) akanmembacaperbedaanantaratekananaktualpadasuatusistemdengantekananatmosfir. Bacaan yang diperolehdaripengukurtekanandikenalsebagaitekanan gauge, sedangkantekananaktualdisebuttekananabsolut. Secaramatematik: Tekananabsolut = Tekanan gauge + Tekananatmosfir. Hargatekananatmosfirdiambil 1,033 kg/cm2 atau 1,01 bar absolutpadapermukaanlaut.

  23. Temperatur Temperaturadalahistilah yang pentingdandidefinisikansebagaiderjatpanasatau tingkatintensitaspanassuatubenda. Benda yang panasdisebutmempunyaitemperatur yang lebihtinggi, sedangkanbendadinginmempunyaitemperatur yang lebihrendah.

  24. PengukuranTemperatur Temperatursuatubendadiukurdengantermometer. Skala yang umumdigunakandalammengukurtemperatursuatubendayaitu: 1. Skala Centigrade atau Celsius; dan 2. Skala Fahrenheit. Masing-masingskalainididasarkanatasduatitiktetap yang dikenaldengantitikbeku air atautitikes, dantitikdidih air atautitikuap.

  25. 1. Skala Centigrade Skalainiumumnyadigunakanolehahliteknikdanilmuwan. Titikbeku air padaskalainiditandaidengannol, dantitikdidih air ditandaidengan 100. Jarakantaratitikinidibagidengan 100 sehinggatiapsatujarak/garisskalaadalahsatuderjat centigrade (ditulisdengan 0C).

  26. 2. Skala Fahrenheit Padaskalaini, titikbeku air ditandaidengan 32 dantitikdidihditandaidengan 212. Jarakantaranyadibagi 180 dansetiapjarak/garisskalamewakilisatuderjat Fahrenheit (ditulisdengan 0F). Hubunganantaraskala Centigrade dengan Fahrenheit diberikanolehrumus:

  27. TemperaturAbsolut Jikahargatemperaturdigunakandalampersamaan yang berhubungandenganhukum-hukum fundamental, makahargatemperatur yang digunakansebagairujukanadalahnolsebenarnyaataunolmutlak. Temperaturnolmutlak/absolutdiambilpadaharga -273 0C atau -460 0F. Temperatur yang diukurdarinolabsolutinidisebutdengantemperaturmutlak. Skalacelsiusmutlakdisebutdenganderjat Kelvin (disingkatdengan 0K); sehingga 0K = 0C +273. Skala absolut Fahrenheit disebut derjat Rankine (disingkat dengan 0R); dan 0R = 0F + 460.

  28. SatuanKalor Jumlahpanas/kalordiukurberdasarkankuantitasuntukmenaikkantemperaturdarimassa air yang diketahui sebesar temperatur tertentu. Satuan-satuan berikut ini biasanyadigunakanuntukmengukurjumlahkalor: 1. Calori Adalahjumlahkalor yang diperlukanuntukmenaikkantemperatursatu gram air sebesar 1 0C. Satuan yang lebihbesardaricaloriadalahkilokalori (kcal), yaitujumlahkalor yang diperlukanuntukmenaikkantemperatursatu kilogram air sebesar 1 0C. Catatan : 1 kilocalori (kcal) = 1000 calori

  29. 2. Satuankalor centigrade Secarasingkatditulis C.H U. (Centigrade Heat Unit), adalahjumlahkalor yang diperlukanuntukmenaikkantemperatursatu pound air sebesar 1 0C. Kita tahubahwa: 1 pound = 453,6 gm sehingga : 1 C.H.U = 453,6 calori

  30. 3. British Thermal Unit AtaudisingkatdenganB.Th.U. atau B.T.U., adalahjumlahkalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur satu pound air sebesar 1 0F.

  31. EkivalenMekanikdarikalor Telah dibuktikan oleh Joule bahwa kalor dan energi mekanik bisa saling berpindah. Iamendapatkandarieksperimenbahwaterdapatpersamaannumerikantarasatuankalordansatuankerja. Hubunganinidituliskandengan J (diambildarinama Joule) dandikenalsebagaiekivalen Joule atauekivalenmekanikkalor. Sesuaidenganpersamaanini: 1 kcal = 427 kg-m (dalamsatuan MKS)

  32. Pada sistem SI, satuan kerja adalah Joule atau kiloJoule, dan satuan kalor juga Joule ataukiloJoule, sehinggakitabisasecaralangsungmengkonversikansatuankalor ke satuan mekanikal dan sebaliknya.

  33. KalorSpesifik Kalor spesifik suatu zat secara luas didefinisikan sebagai jumlah kalor yang diperlukanuntukmenaikkantemperatursatusatuanmassasuatuzatsebesar 10. Biasanyadinotasikandengan c. Jika m kg suatuzatdengankalorspesifikcdiperlukan untukmenaikkantemperatursebesar t0 C, maka: Kalor yang diperlukan = m.c.t kcal

  34. KapasitasKalor Kapasitas kalor sebuah zat bisa didefinisikan sebagai kalor yang diperlukan untuk menaikkanseluruhmassazatsebesar 10. Secaramatematik: Kapasitaskalor = m.ckalori dimana, m = massazatdalam gram c = kalorspesifikzat

More Related