BAB 3
Download
1 / 51

PERSAMAAN KEADAAN - PowerPoint PPT Presentation


  • 408 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
Persamaan keadaan

BAB 3

PERSAMAAN KEADAAN


Persamaan keadaan

PERSAMAAN KEADAAN

Persamaankeadaanadalahpersamaan yang menyatakanhubunganantarastate variable yang menggambarkankeadaandarisuatusistempadakondisifisiktertentu

  • Temperatur

  • Tekanan

  • Density


Persamaan keadaan

PERSAMAAN GAS IDEAL

PV = RT

Asumsi:

  • Molekul/atom gas identikdantidakmenempatiruang

  • Tidakadagayaantarmolekul

  • Molekul/atom penyusunnyamenabrakdindingwadahdengantabrakan yang elastissempurna


Persamaan keadaan

P

D

liquid

dew point

liquid +vapor

B

C

vapor

bubble point

A

V

GAS NYATA


Persamaan keadaan

Perbedaanantara gas ideal dan gas nyata

Pideal gas > Prealgas

Vreal, empty = Vcontainer – Vmolecule

Perlufaktorkoreksiuntukmembandingkan

Gas nyatadan gas ideal

Copressilbility factor (Z)


Persamaan keadaan

Definisi compressibility factor

Volume gas ideal

Persamaankeadaan gas nyata


Persamaan keadaan

PERSAMAAN VIRIAL

P > 1,5 bar

Jarakantar atom <<

Interaksi >>

Gas Ideal

tidakberlaku


Persamaan keadaan

P

C

Pc

T > Tc

T = Tc

T1 < Tc

T2 < Tc

Vc

V

Sepanjanggarisisotermal T1: P >>  V <<

(Contohuntuk steam padatemperatur 200C)


Persamaan keadaan

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 + . . . )


Persamaan keadaan

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)


Persamaan keadaan

H2

N2

Udara

PV (lbar mol-1)

O2

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

P

T = 300 K


Persamaan keadaan

PV = 0,083145 T

Slope = 0,083145

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


Persamaan keadaan

PV = a (1 + B’P + C’P2+ . . . )

PV = RT(1 + B’P + C’P2 + . . . )

Bentuk lain:

PV = RT

Untuk gas ideal:

Z = 1


Persamaan keadaan

Compressibility factor untuk gas metana


Persamaan keadaan

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


Persamaan keadaan

PENYELESAIAN

T = 200C = 473,15K

R = 83,14 cm3 bar mol1 K1

  • Persamaan gas ideal

Z = 1


Persamaan keadaan

b) Persamaanvirial 2 suku


Persamaan keadaan

c) Persamaanvirial 3 suku

Persamaandiselesaikansecaraiteratif.


Persamaan keadaan

Iterasi 1:

Sebagaitebakanawaldigunakan V0 = Vgas ideal = 3.934

Iterasi 2:


Persamaan keadaan

IterasiditeruskansampaiselisihantaraVi Vi-1sangatkecil, atau:

Setelahiterasike 5 diperolehhasil:

V= 3.488 cm3 mol1

Z = 0,8866


Persamaan keadaan

PERSAMAAN KEADAAN KUBIK:

VAN DER WAALS

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

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


Persamaan keadaan

Kondisikritikalitas:


Persamaan keadaan

Derivatparsialpertamadari P terhadap V

Derivatparsialkeduadari P terhadap V


Persamaan keadaan

Padatitikkritis, keduaderivatsamadengannol:

T = Tc

P = Pc

V = Vc

Z = Zc

Ada 2 persamaandengan 2 bilangananu (a dan b)


Persamaan keadaan

Mengapa disebut persamaan kubik?

Samakanpenyebutruaskanan:

KalikandenganV2 (V – b):

PV2 (V – b) = RTV2 – a (V – b)


Persamaan keadaan

V3

V1

V2

Vliq

Vvap


Persamaan keadaan

PERSAMAAN KEADAAN REDLICH-KWONG

Persamaan RK inicukupakuratuntukprediksisifat-sifat gas padakondisi:


Persamaan keadaan

TEORI CORRESPONDING STATES

TEORI CORRESPONDING STATE DENGAN 2 PARAMETER

SemuafluidajikadiperbandingkanpadaTrdan Pr yang samaakanmemilikifaktorkompresibilitas yang hampirsama, dansemuapenyimpangandariperilaku gas ideal jugahampirsama

temperaturtereduksi

tekanantereduksi


Persamaan keadaan

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


Persamaan keadaan

Slope = - 2,3

(Ar, Kr, Xe)

Slope = - 3,2

(n-Oktana)

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

FAKTOR ASENTRIK


Persamaan keadaan

PERSAMAAN SOAVE-REDLICH-KWONG


Persamaan keadaan

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.



Persamaan keadaan

BENTUK UMUM PERSAMAAN KUBIK

vdW

RK

PR

SRK

(13)




Persamaan keadaan

AKAR TERBESAR PERSAMAAN KUBIK (Vgas)

(14)


Persamaan keadaan

Persamaandiatasdiselesaikansecaranumerik, dengantebakanawal V0 = RT/P

Iterasi 1:

Iterasi 2:

Iterasi i:

Iterasidihentikanjika:


Persamaan keadaan

AKAR TERKECIL PERSAMAAN KUBIK (Vliquid)


Persamaan keadaan

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

Iterasi 1:

Iterasi 2:

Iterasii:

Iterasidihentikanjika:


Persamaan keadaan

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


Persamaan keadaan

a. UAP JENUH tebakan awal V


Persamaan keadaan

Tebakan tebakan awal Vawal:

Iterasi 1:

= 2,6522 L/mol


Persamaan keadaan

Iterasi tebakan awal V 2:

= 2,5762 L/mol

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


Persamaan keadaan

b. CAIR JENUH tebakan awal V

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

Vliq = 0,1333 L/mol