1 / 51

PERSAMAAN KEADAAN

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 :.

ursula
Download Presentation

PERSAMAAN KEADAAN

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 3 PERSAMAAN KEADAAN

  2. PERSAMAAN KEADAAN Persamaankeadaanadalahpersamaan yang menyatakanhubunganantarastate variable yang menggambarkankeadaandarisuatusistempadakondisifisiktertentu • Temperatur • Tekanan • Density

  3. PERSAMAAN GAS IDEAL PV = RT Asumsi: • Molekul/atom gas identikdantidakmenempatiruang • Tidakadagayaantarmolekul • Molekul/atom penyusunnyamenabrakdindingwadahdengantabrakan yang elastissempurna

  4. P D liquid dew point liquid +vapor B C vapor bubble point A V GAS NYATA

  5. Perbedaanantara gas ideal dan gas nyata Pideal gas > Prealgas Vreal, empty = Vcontainer – Vmolecule Perlufaktorkoreksiuntukmembandingkan Gas nyatadan gas ideal Copressilbility factor (Z)

  6. Definisi compressibility factor Volume gas ideal Persamaankeadaan gas nyata

  7. PERSAMAAN VIRIAL P > 1,5 bar Jarakantar atom << Interaksi >> Gas Ideal tidakberlaku

  8. P C Pc  T > Tc T = Tc T1 < Tc T2 < Tc Vc V Sepanjanggarisisotermal T1: P >>  V << (Contohuntuk steam padatemperatur 200C)

  9. 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 + . . . )

  10. 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)

  11. H2 N2 Udara PV (lbar mol-1) O2 (PV)*300K= 25 bar l mol-1 P T = 300 K

  12. PV = 0,083145 T Slope = 0,083145 R = 0,083145 bar l mol-1 K-1

  13. PV = a (1 + B’P + C’P2+ . . . ) PV = RT(1 + B’P + C’P2 + . . . ) Bentuk lain: PV = RT Untuk gas ideal: Z = 1

  14. Compressibility factor untuk gas metana

  15. 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

  16. PENYELESAIAN T = 200C = 473,15K R = 83,14 cm3 bar mol1 K1 • Persamaan gas ideal Z = 1

  17. b) Persamaanvirial 2 suku

  18. c) Persamaanvirial 3 suku Persamaandiselesaikansecaraiteratif.

  19. Iterasi 1: Sebagaitebakanawaldigunakan V0 = Vgas ideal = 3.934 Iterasi 2:

  20. IterasiditeruskansampaiselisihantaraVi Vi-1sangatkecil, atau: Setelahiterasike 5 diperolehhasil: V= 3.488 cm3 mol1 Z = 0,8866

  21. PERSAMAAN KEADAAN KUBIK: VAN DER WAALS • Molekuldipandangsebagaipartikel yang memiliki volume, sehingga V tidakbolehkurangdarisuatukonstanta Vdigantidengan (V – b) • Padajaraktertentumolekulsalingberinteraksi mempengaruhitekanan, P digantidengan (P + a/V2)

  22. Kondisikritikalitas:

  23. Derivatparsialpertamadari P terhadap V Derivatparsialkeduadari P terhadap V

  24. Padatitikkritis, keduaderivatsamadengannol: T = Tc P = Pc V = Vc Z = Zc Ada 2 persamaandengan 2 bilangananu (a dan b)

  25. Mengapa disebut persamaan kubik? Samakanpenyebutruaskanan: KalikandenganV2 (V – b): PV2 (V – b) = RTV2 – a (V – b)

  26. V3 V1 V2 Vliq Vvap

  27. PERSAMAAN KEADAAN REDLICH-KWONG Persamaan RK inicukupakuratuntukprediksisifat-sifat gas padakondisi:

  28. TEORI CORRESPONDING STATES TEORI CORRESPONDING STATE DENGAN 2 PARAMETER SemuafluidajikadiperbandingkanpadaTrdan Pr yang samaakanmemilikifaktorkompresibilitas yang hampirsama, dansemuapenyimpangandariperilaku gas ideal jugahampirsama temperaturtereduksi tekanantereduksi

  29. 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

  30. Slope = - 2,3 (Ar, Kr, Xe) Slope = - 3,2 (n-Oktana) 1/Tr = 1/0,7 = 1,435 FAKTOR ASENTRIK

  31. PERSAMAAN SOAVE-REDLICH-KWONG

  32. 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.

  33. (12)

  34. BENTUK UMUM PERSAMAAN KUBIK vdW RK PR SRK (13)

  35. BENTUK UMUM

  36. PARAMETER UNTUK PERSAMAAN KUBIK

  37. AKAR TERBESAR PERSAMAAN KUBIK (Vgas) (14)

  38. Persamaandiatasdiselesaikansecaranumerik, dengantebakanawal V0 = RT/P Iterasi 1: Iterasi 2: Iterasi i: Iterasidihentikanjika:

  39. AKAR TERKECIL PERSAMAAN KUBIK (Vliquid)

  40. Persamaan di atas diselesaikan secara numerik, dengan tebakan awal V0 = b Iterasi 1: Iterasi 2: Iterasii: Iterasidihentikanjika:

  41. CONTOH SOAL • 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

  42. a. UAP JENUH

  43. Tebakanawal: Iterasi 1: = 2,6522 L/mol

  44. Iterasi 2: = 2,5762 L/mol Padaiterasike6 dst, : Vuap = 2,5556 L/mol

More Related