Diagram Fase Zat Murni

BAB I BAB I

PENDAHULUAN PENDAHULUAN

1.1

1.1 Latar Latar BelakangBelakang

Fase adalah sejumlah zat yang homogen baik secara kimia maupun fisika, atau Fase adalah sejumlah zat yang homogen baik secara kimia maupun fisika, atau dapat juga dikatakan bahwa sebuah sistem yang homogen adalah suatu fase. Secara dapat juga dikatakan bahwa sebuah sistem yang homogen adalah suatu fase. Secara umum telah dikenal tiga kelompok fasa yaitu; fase gas,

umum telah dikenal tiga kelompok fasa yaitu; fase gas, fase cair dan fase padat.fase cair dan fase padat.

Pada saat pergantian fase terkenal proses yang terjadi yaitu proses peleburan, Pada saat pergantian fase terkenal proses yang terjadi yaitu proses peleburan, penguapan, dan sublimasi. Proses peleburan , penguapan, dan sublimasi ini merupakan penguapan, dan sublimasi. Proses peleburan , penguapan, dan sublimasi ini merupakan proses yang sering terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Jika dilihat secara sederhana proses yang sering terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Jika dilihat secara sederhana proses peleburan, penguapan , dan sublimasi merupakan proses yang sederhana juga. proses peleburan, penguapan , dan sublimasi merupakan proses yang sederhana juga. Karena proses pergantian fase ini sudah pernah dipelajari sewaktu duduk di bangku Karena proses pergantian fase ini sudah pernah dipelajari sewaktu duduk di bangku sekolah menengah pertama dan sekolah menengah atas dengan materi penguapan, sekolah menengah pertama dan sekolah menengah atas dengan materi penguapan, peleburan, dan sublimasi.

peleburan, dan sublimasi.

Namun dalam termodinamika proses peleburan , penguapan, dan sublimasi ini Namun dalam termodinamika proses peleburan , penguapan, dan sublimasi ini dilihat secara lebih mendalam. Sehingga proses yang lebih rumit tentang ketiga proses dilihat secara lebih mendalam. Sehingga proses yang lebih rumit tentang ketiga proses tersebut akan dibahas l

tersebut akan dibahas lebih mendalam laebih mendalam lagi. Dalam termodinamgi. Dalam termodinamika juga mulai ika juga mulai dikenaldikenal istilah-istilah baru mengenai pergantian fase. Istilah-istilah baru yang dikenal dalam istilah-istilah baru mengenai pergantian fase. Istilah-istilah baru yang dikenal dalam pergantian fase tersebut seperti perubahan bentuk Kristal, yang temperature dan pergantian fase tersebut seperti perubahan bentuk Kristal, yang temperature dan tekanannya tetap, sedangkan entropi dan volumenya tetap. Oleh Karena itu proses tekanannya tetap, sedangkan entropi dan volumenya tetap. Oleh Karena itu proses pergantian fase da

pergantian fase dalam termodinamlam termodinamika akan ika akan sangat menarik untuk dsangat menarik untuk dibahas.ibahas.

1.2

1.2 Rumusan Rumusan masalahmasalah

Adapun Rumusan masalah dari penulisan makalah ini adalah : Adapun Rumusan masalah dari penulisan makalah ini adalah : 1.

1. Bagaimana karakteristik dan proses perubahan fase zat Bagaimana karakteristik dan proses perubahan fase zat murni?murni? 2.

2. Bagaimana hubungan antara setiap fase zat?Bagaimana hubungan antara setiap fase zat? 3.

3. Menjelaskan diagram fase zat murniMenjelaskan diagram fase zat murni

1.3 Tujuan 1.3 Tujuan

Adapun tujuan dari makalah ini adalah : Adapun tujuan dari makalah ini adalah : 1.

1. Menjelaskan karakteristik zat murni dan proses perubahan fase zatMenjelaskan karakteristik zat murni dan proses perubahan fase zat 2.

BAB II BAB II

TINJAUAN PUSTAKA TINJAUAN PUSTAKA

2.1

2.1 Zat Zat MurniMurni

Zat murni merupakan zat yang mempunyai komposisi yang tetap (stabil). Zat murni merupakan zat yang mempunyai komposisi yang tetap (stabil). Misalnya air, nitrogen, helium dan CO

Misalnya air, nitrogen, helium dan CO22. Suatu zat yang murni memiliki sifat yang. Suatu zat yang murni memiliki sifat yang

homogen. Zat tersebut dapat memiliki lebih dari satu fase, tapi setiap fase harus homogen. Zat tersebut dapat memiliki lebih dari satu fase, tapi setiap fase harus memiliki komposisi kimia yang homogen. Air, campuran dari air dan uap air, atau memiliki komposisi kimia yang homogen. Air, campuran dari air dan uap air, atau campuran es dan cairan air adalah zat murni karena setiap fase mempunyai komposisi campuran es dan cairan air adalah zat murni karena setiap fase mempunyai komposisi kimia sama yaitu H

kimia sama yaitu H22O. Zat Murni adalah zat yang selalu mempunyai komposisi kimiaO. Zat Murni adalah zat yang selalu mempunyai komposisi kimia

yang sama pada semua tingkat keadaan, tetapi dapat mempunyai beberapa fase yang yang sama pada semua tingkat keadaan, tetapi dapat mempunyai beberapa fase yang berbeda. Sedangkan fasa adalah sejumlah zat yang mempunyai komposisi kimia dan berbeda. Sedangkan fasa adalah sejumlah zat yang mempunyai komposisi kimia dan struktur

struktur fisiknya homogefisiknya homogen. Homogen n. Homogen merupakan merupakan sistem yang sistem yang hanya hanya mempunyai mempunyai satusatu fasa, sedangkan heter

fasa, sedangkan heterogen ogen adalah sistem yang berisi lebih dari satu fasa. Jadi campuradalah sistem yang berisi lebih dari satu fasa. Jadi campuranan udara air dan udara gas bukan merupakan zat murni karena komposisi fase udara cair udara air dan udara gas bukan merupakan zat murni karena komposisi fase udara cair berbeda dengan fase udara uap. Kadang-kadang campuran gas seperti udara dianggap berbeda dengan fase udara uap. Kadang-kadang campuran gas seperti udara dianggap sebagai zat murni sepanjang tidak ada perubahan fase karena udara mempunyai sebagai zat murni sepanjang tidak ada perubahan fase karena udara mempunyai beberapa karakteristik zat murni.

beberapa karakteristik zat murni.

Gambar 1.1 Gambar 1.1 2.2

2.2 Fase dari Fase dari Zat MurnZat Murnii

Suatu zat memiliki 3 fase yang berbeda: padat, cair dan gas. Misalkan sebuah Suatu zat memiliki 3 fase yang berbeda: padat, cair dan gas. Misalkan sebuah benda padat dimasukkan ke dalam piston silinder dan tekanan nya dijaga pada nilai benda padat dimasukkan ke dalam piston silinder dan tekanan nya dijaga pada nilai konstan. Kalor ditambahkan ke dalam silinder, sehingga zat tersebut melewati semua konstan. Kalor ditambahkan ke dalam silinder, sehingga zat tersebut melewati semua fase yang berbeda. Ketika suatu zat padat dengan temperatur yang rendah kemudian fase yang berbeda. Ketika suatu zat padat dengan temperatur yang rendah kemudian ditambahkan kalor sampai zat tersebut mulai mencair. Penambahan kalor lebih lanjut ditambahkan kalor sampai zat tersebut mulai mencair. Penambahan kalor lebih lanjut akan mencairkan seluruh zat padat tersebut sementara temperatur nya tetap konstan. akan mencairkan seluruh zat padat tersebut sementara temperatur nya tetap konstan. Setelah seluruh zat padat tersebut cair, temperatur dari cairan yang dihasilkan akan Setelah seluruh zat padat tersebut cair, temperatur dari cairan yang dihasilkan akan

meningkat lagi sampai uap tersebut mulai terbentuk, keadaan ini disebut keadaan meningkat lagi sampai uap tersebut mulai terbentuk, keadaan ini disebut keadaan cairan jenuh. Diidentifikasikan berdasarkan susunan molekulnya zat murni terbagi cairan jenuh. Diidentifikasikan berdasarkan susunan molekulnya zat murni terbagi menjadi 3 fase, yaitu :

menjadi 3 fase, yaitu : 

 Solid (padat) : jarak antar molekul sangat dekat sehingga gaya tarik antarSolid (padat) : jarak antar molekul sangat dekat sehingga gaya tarik antar molekul sangat kuat, maka bentuknya tetap. Gaya tarik antar molekul-molekul molekul sangat kuat, maka bentuknya tetap. Gaya tarik antar molekul-molekul cenderung untuk mempertahankannya pada jarak yang relatif konstan. Pada cenderung untuk mempertahankannya pada jarak yang relatif konstan. Pada temperatur tinggi molekul melawan gaya antar molekul

temperatur tinggi molekul melawan gaya antar molekul dan terpencar.dan terpencar. 

 Liquid ( cair) : Susunan molekul mirip dengan zat padat, tetapi terhadap yangLiquid ( cair) : Susunan molekul mirip dengan zat padat, tetapi terhadap yang lain sudah tidak tetap lagi. Sekumpulan molekul akan mengambang satu sama lain sudah tidak tetap lagi. Sekumpulan molekul akan mengambang satu sama lain.

lain. 

 Gas : Jarak antar molekul berjauhan dan susunannya acak. Molekul bergerakGas : Jarak antar molekul berjauhan dan susunannya acak. Molekul bergerak secara acak.

secara acak.

2.3 Komposisi 2.3 Komposisi

2.4

2.4 Perubahan Fase dari Perubahan Fase dari Zat MurniZat Murni

Semua zat murni mempunyai kelakuan umum yang sama. Untuk zat murni

Semua zat murni mempunyai kelakuan umum yang sama. Untuk zat murni (yaitu(yaitu Bahan yang mempunyai komposisi kimia tetap), maka proses perubahan fase dapat di Bahan yang mempunyai komposisi kimia tetap), maka proses perubahan fase dapat di terangkan sebagai berikut ini. Ditinjau suatu bejana yang diisi air (T=20

terangkan sebagai berikut ini. Ditinjau suatu bejana yang diisi air (T=20 oo_{C ; P = 1 atm)C ; P = 1 atm)}

seperti terlihat pada Gambar 1.2 seperti terlihat pada Gambar 1.2

Gambar 1.2

Gambar 1.2 Perubahan fase airPerubahan fase air

a)

a) Compressed liquid  (Cairan terkompresi)Compressed liquid  (Cairan terkompresi)

Pada state ini disebut compressed liquid atau subcooled liquid. Pada state ini Pada state ini disebut compressed liquid atau subcooled liquid. Pada state ini penambahan panas hanya akan menaikkan temperatur tetapi belum penambahan panas hanya akan menaikkan temperatur tetapi belum menyebabkan terjadi penguapan.

menyebabkan terjadi penguapan. b)

b) Saturated liquid  (cairan jenuh)Saturated liquid  (cairan jenuh)

Pada state ini fluida tepat akan berubah fasenya. Penambahan panas sedikit saja Pada state ini fluida tepat akan berubah fasenya. Penambahan panas sedikit saja akan menyebabkan terjadi penguapan. Akan mengalami sedikit panambahan akan menyebabkan terjadi penguapan. Akan mengalami sedikit panambahan volume.

volume. c)

c) Saturated liquid-vapor mixtureSaturated liquid-vapor mixture ( campuran uap-cairan jenuh) ( campuran uap-cairan jenuh)

Keadaan diantara titik Saturated Liquid hingga saturated vapor dimana air berada Keadaan diantara titik Saturated Liquid hingga saturated vapor dimana air berada didalam dua fasa secara bersamaan ini disebut

didalam dua fasa secara bersamaan ini disebut saturated liquid-vapor mixturesaturated liquid-vapor mixture.. Pada keadaan ini uap dan cairan j

Pada keadaan ini uap dan cairan jenuh berada dalam kesetimbangan. Penambahanenuh berada dalam kesetimbangan. Penambahan panas tidak akan menaikkan temperatur tetapi hanya menambah jumlah panas tidak akan menaikkan temperatur tetapi hanya menambah jumlah penguapan.

penguapan. d)

d) Saturated vapor  (uap jenuh)Saturated vapor  (uap jenuh)

Pada keadaan ini campuran tepat berubah menjadi uap seluruhnya. Pengurangan Pada keadaan ini campuran tepat berubah menjadi uap seluruhnya. Pengurangan panas akan menyebabkan terjadi

panas akan menyebabkan terjadi pengembunan.pengembunan. e)

e) Superheated vapor  (uap panas lanjut)Superheated vapor  (uap panas lanjut)

Penambahan panas akan menyebabkan kenaikan suhu dan volume. Penambahan panas akan menyebabkan kenaikan suhu dan volume.

Perbedaan antara

Perbedaan antara saturated vapor saturated vapor   dan  dan superheated vapor superheated vapor   adalah bahwa pada  adalah bahwa pada saturated vapor 

saturated vapor , jika kita kurangi sedikit saja panas dari sistem, maka ia akan mulai, jika kita kurangi sedikit saja panas dari sistem, maka ia akan mulai mengembun, sementara pada

mengembun, sementara pada superheated vapor superheated vapor , pengurangan energi panas hanya akan, pengurangan energi panas hanya akan menurunkan suhu uap saja, tidak akan merubah fasanya.

menurunkan suhu uap saja, tidak akan merubah fasanya.

Representasi dari setiap kondisi yang digambarkan pada proses pemanasan air Representasi dari setiap kondisi yang digambarkan pada proses pemanasan air yang menyebabkan terjadinya perubahan fasa, digambarka

yang menyebabkan terjadinya perubahan fasa, digambarkan pada suatu n pada suatu grafik T-v. Padagrafik T-v. Pada sumbu vertikal menunjukkan nilai suhu dalam derajat celcius dan pada sumbu sumbu vertikal menunjukkan nilai suhu dalam derajat celcius dan pada sumbu horizontal menunjukkan nilai spesifik volume dalam meter kubik/kilogram, horizontal menunjukkan nilai spesifik volume dalam meter kubik/kilogram, sebagaimana dapat dilihat dalam gambar berikut :

sebagaimana dapat dilihat dalam gambar berikut :

Gambar 1.3

Gambar 1.3 Diagram T-v proses perubahan fasa air pada tekanan konstanDiagram T-v proses perubahan fasa air pada tekanan konstan Dimana :

Dimana :

Proses 1-2-3-4-5 adalah pemanasan pada tekanan konstan Proses 1-2-3-4-5 adalah pemanasan pada tekanan konstan Proses 5-4-3-2-1 adalah pendinginan pada tekanan konstan Proses 5-4-3-2-1 adalah pendinginan pada tekanan konstan

Perlu diingat, bahwa grafik diatas berlaku untuk tekanan 1 atm saja (P= 1 atm). Perlu diingat, bahwa grafik diatas berlaku untuk tekanan 1 atm saja (P= 1 atm). Bila tekanan dinaikkan, maka grafik akan bergeser ke atas. Hal ini terjadi karena suhu Bila tekanan dinaikkan, maka grafik akan bergeser ke atas. Hal ini terjadi karena suhu dan tekanan mer

dan tekanan merupakan sifat upakan sifat yang saling terikat padyang saling terikat pada proses perubahan fasa. Sebaa proses perubahan fasa. Sebagaigai akibatnya, suhu didih akan tergantung pada tekanan pada sistem. Semakin tinggi akibatnya, suhu didih akan tergantung pada tekanan pada sistem. Semakin tinggi tekanan, maka suhu didih akan menjadi semakin tinggi.

tekanan, maka suhu didih akan menjadi semakin tinggi.

Pada proses perubahan fasa terlihat bahwa dengan memberikan panas tertentu Pada proses perubahan fasa terlihat bahwa dengan memberikan panas tertentu pada suhu saturasi,

pada suhu saturasi, belum merubah belum merubah fasa dari cair fasa dari cair menjadi uap. menjadi uap. Untuk merubaUntuk merubahnyahnya diperlukan sejumlah energi panas tertentu hingga fasa cair baru bisa berubah menjadi diperlukan sejumlah energi panas tertentu hingga fasa cair baru bisa berubah menjadi fasa uap. Besarnya energi yang diperlukan untuk merubah fasa cair

fasa uap. Besarnya energi yang diperlukan untuk merubah fasa cair menjadi fasa uap inimenjadi fasa uap ini dikenal dengan sebutan dengan Kalor Laten

dikenal dengan sebutan dengan Kalor Laten (Latent Heat of Vaporization)(Latent Heat of Vaporization)  dan jumlah  dan jumlah nya sama dengan energi yang dilepaskan uap untuk berubah kembali menjadi fasa cair nya sama dengan energi yang dilepaskan uap untuk berubah kembali menjadi fasa cair

selama proses

selama proses pengembunan. Sepengembunan. Sebagai contoh, pada bagai contoh, pada tekanan tekanan 1 atm, 1 atm, kalor laten kalor laten airair adalah sebesar 2257.1 kJ/kg

adalah sebesar 2257.1 kJ/kg

2.5

2.5 Property Diagram Property Diagram (Diagram sifat)(Diagram sifat)

Gambar 1.4

Gambar 1.4 Diagram T-v perubahan fase zat murni (air) pada berbagai variasi tekananDiagram T-v perubahan fase zat murni (air) pada berbagai variasi tekanan

Dari gambar 1.4 dapat dilihat bahwa semakin tinggi tekanan air maka semakin tinggi Dari gambar 1.4 dapat dilihat bahwa semakin tinggi tekanan air maka semakin tinggi pula titik didihnya. T

pula titik didihnya. Tsat sat  merupakan fungsi dari P merupakan fungsi dari Psat sat , ( T, ( Tsat sat  = =

⨍

⨍

PPsat sat  ) )



 TTsat sat  == Saturation TemperatureSaturation Temperature, temperatur saat zat murni berubah fase pada, temperatur saat zat murni berubah fase pada

tekanan tertentu. tekanan tertentu.



 PPsat sat == Saturation PressureSaturation Pressure, tekanan saat zat murni berubah fase pada temperatur, tekanan saat zat murni berubah fase pada temperatur

tertentu. tertentu.

Garis yang menghubungkan keadaan cair jenuh dan uap jenuh akan semakin Garis yang menghubungkan keadaan cair jenuh dan uap jenuh akan semakin pendek jika tekanannya semakin besar. Pada tekanan tertentu (22,09 Mpa) Keadaan pendek jika tekanannya semakin besar. Pada tekanan tertentu (22,09 Mpa) Keadaan cair jenuh dan uap jenuh berada pada satu titik. Titik ini disebut titik kritis

cair jenuh dan uap jenuh berada pada satu titik. Titik ini disebut titik kritis (Critical(Critical  point).

 point). Untuk air : TUntuk air : Tcrcr = 374,14oC ; P = 374,14oC ; Pcrcr = 22,09 Mpa ; V = 22,09 Mpa ; Vcrcr = 0,003155 m = 0,003155 m33/kg. Jika titik-titik/kg. Jika titik-titik

pada keadaan cair jenuh dihubungkan maka diperoleh garis cair jenuh. Jika titik-titik pada keadaan cair jenuh dihubungkan maka diperoleh garis cair jenuh. Jika titik-titik

pada kedaan uap jenuh dihubungkan maka diperoleh garis uap jenuh. Kedua garis ini pada kedaan uap jenuh dihubungkan maka diperoleh garis uap jenuh. Kedua garis ini bertemu di titik kritis.

bertemu di titik kritis.

Gambar 1.5

Gambar 1.5 Diagram T-v zat murni Diagram T-v zat murni

Di atas titik

Di atas titik tekanan kritis proses perubahan dari cair menjadi uap tidak lagi terlihattekanan kritis proses perubahan dari cair menjadi uap tidak lagi terlihat jelas/nyata. Terjadi perubahan secara spontan dari cair menjadi uap.

jelas/nyata. Terjadi perubahan secara spontan dari cair menjadi uap.

Gambar 1.6

Gambar 1.6 Diagram P-v Zat murniDiagram P-v Zat murni

Bentuk dari diagram P-v mirip dengan diagram T- v. Pada diagram P-v garis Bentuk dari diagram P-v mirip dengan diagram T- v. Pada diagram P-v garis temperatur konstan mempunyai trend menurun sedangkan pada diagram T-v garis temperatur konstan mempunyai trend menurun sedangkan pada diagram T-v garis tekanan konstan mempunyai trend menaik.

2.6

2.6 Diagram P-v dan P-T fase pDiagram P-v dan P-T fase padat, cair dan gasadat, cair dan gas

1.

1. Mengecil sewaktu membekuMengecil sewaktu membeku

Kebanyakan zat murni akan menyusut saat membeku, perhatikan Gambar 1.7 Kebanyakan zat murni akan menyusut saat membeku, perhatikan Gambar 1.7 berikut.

berikut.

Gambar 1.7

Gambar 1.7 Diagram P-v zDiagram P-v zat murni yang mat murni yang menyusut saat membeenyusut saat membekuku

2.

2. Mengembang sewaktu membekuMengembang sewaktu membeku

Contoh zat murni yang mengembang saat membeku adalah air. Contoh zat murni yang mengembang saat membeku adalah air.

Gambar 1.8

Gambar 1.8 Diagram P-v zDiagram P-v zat murni yang mat murni yang mengembang saat mengembang saat membekuembeku

Pada kondisi tertentu fase padat,

Pada kondisi tertentu fase padat, cair dan gas berada dalam cair dan gas berada dalam kesetimbangan. Padakesetimbangan. Pada diagram P-v dan T-v keadaan ini akan membentuk suatu garis yang disebut Triple line. diagram P-v dan T-v keadaan ini akan membentuk suatu garis yang disebut Triple line.

Dalam diagram P-T keadaan ini nampak sebagai suatu titik dan disebut Triple point. Dalam diagram P-T keadaan ini nampak sebagai suatu titik dan disebut Triple point. Triple point air adalah T

Triple point air adalah TTRTR = 0,01 = 0,01 ooC dan PC dan PTRTR= 0,06113 kPa.= 0,06113 kPa.

Gambar 1.9

Gambar 1.9 Diagram P-T zDiagram P-T zat murni (diagraat murni (diagram fase)m fase)

Diagram P-T sering disebut sebagai diagram fase karena dalam diagram P- T, antar Diagram P-T sering disebut sebagai diagram fase karena dalam diagram P- T, antar tiga fase dipisahkan secara jelas, masing-masing dengan sebuah garis. Ketiga garis bertemu tiga fase dipisahkan secara jelas, masing-masing dengan sebuah garis. Ketiga garis bertemu di

di triple point triple point . Garis penguapan (. Garis penguapan (vaporisationvaporisation) berakhir di titik kritis karena tidak ada batas) berakhir di titik kritis karena tidak ada batas yang jelas antara fase cair dan fase uap. Tidak ada zat yang berada pada fase cair jika yang jelas antara fase cair dan fase uap. Tidak ada zat yang berada pada fase cair jika tekanannya berada di bawah tekanan

tekanannya berada di bawah tekanan Triple point Triple point . Ada dua cara zat padat berubah menjadi. Ada dua cara zat padat berubah menjadi uap Pertama melalui proses mencair kemudian menguap dan kedua fase padat berubah uap Pertama melalui proses mencair kemudian menguap dan kedua fase padat berubah langsung menjadi fase gas (disebut menyublim). Menyublim hanya dapat terjadi pada langsung menjadi fase gas (disebut menyublim). Menyublim hanya dapat terjadi pada tekanan di bawah tekanan

tekanan di bawah tekanan Triple point Triple point ..

a.

a. Menyusut Menyusut saat saat membeku membeku b. b. Mengembang Mengembang saat saat membekumembeku

Gambar 1.10

2.7 Kesetimbangan padat-cair 2.7 Kesetimbangan padat-cair

Clapeyron equation merupakan perubahan titik beku terhadap tekanan. Clapeyron equation merupakan perubahan titik beku terhadap tekanan.

Dimana

Dimana

∆

∆

hhf f  _{= panas laten peleburan ( = panas laten peleburan (latent heat of fusionlatent heat of fusion). Untuk sebagian besar). Untuk sebagian besar}

zat murni, dT/dP kecil dan positif, namun untuk transisi

zat murni, dT/dP kecil dan positif, namun untuk transisi es-air pada 0es-air pada 0 oo_{C dT/dP = -0,007C dT/dP = -0,007}

K/atm; Keanehan ini karena fase padat kurang rapat dari pada fase cair: (v

K/atm; Keanehan ini karena fase padat kurang rapat dari pada fase cair: (vLL_-v-vSS_{) < 0) < 0}

2.8 Kesetimbangan uap-air 2.8 Kesetimbangan uap-air

Ketika kesetimbangan melibatkan fasa uap, maka tekanan

Ketika kesetimbangan melibatkan fasa uap, maka tekanan dinyatakan sebagaidinyatakan sebagai tekanan uap, P

tekanan uap, Poo_{. Dari bentuk asli Clapeyron equation . Dari bentuk asli Clapeyron equation diperoleh:diperoleh:}

2.9

2.9 Penggunaan Penggunaan tabel tabel uapuap

Tabel uap tersedia untuk berbagai zat yang mana pada kondisi normal zat dalam Tabel uap tersedia untuk berbagai zat yang mana pada kondisi normal zat dalam fase uap (misalnya, steam, amonia, freon, dan lain-lain).

fase uap (misalnya, steam, amonia, freon, dan lain-lain). 1.

1. Sifat kondisi jenuhSifat kondisi jenuh P

Psatsatdan Tdan Tsat sat  ditabelkan dalam kolom paralel (kolom pertama); tekanan berkisar ditabelkan dalam kolom paralel (kolom pertama); tekanan berkisar

antara 0,006112 bar s.d. 221,2 bar (Pc); Contohnya, Steam pada p=0,34 bar antara 0,006112 bar s.d. 221,2 bar (Pc); Contohnya, Steam pada p=0,34 bar mempunyai property sbb:

2.

2. Perubahan cair jenuh-uap jenuhPerubahan cair jenuh-uap jenuh

3.

3. Properti uap basahProperti uap basah

Untuk volume spesifik uap basah : Untuk volume spesifik uap basah :

Untuk 1 kg uap basah,

Untuk 1 kg uap basah, terdapat x kg uap kering dan (1terdapat x kg uap kering dan (1

_–

_–

x) kg cairan, maka:x) kg cairan, maka:



 Volume spesifik uap basahVolume spesifik uap basah



 Entalpi uap basahEntalpi uap basah



 Energi internalEnergi internal

4.

4. Properti superheat vapor ( uap panas lanjut)Properti superheat vapor ( uap panas lanjut)

Untuk steam pada daerah superheat, suhu dan tekanan merupakan variabel bebas; Untuk steam pada daerah superheat, suhu dan tekanan merupakan variabel bebas; artinya, jika suhu dan tekanan telah ditentukan untuk superheated steam, maka artinya, jika suhu dan tekanan telah ditentukan untuk superheated steam, maka properti lain dapat ditentukan

properti lain dapat ditentukan

Contoh steam pada 2 bar 200

Contoh steam pada 2 bar 200 oo_{C adalah superheated, karena suhu jenuh pada 2 barC adalah superheated, karena suhu jenuh pada 2 bar}

adalah 120,2

Tabel superheated steam tekanannya berkisar dari 0,006112 bar sampai dengan Tabel superheated steam tekanannya berkisar dari 0,006112 bar sampai dengan tekanan kritis 221,2 bar; dan ada tambahan tabel tekanan super kritis sampai dengan tekanan kritis 221,2 bar; dan ada tambahan tabel tekanan super kritis sampai dengan 1000 bar. Contoh tabel superheat steam pada 20 bar :

1000 bar. Contoh tabel superheat steam pada 20 bar :

Untuk tekanan > 70 bar, energi internal dapat dicari dengan : u

BAB III BAB III PEMBAHASAN PEMBAHASAN 3.1 Contoh soal 3.1 Contoh soal 1.

1. Udara adalah campuran dari kira-kira 3,76 mol nitrogen untuk setiap molUdara adalah campuran dari kira-kira 3,76 mol nitrogen untuk setiap mol oksigen. Tentukan fraksi mol masing-masing komposisi Dan berat molekul oksigen. Tentukan fraksi mol masing-masing komposisi Dan berat molekul udara! diketahui BM N

udara! diketahui BM N22= 28,02 g/gmol dan BM O= 28,02 g/gmol dan BM O22= 32 g/gmol= 32 g/gmol

2.

2. Tentukan v, h, dan u steam Tentukan v, h, dan u steam basah pada 18 bar dan x = 0,9basah pada 18 bar dan x = 0,9

3.

3. Hitung perbedaan suhu terhadap tekanan sistem kesetimbangan es-air padaHitung perbedaan suhu terhadap tekanan sistem kesetimbangan es-air pada suhu 273 K. diketahui:

suhu 273 K. diketahui: eses = = 0,917 g/cm3;0,917 g/cm3; airair = 1 = 1 g/cm3;g/cm3; hf hf  = = 79,6 cal/g79,6 cal/g

4.

4. Tentukan dryness factor x, vol. spesifik v, energi internal u steam pada p=7 barTentukan dryness factor x, vol. spesifik v, energi internal u steam pada p=7 bar dan h=2600 kJ/kg

dan h=2600 kJ/kg

5.

5. Steam pada 110 bar mempunyai v=0,0196 m3/kg, carilah suhu, entalpi danSteam pada 110 bar mempunyai v=0,0196 m3/kg, carilah suhu, entalpi dan energi internal

energi internal

3

3..2 Pembahasan soal2 Pembahasan soal

1.

1. Jawab :Jawab :

2.

3. 3. Jawab :Jawab : 4. 4. Jawab :Jawab : 5. 5. Jawab :Jawab : 

 Dari tabel, pada p=110 bar, diketahui vDari tabel, pada p=110 bar, diketahui vgg= 0,01598 m3/kg (lebih kecil dari v= 0,01598 m3/kg (lebih kecil dari vnyatanyata))

berarti steam adalah superheated; dan h = 2889 kJ/kg berarti steam adalah superheated; dan h = 2889 kJ/kg



 pada p = 110 bar, t pada p = 110 bar, t ss  = 318  = 318 ooC, pada v = 0,0196 m3/kg, t = 350C, pada v = 0,0196 m3/kg, t = 350 ooC ; derajatC ; derajat

superheat = 350

superheat = 350

_–

_–

 318 = 32 K 318 = 32 K



 energi internal :energi internal :

u = h u = h

_–

_–

 pv = 2889 kJ/kg pv = 2889 kJ/kg

_–

_–

 110x105Pa x 0,0196 m3/kg 110x105Pa x 0,0196 m3/kg = 2889 kJ/kg = 2889 kJ/kg

_–

_–

 215600 kg m2/(s2kg) 215600 kg m2/(s2kg) = 2889 kJ/kg = 2889 kJ/kg

_–

_–

 215600 J/kg (1/103) kJ/J 215600 J/kg (1/103) kJ/J = 2889 kJ/kg = 2889 kJ/kg

_–

_–

 215,6 kJ/kg 215,6 kJ/kg = 2673,4 kJ/kg = 2673,4 kJ/kg

BAB IV BAB IV KESIMPULAN KESIMPULAN 4.1 Kesimpulan 4.1 Kesimpulan 1.

1. Zat Murni adalah zat yang selalu mempunyai komposisi kimia yang sama padaZat Murni adalah zat yang selalu mempunyai komposisi kimia yang sama pada semua tingkat keaadaan, tetapi dapat mempunyai beberapa fase yang berbeda. semua tingkat keaadaan, tetapi dapat mempunyai beberapa fase yang berbeda. Sedangkan fasa adalah sejumlah zat yang mempunyai komposisi kimia dan Sedangkan fasa adalah sejumlah zat yang mempunyai komposisi kimia dan struktur

struktur fisiknya fisiknya homogen. homogen. Homogen Homogen merupakan merupakan sistem sistem yang yang hanyahanya mempunyai

mempunyai satu satu fasa, fasa, sedangkan sedangkan heterogen heterogen adalah adalah sistem ysistem yang ang berisi leberisi lebihbih dari satu fasa.

dari satu fasa. 2.

2. Semua zat murni mempunyai kelakuan umum yang sama. Untuk zat murniSemua zat murni mempunyai kelakuan umum yang sama. Untuk zat murni (yaitu Bahan yang mempunyai komposisi kimia tetap), maka proses

(yaitu Bahan yang mempunyai komposisi kimia tetap), maka proses perubahanperubahan fasa dapat di terangkan sebagai berikut ini. Ditinjau suatu bejana yang diisi air fasa dapat di terangkan sebagai berikut ini. Ditinjau suatu bejana yang diisi air (T=20

(T=20 oo_{C ; P = 1 atm).C ; P = 1 atm).}



 Compressed liquid Compressed liquid  (Cairan terkompresi) (Cairan terkompresi) 

 Saturated liquid Saturated liquid  (cairan jenuh) (cairan jenuh) 

 Saturated liquid-vapor mixtureSaturated liquid-vapor mixture ( campuran uap-cairan jenuh) ( campuran uap-cairan jenuh) 

 Saturated vapor Saturated vapor  (uap jenuh) (uap jenuh) 

 Superheated vapor Superheated vapor  (uap panas lanjut) (uap panas lanjut)

3.

3. Ada dua cara zat padat berubah menjadi uap Pertama melalui proses mencairAda dua cara zat padat berubah menjadi uap Pertama melalui proses mencair kemudian menguap dan kedua fase padat berubah langsung menjadi fase gas kemudian menguap dan kedua fase padat berubah langsung menjadi fase gas (disebut menyublim). Menyublim hanya dapat terjadi pada tekanan di bawah (disebut menyublim). Menyublim hanya dapat terjadi pada tekanan di bawah tekanan

tekanan Triple point Triple point ..

3.2 Saran 3.2 Saran

Demikian makalah ini kami buat, tentunya masih banyak kekurangan dan Demikian makalah ini kami buat, tentunya masih banyak kekurangan dan kesalahan. Untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran yang sifatny membangun kesalahan. Untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran yang sifatny membangun bagi para pembacanya dan terutama bagi kami pribadi sebagai kesempurnaan makalah bagi para pembacanya dan terutama bagi kami pribadi sebagai kesempurnaan makalah ini. Dan semoga makalah ini bi

ini. Dan semoga makalah ini bisa menjadi acuan untuk meningkatkan makalah- makalahsa menjadi acuan untuk meningkatkan makalah- makalah selanjutnya dan bermanfaat bagi para pembaca dan khususnya

DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA

THERMODINAMICS en engineering approach Yunus Cangel THERMODINAMICS en engineering approach Yunus Cangel

Termodinamika Ir. Sudjito, PhD. , Ir. Saifuddin Baedoewie, Agung Sugeng

Termodinamika Ir. Sudjito, PhD. , Ir. Saifuddin Baedoewie, Agung Sugeng W., ST., MT.W., ST., MT. www:http//ydhermawan.file.wordpress.com

www:http//ydhermawan.file.wordpress.com www.academi.edu.Zat