Dasar Termodinamika
Download as PPT, PDF6 likes10,743 views
Dokumen tersebut membahas tentang termodinamika yang mencakup pengertian, sistem, hukum, istilah-istilah, dan prinsip-prinsip dasar termodinamika seperti keseimbangan massa, energi, dan entropy dalam suatu sistem termodinamika.
Dasar Termodinamika
- 2. Mengapa mempelajari termodinamika? Untuk mempelajari suatu sistem dan lingkungannya.
- 3. Apa kah Termodinamika itu? Termodinamika mempelajari hubungan antara panas, kerja dan energi serta perubahan-perubahan yang diakibatkannya terhadap sistem.
- 4. Sistem dalam Termodinamika Hukum I Termodinamika Hukum II Termodinamika Istilah-istilah Dalam Termodinamika Sifat Kesetimbangan Termodinamika
- 5. Sistem thermodinamika adalah suatu masa atau daerah yang dipilih, untuk dijadikan obyek analisis.
- 6. Istilah – istilah penting dalam termodinamika : Lingkungan : bagian diluar sistem yang yang masih berpengaruh atau dipengaruhi oleh sistem. Batas (boundary) : bagian yang memisahkan sistem dengan lingkungan.
- 7. 3 Macam Sistem Termodinamika : 1. SISTEM TERBUKA : Dalam sistem ini, massa dari suatu sistem yang dianalisis adalah tetap, tidak ada massa yang keluar ataupun masuk dari sistem, namun volumenya bisa berubah. Yang bisa keluar masuk sistem adalah energi panas maupun kerja. Misalnya: lautan, tumbuh-tumbuhan, balon udara.
- 8. 2. SISTEM TERTUTUP : Ada pertukaran energi tetapi TIDAK terjadi pertukaran massa sistem dengan lingkungannya. Misalnya: Green House ada pertukaran kalor tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. 3. SISTEM TERISOLASI : TIDAK ada pertukaran massa dan energi sistem dengan lingkungan. Misalnya: Tabung gas yang terisolasi.
- 9. Bagaimana Bunyi Hukum 1 Thermodinamika? “Energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, namun demikian energi tersebut dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain menjadi kerja” Misalnya dalam termodinamika ini, energi yang diubah adalah panas menjadi kerja.
- 10. Untuk setiap proses, apabila kalor Q diberikan kepada sistem dan sistem melakukan usaha W, maka akan terjadi perubahan energi ∆U dalam : ∆U = Q – W Perjanjian tanda untuk W dan Q: 1. W (+) → sistem melakukan usaha terhadap lingkungan 2. W (–) → sistem menerima usaha dari lingkungan 3. Q (+) → sistem menerima kalor dari lingkungan 4. Q (–) → sistem melepas kalor pada lingkungan
- 11. Bagaimana Bunyi Hukum 1 Thermodinamika? “Kalor mengalir secara spontan dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya.”
- 12. “Tidak mungkin membuat suatu mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata menyerap kalor dari sebuah reservoir dan mengubah seluruhnya menjadi usaha luar.” “Total Entropi semata tidak berubah ketika proses reversibel terjadi dan bertambah ketika proses irreversibel.”
- 13. PROPERTI Adalah karakteristik yang menentukan sifat dari sistem. Contohnya seperti tekanan P, temperatur T, volume V, Massa m, viskositas, konduksi panas, dan lain-lain. Selain itu ada juga property yang disefinisikan dari property yang lainnya seperti, berat jenis, volume spesifik, panas jenis, dan lain-lain.
- 14. State = Tingkat Keadaan Adalah kondisi suatu sistem pada setiap instan waktu yang dinyatakan oleh beberapa sifatnya. Suatu sistem dapat berada pada suatu kondisi yang tidak berubah, apabila masing-masing jenis property sistem tersebut dapat diukur pada semua bagiannya dan tidak berbeda nilainya.
- 15. Proses Apabila ada 2 atau lebih State yang identik dan ada perubahan sistem thermodinamika dari keadaan seimbang satu menjadi keadaan seimbang lain. Cycle Sistem tersebut menjalani rangkaian beberapa proses, dengan keadaan akhir sistem kembali ke keadaan awalnya.
- 16. Lintasan Rangkaian keadaan diantara keadaan awal dan akhir. Fasa Sejumlah zat yang homogen dalam komposisi kimia dan struktur fisiknya. Fasa dibatasi oleh batas fasa Zat murni dapat mengalami perubahan fasa pada keadaan yang berbeda-beda, tergantung kepada kondisi property nya.
- 17. Zat murni zat yang komposisi kimianya seragam dan tidak berubah pada semua bagian. Dapat terdiri dari beberapa fasa tapi komposisi kimianya harus tetap sama Contoh zat murni misalnya, air, nitrogin, helium, CO2, udara, dan lain -lain.
- 18. Temperatur Ukuran temperatur berfungsi untuk mengindikasikan adanya energi panas pada suatu benda padat, cair, atau gas. Hukum Zeroth yaitu apabila dua benda dalam keadaan seimbang thermal dengan benda ketiga maka dua benda tersebut juga dalam keadaan seimbang thermal walaupun tidak saling bersentuhan.
- 19. Equilibrium Yang berarti adalah kesetimbangan merupakan kondisi yang ditentukan berdasarkan nilai dari sifat termodinamikanya. Ada 3 Sistem kesetimbangan dalam Termodinamika : 1. Kesetimbangan termal 2. Kesetimbangan mekanik 3. Kesetimbangan kimia
- 20. Reversibilities Kemampuan untuk menghilangkan efek dari sebuah sistem. Atau dengan kata lain membuat keadaan menjadi seperti semula. Proses reversibel (Proses dapat balik ) adalah suatu proses yang berlangsung sedemikian hingga setiap bagian yang mengalami perubahan dikembalikan pada keadaan semula tanpa menyebabkan suatu perubahan lain.
- 21. Proses irreversibelitas Proses termodinamik yang berlanggsung secara alami seluruhnya dan tidak dapat dibalik arahnya disebut proses ireversibel (irreversibel process). Contohnya : kalor berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah.
- 22. Keseimbangan Massa Perubahan massa terhadap waktu adalah sama dengan jumlah massa input dikurangi massa output. Rumusnya : dm/dt m˙i m˙e : perubahan terhadap waktu dari massa : laju aliran massa pada port inlet : laju aliran massa pada port keluar
- 23. Keseimbangan energi Energi dapat ditransfer oleh usaha, melalui transfer panas, dan dengan materi yang mengalir. Jumlah total energi kekal dalam semua transformasi dan transfer. Jadi jumlah energi tidak akan berubah atau seimbang. Dimana, U = energi internal KE = energi kinetik PE = potensial gravitasi
- 24. Pada prinsipnya tingkat keseimbangan energi sistem tertutup dapat diintegrasikan untuk proses antara dua keadaan untuk memberikan keseimbangan energi sistem tertutup. Dimana, U = energi internal KE = energi kinetik PE = potensial gravitasi Q = jumlah energi W = kerja
- 25. Keseimbangan Entropy Entropi adalah ukuran banyaknya energi atau kalor yang tidak dapat diubah menjadi usaha Seperti massa dan energi, entropi dapat disimpan dalam sistem dan ditransfer melintasi batas-batas sistem. Namun, tidak seperti massa dan energi, entropi tidak kekal, tetapi dihasilkan Perubahan entropy terhadap waktu adalah pengurangan antara entropy yang dtransfer dan entropy yang dihasilkan.
- 26. Kesetimbangan Exergy Exergy memberikan alternatif untuk entropi untuk menerapkan hukum kedua. Ketika konsep exergy digabungkan Thermoeconomics memungkinkan sumber nyata biaya untuk diidentifikasi: biaya investasi modal, biaya operasi dan pemeliharaan, dan biaya yang terkait dengan kerusakan dan kehilangan exergy. Thermoeconomic = minimalisasi biaya exergy-aided
- 27. Apa toh Exergy itu? Exergi didefinisikan sebagai potensi kerja maksimum dalam bentuk materi atau energi dalam berinteraksi dengan lingkungannya dan membawa sistem ke kesetimbangan. Potensi kerja ini diperoleh melalui proses reversibel.
- 28. Transfer Exergy dan Exergy Destruction Exergy dapat ditransfer dengan 3 cara 1.Transfer exergy dengan pekerjaan. 2.Transfer exergy dengan perpindahan panas. 3.Transfer exergy dengan masalah masuk dan keluar volume kontrol. Semua transfer exergy tersebut dievaluasi relatif terhadap lingkungan digunakan untuk mendefinisikan exergy. Exergy juga dihancurkan oleh irreversibilities dalam sistem atau volume kontrol. Karena pentingnya untuk berbagai aplikasi, keseimbangan tingkat exergy untuk volume kontrol pada steady state disajikan sebagai alternatif
- 30. Tingkat kerusakan exergy berkaitan dengan tingkat generasi entropi : Secara spesifik energi dinyatakan : PH KN PT CH = = = = exergy exergy exergy exergy fisik kinetik potensi kimia
- 31. Langkah pertama adalah mengevaluasi 3 komponen energi tersebut sebagai berikut:
- 32. Thank You Kingsoft Office Make Presentation much more fun