Materi 1- Minggu Ke-1
-
Upload
rahmasuryani19 -
Category
Documents
-
view
281 -
download
8
description
Transcript of Materi 1- Minggu Ke-1
ASSSALAMU’ALAIKUMASSSALAMU’ALAIKUMSELAMAT DATANG
PADA
PERKULIAHAN PERDANA
TERMODINAMIKA TEKNIK KIMIA
MINGGU : 1MINGGU : 1
1. PERKENALAN
2. TATA TERTIB PERKULIAHAN
3. SILABUS SINGKAT
4. WAKTU PERKULIAHAN
5. PENILAIAN
6. MATERI 1
1. PERKENALAN
1. TERMODINAMIKA TEKNIK KIMIA = TERMO
2. JUMLAH SKS = 2 SKS
3. JUMLAH MINGGU/SEMESTER = 17 MINGGU
4. POKOK BAHASAN ADA : 4
1. PENGERTIAN DASAR TERMODINAMIKA
2. HUKUM TERMODINAMIKA I
3. TERMO KIMIA
4. HUKUM TERMODINAMIKA II
5. HUKUM HESS:KESETIMBANGAN CAIR-UAP SECARA
TERMODINAMIKA
6. HUKUM TERMODINAMIKA III.
1. PERKENALAN Lanjutan
5. DOSEN YANG MENGAJAR:
1. DR. IR.H.MUHAMMAD YERIZAM, M.T
2. DR.IR.ABU HASAN, M.SI
3. ENDANG, S.T, M.T
6. PADA 1 SEMESTER ADA : UTS, UAS
NILAI UTS : KEHADIRAN,TUGAS,KUIS &TEST
NILAI UAS : KEHADIRAN,TUGAS,KUIS, SEMESTER
7. NILAI AKHIR / NILAI KHS = (NILAI UTS + NILAI UAS)/2
2. TATA TERTIB PERKULIAHAN
SILABUS SINGKATTERMODINAMIKA TEKNIK KIMIA
SKS : 2 SKSJAM KULIAH : 3 X 50 ‘MATERI :1. PENGERTIAN DASAR TERMODINAMIKA2. HUKUM TERMODINAMIKA I3. TERMO KIMIA4. HUKUM TERMODINAMIKA II5. HUKUM HESS:KESETIMBANGAN CAIR-UAP
SECARA TERMODINAMIKA6. HUKUM TERMODINAMIKA III.
LAMA PERKULIAHAN = 17 MINGGU
Minggu ke 1-2 : Pengertian Dasar Termodinamika.
Minggu ke 3-5 : Hukum Termodinamika I
Minggu ke 6-7 : TERMO KIMIA
Minggu ke 8 : UTS
Minggu ke 9 -11 : Hukum Termodinamika II
Minggu ke 12-13 : HUKUM HESS:KESETIMBANGAN CAIR-
UAP SECARA TERMODINAMIKA
Minggu ke 14-16 : Hukum Termodinamika III
Minggu ke 17 : UAS / SEMESTER
NILAI UTS / UASPENILAIAN
No Komponen Penilaian Bobot
1 Kehadiran 10 %
2 Tugas / Homework 30 %
3 Kuis 30 %
4 Tes / Semester 30 %
Total Bobot (Nilai UTS / UAS) 100%
NILAI KEHADIRAN
NILAI UJIAN
KELAS : ……
MATA KULIAH : TERMODINAMIKA Teknik Kimia
NO TEST : UTS & UAS
TANGGAL TEST : ……..
No NIM NAMA
MINGGU KE: NILAI
1 2 3 4 5 6 7KEHADIRAN UTS / UAS
1
2
..
..
..
24
SIRKULASI DOSEN KETUA JURUSAN ADMINISTRASI
NAMA Ir.M.Yerizam,MT
TANGGAL
TANDA TANGAN
Nilai Akir = ((Nilai UTS + Nilai UAS)/2
PENILAIAN LANJUTAN
NILAI TUGAS
NILAI UJIAN
KELAS : ……
MATA KULIAH : TermodinamikaTteknikKkimia
NO TEST : UTS & UAS
TANGGAL TEST : ……..
No NIM NAMA
NILAI TUGAS NILAI
TUGAS 1
TUGAS 2
TUGAS 3
TUGAS 4
TUGAS 5
TUGAS UTS/UAS
1
2
..
..
..
24
SIRKULASI DOSEN KETUA JURUSAN ADMINISTRASI
NAMA Ir.M.Yerizam,MT
TANGGAL
TANDA TANGAN
Nilai Akir = ((Nilai UTS + Nilai UAS)/2
PENILAIAN LANJUTAN
NILAI KUIS
NILAI UJIAN
KELAS : ……
MATA KULIAH : Termodinamika Teknik Kimia
NO TEST : UTS & UAS
TANGGAL TEST : ……..
No NIM NAMA
NILAI KUIS NILAI
KUIS 1
KUIS 2
KUIS 3
KUISUTS / UAS
1
2
..
..
..
24
SIRKULASI DOSEN KETUA JURUSAN ADMINISTRASI
NAMA Ir.M.Yerizam,MT
TANGGAL
TANDA TANGAN
Nilai Akir = ((Nilai UTS + Nilai UAS)/2
PENILAIAN LANJUTAN
LITERATUR YANG DIGUNAKAN1. INTRODUCTION TO CHEMICAL ENGINEERING
THERMODYNAMICS-BY: SMITHS VANNESS.1985
2. CHEMICAL ENGINEERING THERMODYNAMICS By : Thomas E Doubert. 1987
3. TEORI SOAL PENYELESAIAN TERMODINAMICS OLEH WERLIN.S.NAINGGOLAN.1978
4. MODUL TERMODINAMIKA TEKNIK KIMIA.OLEH: M.YERIZAM,Dkk.2002
5. THERMODYNAMICS AN ENGINEERING APPROACH. FIFTH EDITION. BY: YUNUS A CENGEL AND MICHAEL A.BOLES.2008
6. MOLECULER THERMODYNAMICS AND TRANSFORT PHENOMENA. BY: MICHAEL H PETERS. 2005
7. Internet.(www.Wikipedia, dll)
DR.Ir.H. Muhammad Yerizam, M.T
Pertemuan: 1
Jurusan Teknik Kimia
Politeknik Negeri Sriwijaya
TERMODINAMIKA TEKNIK KIMIA
Minggu ke : 1
MATERI 1
PENGERTIAN DASAR TERMODINAMIKA
1.Pendahuluan 2.Satuan dan besaran pada termodinamika 3.Definisi dasar termodinamika4.Perkembangan termodinamika5.Istilah-istilah dasar dalam termodinamika6.Hukum ke nol terodinamika7.Tugas
MATERI 1PENGERTIAN DASAR TERMODINAMIKA
1.Pendahuluan
Satuan Dasar Termodinamika
SATUAN DASAR SIMBOL
BESARAN
SISTEM INTERNASIONAL SISTEM INGGRIS
(SI) (BRITISH)
WAKTU t DETIK (s) DETIK (s), JAM (H)
PANJANG L METER (m) KAKI (ft)
MASSA M KILOGRAM (Kg) MASSA BERAT (lbm)
GAYA F NEWTON (N) GAYA BERAT ( lbf)
SUHU T KELVIN (K) RANKINE (OR),(OF)
MATERI 1: PENGERTIAN DASAR TERMODINAMIKA
2. Satuan dan besaran pada termodinamika
Satuan Turunan Termodinamika
Contoh : suatu proses yang terjadi pada 700 K, tekanan total 2050 kPa
mengkonsumsi energi sebanyak 106 Joule. Supervisor mu hanya
mengerti sistem British. Oleh karena itu konversikan / rubah kondisi
operasi tersebut !!Penyelesaian:
SATUAN DASAR SIMBOL
BESARAN
SISTEM INTERNASIONAL SISTEM INGGRIS
(SI) (BRITISH)
LUAS L2 m2 ft2
DENSITI M/L3 Kg/m3 lbm/ft2
ENERGI/PANAS FL Joule (J) Btu
DAYA FL/s Watt (W) Btu/hr
TEKANAN F/L2 N/m2 (Pa) lbf/in2
FRF
RxKSuhu oo
o
oo 8004608.1700:
22
2
2
2
26 297
144
1)3048,0(
4482,410050,22050:
in
lbf
in
ftx
ft
mx
N
lbfx
m
NxkPaTekanan
BtuxJ
BtuxJEnergi 66 10948,0
105510:
• Termo = Panas
Dinamika = Bergerak• Termodinamika berarti panas yang bergerak
berarti perubahan panas atau energi menjadi kerja (usaha) atau sebaliknya.
• Misalnya : Energi kimia menjadi energi listrik
Energi panas menjadi energi gerak
Energi listrik menjadi energi cahaya
Energi gerak menjadi energi panas,
dll
3. Definisi Dasar Termodinamika
MATERI 1: PENGERTIAN DASAR TERMODINAMIKA
1. Termodinamika Klasik (clasical thermodynamics)
Memulai analisisnya dengan sifat-sifat makroskopik dari suatu permasalahan teknik. Misalnya tekanan, suhu dan Volume serta sifat-sifat yang ada yang didasari atas massa bahan atau mole bahan. Didapat dari sifat-sifat bahan tersebut.
2. Termodinamika Berjenjang ( Statical Thermodynamic)
Dilanjutkan dengan pengamatan/penelitian daripada bahan tersebut dengan memperhatikan sebaran energi yang ditimbulkan dari bahan tersebut.
3. Termodinamika yang irreversibel (Irreversible Thermodynamics)Suatu tingkat pengamatan terhadap tinjauan
termodinamika dari suatu bahan yang tidak dalam kesetimbangan. Kandungan panas yang terjadi pada reaksi kimia.
MATERI 1: PENGERTIAN DASAR TERMODINAMIKA
4. Perkembangan Termodinamika
5. Istilah-Istilah Dasar Dalam Termodinamika
1. Tekanan
2. Volume
3. Suhu
4. Sifat intensif dan sifat ekstensif
5. Sistem termodinamik
6. Keadaan sistem
MATERI 1: PENGERTIAN DASAR TERMODINAMIKA
Istilah-Istilah Dasar Dalam Termodinamika1. TekananOrang menancapkan paku dengan gaya yang besar menghasilkan paku yang menancap lebih dalam dibandingkan dengan gaya yang kecil.
Terdapat perbedaan hasil tancapan paku bila paku runcing dan paku tumpul. Paku runcing menancap lebih dalam dari pada paku yang tumpul walaupun dipukul dengan gaya yang sama besar. Dari sini terlihat bahwa luas permukaan yang terkena gaya berpengaruh terhadap tekanan. Luas permukaan yang sempit/kecil menghasilkan tekanan yang lebih besar daripada luas permukaan yang lebar. Artinya tekanan berbanding terbalik dengan luas permukaan.
Penjelasan di atas memberikan bukti yang sangat nyata pada pengertian tekanan. Jadi, tekanan dinyatakan sebagai gaya per satuan luas.
Istilah-Istilah Dasar Dalam Termodinamika1. Tekanan
Pengertian tekanan ini digunakan secara luas dan lebih khusus lagi untuk Fluida. Satuan untuk tekanan dapat diperoleh dari rumus di atas yaitu 1 Newton/m2 atau disebut dengan pascal. Jadi 1 N/m2 = 1 Pa (pascal).
Bila suatu cairan diberi tekanan dari luar, tekanan ini akan menekan ke seluruh bagian cairan dengan sama prinsip ini dikenal sebagai hukum Pascal.
Istilah-Istilah Dasar Dalam TermodinamikaBagaimana Pendapat Saudara ? :Tekanan
Istilah-Istilah Dasar Dalam Termodinamika2. VolumeSebuah kotak memiliki 12 rusuk. Masing masing rusuk dapat dianggap sebagai rusuk panjang, rusuk lebar, dan rusuk tinggi bergantung pada sudut pandang pengamat. Ada 4 rusuk sama panjang yang dapat disebut rusuk panjang, ada 4 rusuk sama panjang yang dapat disebut rusuk lebar, dan ada 4 rusuk sama panjang yang dapat disebut rusuk tinggi. Jika semua 12 rusuk pada sebuah kotak memiliki panjang yang sama, maka kotak tersebut disebut sebagai kubus. Kubus adalah kotak yang istimewa karena semua rusuknya sama panjang dan semua bidangnya berbentuk bujursangkar.
Kotak disamping mempunyai ukuran panjang, lebar, dan tinggi masing-masing 9 cm, 8 cm, dan 10 cm. Berapa volume balok tersebut? (Petunjuk: volume kotak = panjang x lebar x tinggi).
Jawab: volume balok = 9 cm x 8 cm x 10 cm = 720 cm3
Istilah-Istilah Dasar Dalam Termodinamika2. VolumePENGUKURAN BESARAN VOLUME
Istilah-Istilah Dasar Dalam Termodinamika2. VolumePENGUKURAN BESARAN VOLUME
Batu
BatuAir
Air
Air
A B CKeterangan:A = Volume Air (V1) dan batu tergantungB = Volume Air + Berat Batu yang tenggelam (V2)C = Volume Air (V3) hasil tumpahan dari tenggelamnya batu didalam B
Sehingga Volume Batu = V3
Berapakah Volume Batu ?
Istilah-Istilah Dasar Dalam Termodinamika2. VolumePENGUKURAN BESARAN VOLUME
USAHA YANG DILAKUKAN GAS AKIBAT TEKANAN YANG DIBERIKAN ADALAH :
ΔW = ΔP.ΔV W2 – W1 = (P2 – P1).(V2 – V1)
P2 – P1 = KONSTANTA = P
ΔW = P.ΔV
W = P ∫ V dv perubahan dari V1 ke V2
Istilah-Istilah Dasar Dalam Termodinamika3. Suhu = TemperaturTemperatur adalah ukuran panas-dinginnya dari suatu benda. Panas-dinginnya suatu benda berkaitan dengan energi termis yang terkandung dalam benda tersebut. Makin besar energi termisnya, makin besar temperaturnya.
Alat ukur yang digunakan untuk mengetahui temperatur sebuah benda secara kuantitatif dinamakan Termometer
Istilah-Istilah Dasar Dalam Termodinamika3. Suhu = Temperatur Lanjutan
Indikator temperatur pada termometer ditunjukkan dengan skala temperatur.
Macam-maca skala temperatur :1. Skala Celcius2. Skala Fahrenheit3. Skala Reamur4. Skala Kelvin5. Skala Newton6. Skala Delishe7. Skala Romer8. Skala Rankine
Skala temperatur ditetapkan atas dua suhu referensi:
1.Suhu pada titik beku air 2. Suhu pada titik didih air
Istilah-Istilah Dasar Dalam Termodinamika3. Suhu = Temperatur Lanjutan
Skala temperatur yang digunakan secara umum pada Termodinamika.
Istilah-Istilah Dasar Dalam Termodinamika4. Sifat Intensif dan Sifat EkstensifSifat Intensif dalam termodinamika:
Sifat yang tidak tergantung pada ukuran atau massa sistem dan dapat bervariasi disetiap bagian sistem pada waktu yang berbeda. Sifat ini merupakan fungsi waktu
Macam-macam Sifat Intensif dalam termodinamika:1.Temperatur 10. Titik Lebur2. Potensial kimia 11. Titik Didih3. Massa jenis (Density) 12. Tekanan4. Viskositas (Viscosity) 13. Kelenturan5. Kecepatan (Velocity) 14. Elastisitas6. Hambatan Elektrik 15. Sifat dapat Tempa7. Energi 16. Sifat Kemagnetan8. Kapasitas Kalor Spesifik 17. Konsentrasi9. Kekerasan
Istilah-Istilah Dasar Dalam Termodinamika4. Sifat Intensif dan Sifat Ekstensif Lanjutan
Sifat Ekstensif dalam termodinamika:Sifat yang tergantung pada ukuran atau
massa sistem dan merupakan penjumlahan nilai dari setiap bagian yang menyususn sistem tersebut.
Macam-macam Sifat Ekstensif dalam
termodinamika:
1.Massa (Mass) 6. Energi (Energy)
2. Panjang (Length) 7. Hambatan listrik
3. Volum (Volume) 8. Tekstur (Texture)
4. Entropi (Entropy) 9. Kekakuan (Stiffness)
5. Entalpi (Enthalpy) 10. Nomor Partikel
Istilah-Istilah Dasar Dalam Termodinamika5. Sistem Termodinamik
Sistem Termodinamik :
Bagian jagat raya secara termodinamis yang diperhitungkan. Hal-hal yang diluar kondisi tersebut dinamakan lingkungan. Sistem :
Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian manusia untuk dipelajari berbagai hal darinya.
Lingkungan :
Segala sesuatu yang ada di luar sistem.
Istilah-Istilah Dasar Dalam Termodinamika5. Sistem Termodinamik Lanjutan
Klasifikasi Sistem Termodinamik :
1. Sistem terbuka:
Sistem dimana terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) dan benda dengan lingkungannya.
Contoh : Mendidihkan kuah sup dalam panci terbuka di kompor,
2. Sistem tertutup:
Sistem dimana terjadi pertukaran energi (panas dan kerja) tetapi tidak terjadi pertukaran benda dengan lingkungannya.
Contoh : Rumah Hijau, terjadi pertukaran panas tetapi tidak terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan
3. Sistem terisolasi:
Sistem dimana tidak terjadi pertukaran panas, kerja dan benda dengan lingkungannya.
Contoh : Tabung Gas
Istilah-Istilah Dasar Dalam Termodinamika6. Keadaan SistemKeadaan sistem :
Suatu kondisi dimana sistem mengalami proses tertentu yang dipengaruhi oleh tekanan, volume dan suhu.
Klasifikasi keadaan sistem
1. Keadaan setimbang, merupakan kondisi dimana tidak terjadi perubahan yang dapat diamati atau diukur pada sistem tersebut.
2. Keadaan tidak setimbang, merupakan kondisi dimana sedang terjadi perubahan yang dapat diamati dan diukur
Istilah-Istilah Dasar Dalam Termodinamika6. Keadaan Sistem
LanjutanPerubahan Keadaan sistem :
Suatu sistem yang sedang mengalami proses tertentu yang dipengaruhi oleh tekanan, volume dan suhu akan mengalami proses Irreversibel dan proses Reversibel
Proses Irreversibel, yaitu terjadi perubahan pada besaran fisis makroskopik sistem yang tidak dapat kembali ke kondisi semula.
Proses Reversibel, yaitu terjadi perubahan pada besaran fisis makroskopik sistem secara perlahan-lahan dan dijaga mendekati kondisi kesetimbangan termodinamik
Istilah-Istilah Dasar Dalam Termodinamika6. Keadaan Sistem
LanjutanPerubahan Keadaan sistem (gas):
1. Proses Isobarik adalah proses dengan tekanan konstan
2. Proses Isotermal adalah proses dengan temperatur konsan
3. Proses Isovolumetrik atau Isokhorik adalah proses dengan volume tetap
4. Proses Adiabatik adalah proses tanpa adanya panas yang keluar ataupun masuk ke dalam sistem
Tugas Pertanyaan
1. Konversikan sifat-sifat ethylsiklohexane dibawah ini :
a. Titik didih normal 269,2oF = ……oK
b. Tekanan uap pada 100oF=0,483 lb/in2= ….N/m2
c. Volume kritis = 0,064 ft3/lb = ……m3/kg
d. Densitas cairan pada 60oF=6,596 lb/gal= …..kg/m3
e. Viskositas kinematika pada 100oF= 0,861 Cst = …..cm2/s
f. Kapasitas panas pada 60oF= 0,3260 Btu/lb.oF =…..J/kg.oK
g. Panas Penguapan Normal = 131,5 Btu/lb = …..J/kg
2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan sistem terisolasi, tertutup dan terbuka dan berikan contoh yang ada kaitannya dengan kehidupan sehari-hari !!!
3. Jelaskan pengertian adiabatis, isotermal,isobarik, isometrik (isokorik) dan berikan contoh yang sesuai dengan kehidupan kita sehari-hari !!!!