BAB 3
Download
1 / 51

PERSAMAAN KEADAAN - PowerPoint PPT Presentation


  • 406 Views
  • Uploaded on

BAB 3. PERSAMAAN KEADAAN. PERSAMAAN KEADAAN. Persamaan keadaan adalah persamaan yang menyatakan hubungan antara state variable yang menggambarkan keadaan dari suatu sistem pada kondisi fisik tertentu. Temperatur Tekanan Density. PERSAMAAN GAS IDEAL. PV = RT. Asumsi :.

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 ' PERSAMAAN KEADAAN' - ursula


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 3

PERSAMAAN KEADAAN


PERSAMAAN KEADAAN

Persamaankeadaanadalahpersamaan yang menyatakanhubunganantarastate variable yang menggambarkankeadaandarisuatusistempadakondisifisiktertentu

  • Temperatur

  • Tekanan

  • Density


PERSAMAAN GAS IDEAL

PV = RT

Asumsi:

  • Molekul/atom gas identikdantidakmenempatiruang

  • Tidakadagayaantarmolekul

  • Molekul/atom penyusunnyamenabrakdindingwadahdengantabrakan yang elastissempurna


P

D

liquid

dew point

liquid +vapor

B

C

vapor

bubble point

A

V

GAS NYATA


Perbedaanantara gas ideal dan gas nyata

Pideal gas > Prealgas

Vreal, empty = Vcontainer – Vmolecule

Perlufaktorkoreksiuntukmembandingkan

Gas nyatadan gas ideal

Copressilbility factor (Z)


Definisi compressibility factor

Volume gas ideal

Persamaankeadaan gas nyata


PERSAMAAN VIRIAL

P > 1,5 bar

Jarakantar atom <<

Interaksi >>

Gas Ideal

tidakberlaku


P

C

Pc

T > Tc

T = Tc

T1 < Tc

T2 < Tc

Vc

V

Sepanjanggarisisotermal T1: P >>  V <<

(Contohuntuk steam padatemperatur 200C)


Padacontohdiatas:

PV = – 117,4 + 196,5 P – 65,37 P2

Secaraumum:

PV = a + bP + cP2 + …

Jika b  aB’, c  aC”, dst, maka

PV = a (1 + B’P + C’P2 + . . . )


H2

N2

Udara

PV (lbar mol-1)

O2

(PV)t* = 22,7118 l bar mol-1

P

UNIVERSAL GAS CONSTANT

T = 273,16 K

(Triple point air)


H2

N2

Udara

PV (lbar mol-1)

O2

(PV)*300K= 25 bar l mol-1

P

T = 300 K


PV = 0,083145 T

Slope = 0,083145

R = 0,083145 bar l mol-1 K-1


PV = a (1 + B’P + C’P2+ . . . )

PV = RT(1 + B’P + C’P2 + . . . )

Bentuk lain:

PV = RT

Untuk gas ideal:

Z = 1


Compressibility factor untuk gas metana


CONTOH SOAL

Diketahuikoefisienvirialuntukuapisopropanolpada 200C:

B =  388 cm3 mol1 C =  26.000 cm6 mol2

Hitung Z dan V dariuapisopropanolpada 200Cdan 10 bar denganmenggunakanpersamaansbb.:

  • Persamaankeadaan gas ideal

  • Persamaankeadaanvirialdengan 2 suku

  • Persamaankeadaanvirialdengan 3 suku


PENYELESAIAN

T = 200C = 473,15K

R = 83,14 cm3 bar mol1 K1

  • Persamaan gas ideal

Z = 1


b) Persamaanvirial 2 suku


c) Persamaanvirial 3 suku

Persamaandiselesaikansecaraiteratif.


Iterasi 1:

Sebagaitebakanawaldigunakan V0 = Vgas ideal = 3.934

Iterasi 2:


IterasiditeruskansampaiselisihantaraVi Vi-1sangatkecil, atau:

Setelahiterasike 5 diperolehhasil:

V= 3.488 cm3 mol1

Z = 0,8866


PERSAMAAN KEADAAN KUBIK:

VAN DER WAALS

  • Molekuldipandangsebagaipartikel yang memiliki volume, sehingga V tidakbolehkurangdarisuatukonstanta Vdigantidengan (V – b)

  • Padajaraktertentumolekulsalingberinteraksi mempengaruhitekanan, P digantidengan (P + a/V2)


Kondisikritikalitas:


Derivatparsialpertamadari P terhadap V

Derivatparsialkeduadari P terhadap V


Padatitikkritis, keduaderivatsamadengannol:

T = Tc

P = Pc

V = Vc

Z = Zc

Ada 2 persamaandengan 2 bilangananu (a dan b)


Mengapa disebut persamaan kubik?

Samakanpenyebutruaskanan:

KalikandenganV2 (V – b):

PV2 (V – b) = RTV2 – a (V – b)


V3

V1

V2

Vliq

Vvap


PERSAMAAN KEADAAN REDLICH-KWONG

Persamaan RK inicukupakuratuntukprediksisifat-sifat gas padakondisi:


TEORI CORRESPONDING STATES

TEORI CORRESPONDING STATE DENGAN 2 PARAMETER

SemuafluidajikadiperbandingkanpadaTrdan Pr yang samaakanmemilikifaktorkompresibilitas yang hampirsama, dansemuapenyimpangandariperilaku gas ideal jugahampirsama

temperaturtereduksi

tekanantereduksi


Itubenaruntukfluidasederhana (Ar, Kr, Xe), tapiuntukfluida yang lebihkomplek, adapenyimpangansistematik, sehinggaPitzerdkk. mengusulkanadanya parameter ke 3, yaitufaktorasentrik, 

Faktorasentrikmerupakanukuran non-sphericity (acentricity) darisuatumolekul, dandidefinisikansebagai:

padaTr = 0,7

dengan:

Tekananuaptereduksi


Slope = - 2,3

(Ar, Kr, Xe)

Slope = - 3,2

(n-Oktana)

1/Tr = 1/0,7 = 1,435

FAKTOR ASENTRIK


PERSAMAAN SOAVE-REDLICH-KWONG


PERSAMAAN PENG-ROBINSON

Peng & Robinson (1976): mengusulkanpersamaan yang lebihbaikuntukmemenuhitujuan-tujuan:

  • Parameter-parameter yang adaharusdapatdinyatakandalamsifatkritisdanfaktorasentrik.

  • Model harusbisamemprediksiberbagaimacampropertydisekitartitikkritis, terutamauntukperhitunganfaktorkompresibilitasdan density cairan.

  • Mixing ruleharusmenggunakansatubinary interaction parameter yang tidaktergantungpada T, P, dankomposisi.

  • Persamaanharusberlakuuntuksemuaperhitungansemua property dalamproses natural gas.



BENTUK UMUM PERSAMAAN KUBIK

vdW

RK

PR

SRK

(13)




AKAR TERBESAR PERSAMAAN KUBIK (Vgas)

(14)


Persamaandiatasdiselesaikansecaranumerik, dengantebakanawal V0 = RT/P

Iterasi 1:

Iterasi 2:

Iterasi i:

Iterasidihentikanjika:


AKAR TERKECIL PERSAMAAN KUBIK (Vliquid)


Persamaan di atas diselesaikan secara numerik, dengan tebakan awal V0 = b

Iterasi 1:

Iterasi 2:

Iterasii:

Iterasidihentikanjika:


CONTOH SOAL tebakan awal V

  • Tekananuap n-butanapada 350 K adalah 9,4573 bar. Hitung volume molar untuk:

  • Uapjenuh

  • Cairjenuh

  • denganmenggunakanpersamaan RK

PENYELESAIAN

Untuk n-butana:

Tc = 425,1 K

Pc = 37,96 bar

Tr = 0,8233

Pr = 0,2491

R = 0,083145 L bar mol-1 K-1


a. UAP JENUH tebakan awal V


Tebakan tebakan awal Vawal:

Iterasi 1:

= 2,6522 L/mol


Iterasi tebakan awal V 2:

= 2,5762 L/mol

Padaiterasike6 dst, : Vuap = 2,5556 L/mol


b. CAIR JENUH tebakan awal V

Tebakan awal: V0 = b = 0,0807 L mol-1

Vliq = 0,1333 L/mol


ad