Thermodynamics

Termodinamika Greek words Therme  heat (panas) Dynamics  power (kerja) Convert heat  power

Mengapa dipelajari? Output product  Input resources  Total cost Environment impact

Hal-hal yang terkait dengan termodinamika Motor bakar Pembangkit tenaga listrik Turbin gas Pompa Pendinginan

Hal-hal yang terkait dengan termodinamika

Analisa seorang engineer Mechanics Free body ↔ forces ?? Thermodynamics System Menggambarkan free body diagram Menguraikan gaya2 Hukum Newton 2

Jenis sistem Closed system / control mass (sistem tertutup) Control volume / open system (sistem terbuka) Special case: Isolated system (sistem terisolasi) Tidak dipengaruhi oleh lingkungan (panas dan kerja tidak dapat berinteraksi dengan sistem) Adiabatic system (sistem adiabatik) Tidak ada panas

Definisi Closed system Contoh: Mangacu suatu jumlah yang tetap Selalu terdiri dari bahan yang sama Volume dapat berubah namun massa selalu tetap Special case of closed system  isolated system Contoh: a gas in a piston-cylinder assembly Closed aquarium termos

Definisi Control volume or Open system Contoh Mass may cross the boundary of control volume Contoh Kompresor Nosel ….

Adiabatik sistem

Sistem termodinamika meliputi

Sistem termodinamika meliputi System (Sistem) Sekumpulan zat yang memiliki massa yang tetap dan tertentu System / control surface (Batas sistem) Permukaan batas yang memisahkan sistem dengan lingkungan Surroundings (Lingkungan) Daerah diluar sistem

Energi dalam termodinamika Energi makroskopik Energi yang dimiliki sistem dengan acuan terhadap kerangka luar Contoh: Ek, Ep, energi listrik Energi mikroskopik Energi yang bergubungan dengan struktur molekul Contoh: energi dalam (u)

Fundamental law Conservation of energy principle, choose one of them Changed Created Destroyed

Property, state, process and equilibrium

Property (sifat) sistem Merupakan karakteristik makroskopis suatu sistem Contoh Massa, volume, energi, tekanan, temperatur Penggolongan dalam termodinamika Sifat intensif  tidak tergantung massa Contoh: T, P,  Sifat ekstensif  tergantung massa Contoh: M, V

State (tingkat keadaan) Mengacu pada kondisi sistem yang digambarkan dengan sifat Sistem tidak mengalami perubahan  property dapat diukur Property tetap  state tetap Property berubah  state berubah

Equilibrium (kesetimbangan) Kesetimbangan termodinamik dimana tidak ada kecenderungan sistem untuk berubah secara spontan bila sistem terisolasi Bentuk kesetimbangan Kesetimbangan mekanik Kesetimbangan kimia Kesetimbangan fase Kesetimbangan termal

Process and cycle Process Macam-macam proses Perubahan kondisi awal ke kondisi akhir suatu sistem Macam-macam proses Proses isotermik Proses isobarik Proses isometrik/isovolume/isochoric Proses isentropik

Proses quasistatic / quasi equilibrium Suatu proses yang penyimpangan dari kesetimbangan termodinamik sangat kecil dan semua keadaan yang dilalui sistem selama proses tersebut dikatakan setimbang. Suatu proses dalam kondisi tersebut dapat dikatakan ideal

Proses reversibel dan irreversibel Proses reversible Dimana keadaan yang semula dapat dicapai kembali dari keadaan akhir melalui lintasan yang sama Proses irreversible Dimana keadaan semula dan akhir dapat dianggap setimbang, namum keadaan diantaranya tidak tentu

Cycle (siklus) Serangkaian dari proses-proses yang berbeda yang mana awal dan akhir proses mempunyai kondisi termodinamika yang sama Kondisi awal = kondisi akhir

Hukum termodinamika Hukum ke nol Bila 2 benda masing-masing ada dalam kesetimbangan termik dengan benda ketiga menunjukkan suhu yang sama, maka kedua benda tersebut ada dalam kesetimbangan termik satu sama lain  suhu kedua benda sama

Temperatur T(C) = T(K) – 273 T(R) = 1.8 T(K) T(F) = T(R) – 460 T(F) = 1.8 T(C) + 32 T(F) = (9/5) T(C) + 32 T(C) = (5/9) T[(F) – 32] R = Rankine K = kelvin

Pressure

Pressure gauge vs Manometer Mengukur tekanan yang lebih tinggi Mengukur tekanan suatu ruang tertutup Mengukur perbedaan tekanan rendah hingga sedang

Barometer Pengukur tekanan udara di luar (tekanan atmosfer)

Tekanan Tekanan absolut Tekanan gage Tekanan vakum Tekanan aktual pada suatu posisi yang diukur dari tekanan vakum Tekanan gage Perbedaan antara tekanan absolut dengan tekanan atmosfir Tekanan vakum Perbedaan antara tekanan atmosfir dan tekanan absolut (dibawah tekanan atmosfir)

Tekanan Tekanan pada fluida yang diam besarnya sama ke segala arah Tekanan adalah besarnya besarnya gaya yang diberikan pada suatu luasan Tekanan bervariasi terhadap kedudukan bidang secara vertikal. Tekanan bertambah dengan bertambahnya kedalaman

Tekanan Untuk tekanan diatas tekanan atmosfir Pgage = Pabs – Patm Untuk tekanan dibawah tekanan atmosfir Pvak = Patm – Pabs Contoh soal

Soal Vacuum gage yang dihubungkan dengan suatu ruang terbaca sebesar 5.8 psi pada tekanan atmosfir 14.5 psi. Tentukan tekanan absolutnya.

Manometer A.P1 = A.Patm + W W = m.g = .V.g = .A.h.g P1 = Patm + .g.h P2 = P1

Soal Jika suatu manometer digunakan untuk mengukur tekanan sebuah tangki. Fluida yang digunakan mempunyai SG 0.85 dan ketinggian kolom manometer 55 cm. Tekanan atmosfir gunakan hasil perhitungan anda, tentukan tekanan dalam tangki.

Density Density  Specific volume  = 1/

Specific volume and pressure 3 important intensive properties in engineering thermodynamic Specific volume Pressure Temperature