Hukum-hukum gas sejati/nyata Persamaan keadaan untuk gas Equations of state (EOS)
1. Persamaan van der Waals 𝑝+ 𝑎 𝑣 2 𝑣−𝑏 =𝑅𝑇 Atau : 𝑝+ 𝑎 𝑛 2 𝑉 2 𝑉−𝑛𝑏 =𝑛𝑅𝑇 a, b = tetapan van der Waals 𝑎= 27 𝑅 2 𝑇𝑐 2 64 𝑝 𝑐 𝑏= 𝑅 𝑇 𝑐 8 𝑝 𝑐 = 𝑣 𝑐 3 Harga Tc dan pc bisa dilihat di tabel.
2. Persamaan Redlich dan Kwong 𝑝= 𝑅𝑇 𝑣−𝑏 − 𝑎 𝑇 1 2 𝑣 𝑣+𝑏 a dan b = tetapan Redlich Kwong 𝑎= 0,42748 𝑅 𝑇𝑐 2,5 𝑝 𝑐 𝑏= 0,08664𝑅 𝑇 𝑐 𝑝 𝑐
3. Persamaan virial 𝑝𝑣 𝑅𝑇 =1+ 𝐵 𝑣 + 𝐶 𝑣 2 + 𝐷 𝑣 3 +… B,C,D = konstanta Jika B,C,D =0 berlaku hukum gas ideal.
4. Faktor kompresibilitas 𝑣 𝑔𝑎𝑠 𝑠𝑒𝑗𝑎𝑡𝑖 𝑣 𝑔𝑎𝑠 𝑖𝑑𝑒𝑎𝑙 = 𝑣 𝑅𝑇 𝑝 = 𝑝𝑣 𝑅𝑇 =𝑍 𝑝𝑣=𝑍𝑅𝑇 𝑍=𝑓 𝑝 𝑟 , 𝑇 𝑟 𝑝 𝑟 = 𝑝 𝑝 𝑐 ; 𝑇 𝑟 = 𝑇 𝑇 𝑐 Z= faktor kompresibillitas (faktor pemampatan) Tr= suhu tereduksi, Tc=suhu kritis pr= tekanan tereduksi, pc = tekanan kritis
Diperoleh suatu gambar yang berlaku untuk umum : Generalized compressibility-factor diagram.
5. Faktor kompresibilitas Amagat. 𝐴 𝑇 = 𝑝𝑣 𝑇 𝑝𝑣 0 = 𝑍𝑅𝑇 𝑝𝑣 0 𝑝𝑣 0 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑘𝑜𝑛𝑑𝑖𝑠𝑖 𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 ( 0 0 𝐶, 1 𝑎𝑡𝑚) 𝐴𝑇 ∗ = 𝑝𝑣 𝑇 ∗ 𝑝𝑣 0 = 𝑅𝑇 𝑝𝑣 0 𝑝𝑣 𝑇 ∗ 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑘𝑜𝑛𝑑𝑖𝑠𝑖 𝑝→0 𝑑𝑎𝑛 𝑇 𝐴 𝑇 𝐴𝑇 ∗ = 𝑍𝑅𝑇 𝑅𝑇 =𝑍 𝐴𝑇 ∗ = 𝐴0 ∗ 𝑇 𝑇 0 𝐴0 ∗ 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑘𝑜𝑛𝑑𝑖𝑠𝑖 0 0 𝐶, 𝑝→0
Contoh 1 lbm gas NH3 disimpan dalam suatu tempat volume 1,091 ft3 dengan temperatur konstan 150 0F. Hitunglah tekanan gas dalam tempat tersebut dengan cara sbb : Hukum gas ideal Persamaan van der Waals Compresibility factor. Diketahui : Tc NH3 = 406 K, pc NH3 =111 atm R = 10,73 psia.ft3/lbmol.0R
PR 1 lbmol metana (CH4) pada suhu 122 0F, 600 atm ingin disimpan dalam sebuah tangki. Tentukan volume tangki yang diperlukan untuk menyimpan gas tersebut dengan cara sbb : Hukum gas ideal Persamaan van der Waals Faktor kompresibilitas Faktor kompresibilitas Amagat. Diketahui : Tc CH4 =191 K , pc CH4 =45,8 atm