Pure substance Substansi murni thermodinamika Pure substance Substansi murni

Pure substance / substansi murni Komposisi kimia tetap Contoh: air, nitrogen, helium, carbon dioksida Campuran beberapa elemen kimia atau compound  substansi murni selama campuran homogen Udara? Air dengan minyak? Campuran air dan es? Campuran udara cair dan gas udara?

Fasa substansi murni 3 prinsip fasa, sebutkan Berbeda struktur molekul

Proses perubahan fasa Compressed liquid Saturated liquid (cair jenuh) Saturated vapor (uap jenuh) Superheated vapor (uap kukus)

Proses perubahan fasa Contoh: air (water) 1 atm, 20C  compressed liquid 1 atm, 100C  saturated liquid 1 atm, 100C  saturated liquid vapor mixture 1 atm, 100C  saturated vapor 1 atm, 300C  superheated

Temperatur dan tekanan jenuh (saturated temperature and saturated pressure) Saturated temperature (Tsat)  pada tekanan tertentu Saturated pressure (Psat)  pada temperature tertentu

property diagram T – v diagram P – v diagram P – T diagram P – v – T surface

T-v diagram Titik kritis (critical point) Saturated liquid dan saturated vapor  identik Critical point dari air (water) Pcr 22.09 MPa Tcr 374.14 C Vcr 0.003155 m3/kg

T-v diagram Mengacu pada temperatur T > Tcr  superheated vapor (kukus panas) T < Tcr  compressed liqiuid Saturated liquid line (garis cair jenuh) Saturated vapor line (garis uap jenuh)

P-v diagram

Extending P-v diagram terhadap fasa padat (the solid phase) Contracts of freezing (penyusutan) Expands of freezing Bagaimana jika air menyusut?

Extending P-v diagram terhadap fasa padat (the solid phase) Triple line Pada P-v atau T-v diagram Tekanan dan temperatur yang sama namun beda volume specifik Triple point Pada P-T diagram 3 fasa semua pada kondisi equilibrium Cek table 2.3

Solid to vapor 2 ways Solid  liquid  vapor Solid  vapor

P-T diagram Phase diagram (diagram fasa) Untuk setiap fasa dipisahkan oleh garis

P-v-T surface See figure 2.26 and 2.27

Property tables Sistem SI dan English Substansi Kondisi Saturated : temperature and pressure Superheated Compressed liquid Gases

Saturated liquid and saturated vapor states Saturated liquid …f Saturated vapor …g Perbedaan sat vapor and sat liquid (mixture) …fg Temperature table Pressure table

Saturated liquid vapor mixture Selama proses penguapan Suatu campuran dari sat. liquid dan sat. vapor Kualitas x X = mvap/mtot Nilai kualitas 0 < x < 1 Sat. liquid x = 0 (0%) Sat. vapor x = 1 (100%)

Saturated liquid vapor mixture V = Vg + Vf V = m.v

Superheated vapor Vapor phase Tergantung pada T dan P Karakteristik P < Psat pada T tertentu T > Tsat pada P tertentu v > vg pada P dan T tertentu u > ug pada P dan T tertentu h > hg pada P dan T tertentu

Compressed liquid Tidak banyak data tersedia Tidak tergantung pada temperatur Peningkatan tekanan 100 x  sifat-sifat berubah kurang dari 1% Entalpi  dipengaruhi oleh tekanan y = yf@T h = hf@T + vf (P – Psat )

Compressed liquid Karakteristik P > Psat pada T tertentu T > Tsat pada P tertentu v < vg pada P dan T tertentu u < ug pada P dan T tertentu h < hg pada P dan T tertentu

Gas ideal Gas vs vapor Gas diatas Tcr Vapor  tidak jauh dari kondisi kondensasi P.v = R.T R = Ru/M

Specific heats (panas spesifik) Energi yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur dari satu satuan massa substansi sebanyak 1 Cv Panas spesifik pada volume konstan Cp Panas spesifik pada tekanan konstan

Specific heats Cp > Cv Karena Mengijinkan untuk berekspansi Energi untuk kerja ekspansi harus diberikan 𝐶 𝑣 = 𝜕𝑢 𝜕𝑇 𝑣 𝐶 𝑝 = 𝜕ℎ 𝜕𝑇 𝑝

Internal energy, enthalpy, and specific heats of ideal gas h = u + P.v P.v = R.T h = u + R.T du = Cv(t).dT dh = Cp(t).dT u2 – u1 = Cv (T2 – T1) h2 – h1 = Cp (T2 – T1)

Specific heat and ideal gas Cp = Cv + R k = Cp / Cv

Internal energy. Enthalpy and specific heats of solids and liquids Cp = Cv = C u = C (T2 – T1) h = u + v. P  Cav T + v. P Proses pada tekanan konstan P = 0; h = u  Cav T Proses pada temperatur konstan T = 0; h = v.P