Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

OVERVIEW Persamaan keadaan adalah persamaan yang menyatakan hubungan antara state variable yang menggambarkan keadaan dari suatu sistem pada kondisi fisik.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "OVERVIEW Persamaan keadaan adalah persamaan yang menyatakan hubungan antara state variable yang menggambarkan keadaan dari suatu sistem pada kondisi fisik."— Transcript presentasi:

1

2 OVERVIEW Persamaan keadaan adalah persamaan yang menyatakan hubungan antara state variable yang menggambarkan keadaan dari suatu sistem pada kondisi fisik tertentu State variable adalah Property dari sistem yang hanya tergantung pada keadaan sistem saat ini, bukan pada jalannya proses. Temperatur Tekanan Density Enthalpy Entropy Kapasitas Panas Energi bebas Gibbs Fugasitas

3 HUKUM BOYLE (1662) PV = konstan GAS IDEAL Merkuri ditambahkan, volume gas diukur dengan teliti Tekanan diukur berdasarkan beda permukaan merkuri

4 HUKUM CHARLES DAN GAY-LUSSAC (1787)

5 Pada tahun1834 Émile Clapeyron menggabungkan Hukum Boyle dan Hukum Charles menjadi:Émile Clapeyron Hukum Gas Ideal.

6 Asumsi: Molekul/atom gas identik dan tidak menempati ruang Tidak ada gaya antar molekul Molekul/atom penyusunnya menabrak dinding wadah dengan tabrakan yang elastis sempurna Keberlakuan: P  0 (P < 1,5 bar)

7

8 GAS NYATA A B C D V P liquid + vapor vapor liquiddew point bubble point

9 Perbedaan antara gas ideal dan gas nyata P ideal gas > P real gas V real, empty = V container – V molecule Perlu faktor koreksi untuk membandingkan Gas nyata dan gas ideal Copressilbility factor (Z)

10 Definisi compressibility factor Volume gas ideal Persamaan keadaan gas nyata

11 PERSAMAAN VIRIAL  C T > T c T = T c T 1 < T c T 2 < T c PcPc VcVc P V P > 1,5 bar Jarak antar atom << Interaksi >> Gas Ideal tidak berlaku

12 Sepanjang garis isotermal T 1 : P >>  V << (Contoh untuk steam pada temperatur 200  C)

13

14

15

16 PV = a + bP + cP 2 + … PV = a (1 + B’P + C’P ) Jika b  aB’, c  aC”, dst, maka Pada contoh di atas: PV = – 117, ,5 P – 65,37 P 2 Secara umum:

17 Compressibility factor Persamaan virial: Z = 1 + B’P + C’P 2 + D’P Bentuk lain: Untuk gas ideal: PV = RT Z = 1

18 UNIVERSAL GAS CONSTANT H2H2 N2N2 Udara O2O2 PV (l bar mol -1 ) P (PV) t * = 22,7118 l bar mol -1 T = 273,16 K (Triple point air)

19 Slope = 0, R = 0, bar l mol -1 K -1

20 CONTOH SOAL Hitung Z dan V dari uap isopropanol pada 200  C dan 10 bar dengan menggunakan persamaan sbb.: a)Persamaan keadaan gas ideal b)Persamaan keadaan virial dengan 2 suku c)Persamaan keadaan virial dengan 3 suku Diketahui koefisien virial untuk uap isopropanol pada 200  C: B =  388 cm 3 mol  1 C =  cm 6 mol  2

21 PENYELESAIAN T = 200  C = 473,15K R = 83,14 cm 3 bar mol  1 K  1 a)Persamaan gas ideal Z = 1

22 a)Persamaan virial 2 suku

23 Persamaan diselesaikan secara iteratif. a)Persamaan virial 3 suku

24 Iterasi 1: Sebagai tebakan awal digunakan V 0 = V gas ideal = Iterasi 2: Iterasi diteruskan sampai selisih antara V i+1  V i sangat kecil Setelah iterasi ke 5 diperoleh hasil : V = cm 3 mol  1 Z = 0,8866

25 PERSAMAAN KEADAAN KUBIK: VAN DER WAALS van der Waals (1873): pengusul pertama persamaan keadaan kubik Terobosan baru terhadap pers. gas ideal Molekul dipandang sebagai partikel yang memiliki volume, sehingga V tidak boleh kurang dari suatu konstanta  V diganti dengan (V – b) Pada jarak tertentu molekul saling berinteraksi  mempengaruhi tekanan, P diganti dengan (P + a/V 2 )

26 Kondisi kritikalitas: Derivat parsial pertama dari P terhadap V

27 Derivat parsial kedua dari P terhadap V Pada titik kritis, kedua derivat sama dengan nol: Ada 2 persamaan dengan 2 bilangan anu (a dan b)

28 Mengapa disebut persamaan kubik? Samakan penyebut ruas kanan: PV 2 (V – b) = RTV 2 – a (V – b) Kalikan dengan V 2 (V – b):

29 V1V1 V2V2 V3V3 V liq V vap

30 Jika dikalikan dengan (P/RT) 3 : dengan:

31 PERSAMAAN KEADAAN REDLICH-KWONG Redlich & Kwong (1949) mengusulkan perbaikan untuk pers. kubik lainnya Persamaan RK ini cukup akurat untuk prediksi sifat- sifat gas untuk kondisi:

32 Bentuk kubik (dalam Z) dari persamaan RK: dengan:

33 PERSAMAAN KEADAAN SOAVE-REDLICH-KWONG Soave (1972)mengusulkan perbaikan pers. RK

34 Bentuk kubik (dalam Z) dari persamaan SRK: dengan:

35 PERSAMAAN KEADAAN PENG-ROBINSON Peng & Robinson (1976): mengusulkan persamaan yang lebih baik untuk memenuhi tujuan-tujuan: 1.Parameter-parameter yang ada harus dapat dinyatakan dalam sifat kritis dan faktor asentrik. 2.Model harus bisa memprediksi berbagai macam property di sekitar titik kritis, terutama untuk perhitungan faktor kompresibilitas dan density cairan. 3.Mixing rule harus menggunakan satu binary interaction parameter yang tidak tergantung pada T, P, dan komposisi. 4.Persamaan harus berlaku untuk semua perhitungan semua property dalam proses natural gas.

36 (12)

37 Bentuk kubik (dalam Z) dari persamaan PR: dengan:


Download ppt "OVERVIEW Persamaan keadaan adalah persamaan yang menyatakan hubungan antara state variable yang menggambarkan keadaan dari suatu sistem pada kondisi fisik."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google