3. Siklus Udara Termodinamika.pptvvvvvvx

sdsdA

1. Siklus Termodinamika

2. Thermodinamika Thermodinamika merupakan cabang ilmu pengetahuan yang mencakup permasalahan transfer energi dalam skala makroskopis Thermodinamika tidak membahas hal-hal mikroskopis (seperti atom, molekul) melainkan membahas besaran-besaran makroskopis yang secara langsung dapat diukur, seperti : tekanan, volume, temperatur

3.  Pendahuluan Siklus termodinamika terdiri dari urutan operasi/proses termodinamika, yang berlangsung dengan urutan tertentu . k ondisi awal diulangi pada akhir proses Jika operasi atau proses dilukiskan pada diagram p-v, akan membentuk lintasan tertutup. Karena daerah dibawah setiap kurva merupakan kerja yang dilakukan, sehingga kerja netto dalam satu siklus diberikan oleh daerah yang ditutupi oleh lintasan

4. Gambar siklus termodinamika

5. Keterangan gambar Pengetahuan mengenai siklus termodinamika adalah penting di dalam sistem pembangkit tenaga (seperti mesin bensin, diesel, turbin gas, dll). Mesin-mesin ini menggunakan campuran bahan bakar dan udara untuk operasinya. Karena massa bahan bakar yang digunakan sangat kecil bila dibandingkan dengan massa udara, sehingga campuran diasumsikan mengikuti sifat-sifat gas sempurna

6. Asumsi pada siklus termodinamika Analisis pada semua siklus termodinamika (atau siklus udara) didasarkan atas asumsi-asumsi: 1. Gas di dalam silinder mesin adalah gas sempurna, yaitu mengikuti hukum gas dan kalor spesifik konstan. 2. Konstanta fisika gas di dalam silinder mesin adalah sama dengan udara pada temperatur biasa

7. Lanjutan 3. Semua proses kompresi dan ekspansi adalah adiabatik, dan terjadi tanpa adanya gesekan internal. 4. Panas diberikan dengan adanya kontak antara gas panas dengan silinder pada tempat tertentu selama proses. Dengan cara yang sama panas dibuang dengan adanya kontak antara gas dingin dengan silinder pada tempat tertentu 5. Siklus dianggap tertutup, dan udara yang sama digunakan kembali untuk mengulangi siklus. 6. Tidak ada reaksi kimia terjadi di dalam silinder mesin

8. Klasifikasi Siklus Termodinamika Siklus termodinamika, secara umum, bisa diklasifikasikan kedalam dua tipe: 1. Siklus reversibel, 2. Siklus irreversibel

9. Proses Reversibel Sebuah proses, dimana perubahan dalam arah sebaliknya, akan membalik proses seutuhnya, dikenal dengan proses reversibel. Sebagai contoh, jika selama proses termodinamika dari keadaan 1 ke 2, kerja yang dilakukan oleh gas adalah W1-2, dan kalor yang diserap adalah Q1-2. Sekarang jika ker j a dilakukan pada gas sebesar W1-2 dan mengeluarkan kalor sebesar Q1-2, kita akan membawa sistem kembali dari keadaan 2 ke 1, proses disebut reversibel.

10. proses ireversibel jika perubahan dalam arah sebaliknya, akan membalik proses seutuhnya disebut sebagai proses reversibel . Tetapi jika perubahan tidak membalik proses, maka disebut proses ireversibel . Pada proses ireversibel, terjadi kerugian panas karena gesekan, radiasi atau konduksi

11.  Lanjutan Penyebab ut a ma ireversibel adalah : (1) gesekan mekanik dan fluida, (2) ekspansi tak tertahan, (3) perpindahan panas dengan perbedaan temperatur tertentu.Lebih jauh, gesekan akan merubah kerja mekanik menjadi panas. Panas ini tidak bisa dirubah kembali dalam jumlah yang sama ke dalam kerja mekanik.Sehingga jika ada gesekan di dalam proses maka proses adalah ireversibel. Sebuah siklus adalah ireversibel jika ada proses ireversibel pada proses-proses pada siklus tersebut.Maka pada siklus ireversibel, kondisi awal tidak didapati pada akhir siklus.

12. Isothermal dan Adiabatik Dalam keadaan sebenarnya, operasi isotermal atau adiabatik lengkap tidak dicapai. Namun demikian keadaan ini bisa diperkirakan. Alasan dari hal tersebut adalah tidak mungkin mentransfer kalor pada temperatur konstan pada operasi isotermalproses isotermal dan adiabatik dianggap sebagai proses reversibel.

13. Volume konstan, tekanan konstan dan pvn konstan temperatur benda panas, yang memberikan panas, tetap konstan selama proses, temperatur zat kerja akan bervariasi ketika proses berlangsung. Dalam pandangan ini, ketiga operasi di atas adalah ireversibel. Tetapi hal ini bisa dibuat mendekati reversibilitas dengan memanipulasi temperatur benda panas bervariasi sehingga pada setiap tingkatan temperatur zat kerja tetap konstan. Dalam hal ini, proses volume konstan, tekanan konstan dan pvn konstan dianggap sebagai proses reversibel.

14. Siklus Thermodinamika Siklus Daya Gas Siklus Otto. Siklus Diesel. Siklus Gabungan (Dual Cycle). Siklus Brayton Siklus Stirling. Siklus Ericson

15. Siklus Daya Uap Siklus Carnot Siklus Rankine Siklus Pemanasan ulang (Reheat Cycle). Siklus pemanasan ulang dan pemanasan awal (Reheat Regenerative Cycle). Siklus ideal pemanasan awal (Ideal Regenerative Cycle).

16. Internal Combustion Engine

17. Sistim Refrigerasi .

18. Diagram proses-proses Isothermal, isometric dan isobaric untuk gas ideal

19. Diagram – diagram Thermodinamika

20. Contoh 1 Suatu gas volume sebesar 4 m 3 berada dalam bejana tertutup ( tidak bocor) dan suhunya dijaga tetap , tekanan mula-mula gas tersebut adalah 4 Pa. Jika tekanannya dinaikkan menjadi 8 Pa, tentukanlah besar volumenya ? V1 = 4 m3 P1 = 4 Pa P2 = 8 Pa Ditanyakan: V2 = ….? Jawab P1 x V1 = p2 x V2 V2 = p1 x v1/p2 V2 = 4 x 4 / 8 v2 = 2 m 3 Jadi, besar volumenya menjadi 2 m 3

21. Contoh Soal 2 2 . Volume awal dari suatu gas adalah 3 m 3 akan dipanaskan secara isobarik agar volume nya berubah menjadi 6 m 3 . Jika diketahui tekanan gas adalah 2 atm , berapakah usaha luar gas tersebut ! (1 atm = 1,01 x 105 Pa)

22. Penyelesaian Soal 2: V2 = 6 m 3 V1 = 3 m 3 P = 2 atm = 2,02 × 105 Pa Isobaris → Tekanan Tetap W = P ( Δ V) W = P(V2 − V1) W = 2,02 × 105 × (6 − 3) W = 2,02 × 105 × 3 W = 6,06 × 105 Joule Jadi, usaha luar gas tersebut adalah 6,06 × 105 Joule.

23. Contoh soal 3 gas ideal. Suatu gas helium dengan volume 3,1 m 3 bersuhu 37 o C dipanaskan dengan kondisi isobaris hingga volumenya berubah menjadi 77 o C. Jika diketahui tekanan gas helium 2 ×105 N/m 2 , tentukan usaha luar gas tersebut

24. Penyelesaian Soal 3 V1 = 3,1 m 3 T1 = 37 o C = 310 K T2 = 77 o C = 350 K P = 2 × 105 N/m 2 V2/T2 = V1/T1 -> V2 = …? V2 = ( V1/T1 ) × T2 = ( 3,1/310 ) × 350 = 3,5 m 3 W = P Δ V W = 2 × 105 × (3,5 − 3,1) W = 2 × 105 × 0,4 W = 0,8 × 105 J W = 80 × 103 J W = 80 kJ Jadi, usaha luar gas tersebut adalah 80 kJ.

25. Terimakasih