1 / 21

BAB 5

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.

cyrah
Download Presentation

BAB 5

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. BAB 5 PENERAPAN HUKUM I PADA SISTEM TERTUTUP

  2. n  m = M  m = u A   n = u A  SISTEM TERBUKA  m1  m3 sistem  m2 q = u A

  3. NERACA MASSA  m1  m3 Control volume  m2 Control surface PERSAMAAN KONTINYUITAS

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

  5. NERACA ENERGI

  6. 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 =

  7. Laju akumulasi energi: Jika perubahan energi kinetik dan potensial diabaikan:

  8. CONTOH 4.4 Sebuahtangkidiisidengan gas yang berasaldaripipape-nyaluranyang tekanannyakonstan. Bagaimanahubunganantara enthalpy gas dibagianpemasukandengan internal energi gas didalamtangki? Abaikan transfer energidari gas kebadantangki. PENYELESAIAN NERACA MASSA = 0 (a)

  9. NERACA ENERGI Tidak ada ekspansi, pengadukan dan shaft work, maka: Perubahan energi kinetik dan potensial diabaikan, maka: (b) Jika persamaan (a) dan (b) digabung:

  10. Jika dikalikan dengan dt dan diintegralkan: m2 U2 – m1 U1 = Hin (m2 – m1) Keadaan mula-mula m1 = 0 sehingga: U2 = Hin

  11. 0,2 kg/s 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

  12. Perubahan energi kinetik dan potensial diabaikan: Dari definisi kapasitas panas: H = C T H – Hin = C (T – Tin)

  13. Jadi waktu yang diperlukan = 658,3 s atau 11 menit

  14. NERACA ENERGI UNTUK PROSES ALIR STEADY STATE • 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

  15. Sistem satuan SI Sistem satuan British Jika perubahan energi kinetik dan potensial dapat diabaikan, maka: H = Q + WS

  16. perubahan energi kinetik dan potensial dapat diabaikan • Tidak ada shaft work 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

  17. CONTOH 4.7 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

  18. Energi kinetik per satuan massa yang mengalir: Q = 180 – 240 = – 60 kJ kg-1 Jadi panas yang harus diambil adalah 60 kJ untuk setiap kg udara yang dikompresi.

  19. CONTOH 4.8 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

  20. Ini merupakan proses alir steady • Beda laju alir air di kedua tangki diabaikan  u2/2gc = 0 = 0,06 (Btu)(lbm)-1

  21. = – 99,50 + 0,21 – 0,06 = – 99,35 (Btu)(lbm)-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)

More Related