Termodinamika Teknik Kimia 1 Universitas

MAHATHIR NUR MUHAMMAD 1407119411

TEKNIK KIMIA S1 KELAS A

TUGAS II/TERMODINAMIKA TEKNIK KIMIA I SOAL:

1. A system absorbs 1500 J of heat from surrounding and does work done 2200 J . Determine the change of internal energy system, increases or decreases ?

2. In an internal combustion engine, during the compression stroke the heat rejected to the cooling water is 50 kJ/kg and the work input is 100 kJ/kg. Calculate the change in internal energy of the working fluid stating whether it is a gain or loss.

3. Untuk diagram dibawah iniada 3 lintasan yang berbeda untuk perubahan system dari I ke F. Jelaskan proses-proses yang terjadi pada perubahan tersebut

4. Suatu siklus 1-2-3-4-1, terjadi melalui beberapa proses. Sebutkan jenis proses yang terjadi pada setiap lintasan dalam system ini.

5. A cylinder contains 1 kg of a certain fluid at an initial pressure of 20 bar. The fluid is allowed to expand reversibly behind a piston

original value of 20 bar. Calculate the net work done by the fluid, for an initial volume of 0.05 m3

JAWABAN:

1. Diketahui : Q = 1500 J W = 2200 J

Energi dalam sistem? Meningkat atau menurun? ∆ U=Q−W

∆ U=1500J−(−2200J)

∆ U=3700J

2. Diketahui : Q = 50 kJ/kg = 50000 J/kg W = 100 kJ/kg = 100000 J/kg Energi dalam yang dilakukan oleh sistem?

∆ U=Q−W

∆ U=50000 J

kg−

(

−100000 J kg

)

∆ U=150000 J

kg ∆ U=15×104 J

kg

3. Dari grafik berikut dapat dijelaskan perubahan dari I ke F :

 Lintasan pertama (I-B-F)

Pada lintasan ini terjadi dua proses, proses yang terjadi pada lintasan I - B yaitu proses isokhorik, dimana V=konstan (tidak berubah) dan tekanan diturunkan, sedangkan pada lintasan B - F terjadi proses penambahan volum tetapi tekanan (P) konstan/tidak berubah, maka proses ini disebut isobarik (P=konstan).

 Lintasan kedua (I-A-F)

Pada lintasan ini terjadi dua proses, yang pertama pada lintasan I - A terjadi proses Isobarik, karena tidak ada perubahan tekanan (P), hanya penambahan volume, sedangkan pada lintasan A – F terjadi proses Isokhorik, dimana tidak ada perubahan volume (V=konstan).

Pada lintasan ini hanya terjadi proses isotermik, karena tidak terjadi perubahan temperature (P.V=konstan) selama proses terjadi.

4. Dari grafik di bawah ini dapat dijelaskan :

 Lintasan1 ke 2

Pada lintasan ini terjadi proses kompresi adiabatic reversibel, dimana system dikembalikan ke keadaan awal (semula), temperature system berubah dari T2 menjadi T1 dan kerja dikenakan terhadap sistem.

 Lintasan 2 ke 3

Pada lintasan ini terjadi proses ekspansi isothermal reversibel, dimana pada proses ini system menyerap kalor Q1 dari reservoir bersuhu tinggi T1, sehingga system melakukan kerja.

 Lintasan 3 ke 4

Pada lintasan ini terjadi proses Ekspansi adiabatic reversibel, dimana system berkurang temperaturnya dari T1 menjadi T2 dan system melakukan kerja.

 Lintasan 4 ke 1

Pada lintasan ini terjadi proses Kompresi isothermal reversibel, dimana system melepaskan kalor Q1 ke reservoir dingin dengan temperature rendah T2 dan kerja dikenakan terhadap sistem.

5. Diketahui : m = 1 kg

P1 = 20 bar = 20 × 105 _N/m2 V1 = 0.05 m3

Dengan mempertimbangkan pada proses yang terjadi dari 1

Kerja yang dilakukan oleh fluida dari titik 1 ke 2 = Area 12 ML1

Kerja yang dilakukan oleh fluida pada titik 2 ke 3 Area 32 ML3

Area32ML3=P2

(

V2−V3

)

=10 5

×5×(0.1−0.05)=25000Nm

Kerja yang dilakukan selama proses pada titik 3 ke 1 sama dengan nol, karena piston tidak bergerak.

Kerja sistem oleh fluida adalah