PROSES PENDIDIHAN DAN PENGUAPAN

Proses Pendidihan dan Penguapan

Fenomena ini mungkin jarang kita amati, atau bahkan sebagian kita merasa ini adalah hil yang mustahal. Kenapa? Karena perubahan temperatur, normalnya, mengindikasikan perubahan panas. Semakin tinggi temperatur sebuah zat, semakin panas juga dia. Untuk menaikkan temperatur sebuah zat, kita dapat memanaskan zat tersebut. Sebaliknya, untuk mendinginkan sebuah zat, maka sebagian panasnya harus dibuang sehingga pada akhirnya temperaturnya berkurang. Kulkas, atau refrigerator, adalah piranti umum yang dapat mengambil panas suatu zat dan dibuang ke lingkungan. Oleh karena itu bagian belakang kulkas panas dan bisa dipakai untuk mengeringkan pakaian — ini termasuk ide daur ulang energi yang cerdas menurut saya.

Read More

ZAT PADAT, CAIR DAN GAS

ZAT PADAT, CAIR DAN GAS

1.     

Pengertian Zat Padat, Cair, dan Gas

Zat didefinisikan sebagai segala sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruang. Maksud dari menempati ruang adalah memiliki volume Zat secara umum dibagi menjadi tiga antara lain zat padat, zat gas dan zat cair.

Read More

SISTEM REFRIGERASI

Sistem refrigerasi sangat menunjang peningkatan kualitas hidup manusia. Kemajuan dalam bidang refrigerasi akhir-akhir ini adalah akibat dari perkembangan sistem kontrol yang menunjang kinerja dari sistem refrigerasi. Apalikasi dari sistem refrigerasi tidak terbatas, tetapi yang paling banyak digunakan adalah untuk pengawetan makanan dan pendingin suhu, misalnya lemasi es, freezer, cold strorage, air conditioner/AC Window, AC split dan AC mobil. Dengan perkembangan teknologi saat ini, refrigeran (bahan pendingin) yang di pasarkan dituntut untuk ramah lingkungan, di samping aspek teknis lainnya yang diperlukan. Apapun refrigeran yang dipakai, semua memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing oleh karena itu, diperlukan kebijakan dalam memilih refrigerant yang paling aman berdasarkan kepentingan saat ini dan masa yang akan datang.

Siklus Refregerasi

Read More

PERUBAHAN FASE ZAT

Proses Pendidihan dan Penguapan

Fenomena ini mungkin jarang kita amati, atau bahkan sebagian kita merasa ini adalah hil yang mustahal. Kenapa? Karena perubahan temperatur, normalnya, mengindikasikan perubahan panas. Semakin tinggi temperatur sebuah zat, semakin panas juga dia. Untuk menaikkan temperatur sebuah zat, kita dapat memanaskan zat tersebut. Sebaliknya, untuk mendinginkan sebuah zat, maka sebagian panasnya harus dibuang sehingga pada akhirnya temperaturnya berkurang. Kulkas, atau refrigerator, adalah piranti umum yang dapat mengambil panas suatu zat dan dibuang ke lingkungan. Oleh karena itu bagian belakang kulkas panas dan bisa dipakai untuk mengeringkan pakaian — ini termasuk ide daur ulang energi yang cerdas menurut saya.

Air tepat mendidih: gelembung-gelembung udara pecah di dalam air sebelum sampai ke permukaan.

Namun sebenarnya tidak selalu demikian. Misalnya kita ingin menguapkan sejumlah air. Ketika tepat mendidih (biasanya pada temperatur 100°celcius), kita tetap memberikan panas (misalnya panas api dari kompor) supaya dia benar-benar mendidih. Tanda air tepat mendidih adalah muncul gelembung-gelembung udara dari dasar panci namun gelembung itu  meletus di dalam air sehingga terdengar bunyi mendesis. Jika kita matikan kompor saat itu, maka gelembung-gelembung tersebut langsung hilang. Kejadian Ini menandakan temperatur air turun.

Air telah mendidih: terlihat gelembung-gelembung udara berhasil mencapai permukaan air.

Jadi kompor tetap dinyalakan (untuk memberikan panas pada air). Gelembung-gelembung terus bermunculan dan terlihat mereka seakan-akan berjuang untuk dapat sampai ke permukaan air. Pada saat ini, meskipun air terus menerima panas, tapi temperaturnya tidak berubah, tetap 100°celcius. Kita bisa uji ini dengan cara meletakkan termometer ke dalam air selama proses pendidihan berlangsung.

Jika gelembung-gelembung udara tersebut berhasil sampai di permukaan air, maka disebut air telah mendidih — sebagian air (zat cair) telah berubah menjadi uap (gas). Ambil termometer lain dan coba ukur temperatur gas yang berada tepat di atas permukaan air — nilainya pasti sama atau lebih tinggi dari 100°celcius. Pada kondisi ini, panas yang diterima uap air dipakai untuk menaikkan temperaturnya — kondisi kembali normal.

Read More

ANIMASI HUKUM BOYLE

Read More

PRINSIP KERJA MESIN DIESEL

Mesin diesel adalah sejenis mesin pembakar dalam; lebih spesifik lagi, sebuah mesin pemicu kompresi, dimana bahan bakar dinyalakan oleh suhu tinggi gas yang dikompresi, dan bukan oleh alat berenergi lain (seperti busi).

Mesin ini ditemukan pada tahun 1892 oleh Rudolf Diesel, yang menerima paten pada23 Februari 1893. Diesel menginginkan sebuah mesin untuk dapat digunakan dengan berbagai macam bahan bakar termasuk debu batu bara. Dia mempertunjukkannya pada Exposition Universelle(pameran dunia) tahun 1900dengan menggunakan minyak kacang (lihat biodisel). Kemudian diperbaiki dan disempurnakan oleh Charles of Cattering.

prinsip kerjanya:
Prinsip kerja motor diesel adalah merubah energi kimia menjadi energi mekanis. Energi kimia di dapatkan melalui proses reakasi kimia (pembakaran) dari bahan bakar (solar) dan oksidiser (udara) di dalam silinder (ruang bakar). Pada motor diesel ruang bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebih tergantung pada penggunaannya dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu atau dua torak. Pada umumnya dalam satu silinder motor diesel hanya memiliki satu torak.Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakan dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi. Berdasarkan cara menganalisa sistim kerjanya, motor diesel dibedakan menjadi dua, yaitu motor diesel yang menggunakan sistim airless injection (solid injection) yang dianalisa dengan siklus dual dan motor diesel yang menggunakan sistim air injection yang dianalisa dengan siklus diesel (sedangkan motor bensin dianalisa dengan siklus otto).

Read More

SIKLUS TENAGA UAP

Siklus kerja PLTU

Siklus fluida kerja PLTU merupakan siklus tertutup, yaitu menggunakan fluida yang sama secara berulang-ulang. Siklus fluida kerja PLTU dijelaskan pada penjelasan berikut ini. Pertama air diisikan ke boiler hingga mengisi seluruh luas permukaan pemindah panas. Didalam boiler air ini dipanaskan dengan gas panas hasil pembakaran bahan bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap. Uap hasil produksi boiler masih berupa uap jenuh, kemudian dipanaskan lagi menggunakan superheater sehingga menjadi uap kering yang kemudian dengan tekanan dan temperatur tertentu diarahkan untuk melakukan kerja di turbin sehingga menghasilkan daya mekanik berupa putaran.

Uap bekas keluar turbin masuk ke Kondensor untuk didinginkan dengan air pendingin berupa air laut yang di pompa menggunakan pompa CWP (Circulation Water Pump) agar berubah menjadi air melalui proses kondensasi. Air kondensat ini kemudian dipanaskan lagi secara bertahap menggunakan Heater/pemanas menggunakan uap ekstraksi melalu LPH1, LPH2, Daerator, HPH4 dan HPH5. Air demin tersebut digunakan lagi sebagai air pengisi boiler. Demikian siklus ini berlangsung terus menerus dan berulang-ulang.  Gambar 1 menunjukkan diagram siklus tertutup fluida kerja PLTU.

Read More

SISTEM AIR PENDINGIN

JENIS SISTEM AIR PENDINGIN

Berdasarkan siklusnya, terdapat 2 macam sistem air pendingin utama yang lazim diterapkan di PLTU yaitu : 

1. sistem siklus terbuka (once through)
2. sistem siklus tertutup (recirculation – cooling tower).

Pada umumnya sistem air pendingin utama terdiri dari komponen :

• Intake (untuk sistem air pendingin siklus terbuka)
• Saringan (screen)
• Pompa (cooling water pump – CWP)
• Katup dan Pemipaan (piping)
• Menara pendingin (cooling tower)

Untuk sistem air pendingin siklus terbuka tidak dilengkapi dengan menara pendingin (cooling tower), sebaliknya pada sistem siklus tertutup (resirkulsi) tidak dibutuhkan intake yang dipasangi saringan-saringan, cukup dengan satu saringan sederhana.

Gb 1. Sistem air pendingin terbuka dan tertutup

Read More

SISTEM TERMODINAMIKA

1. Pengertian Sistem dalam Termodinamika

Benda atau objek yang diteliti atau dan menjadi pusat perhatian disebut sistem. Sedangkan benda yang berada di luar sistem disebut lingkungan. Batas diartikan sebagai perantara antara lingkungan dengan sistem. Semesta adalah tempat dimana sistem dan lingkungannya berada.

sistem dalam termodinamika

2. Macam – macam Sistem Termodinamika

Sistem dalam termodinamika dibedakan enjadi 3, yaitu :

Read More

HUKUM II TERMODINAMIKA

TERMODINAMIKA 3 (HUKUM II TERMODINAMIKA)

Hukum II Termodinamika adalah ekspresi dari kecenderungan yang dari waktu ke waktu, perbedaan suhu, tekanan, dan menyeimbangkan potensi kimia dalam terisolasi sistem fisik. 

Semua proses yang terjadi secara alami hanya berlangsung pada satu arah saja tapi tidak dapat berlangsung pada arah sebaliknya (biasa disebut sebagai proses ireversibel alias tidak dapat balik).

Salah seorang ilmuwan yang bernama R. J. E. Clausius (1822-1888) membuat sebuah pernyataan berikut :
"Kalor berpindah dengan sendirinya dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah; kalor tidak akan berpindah dengan sendirinya dari benda bersuhu rendah ke benda bersuhu tinggi (Hukum kedua termodinamika – pernyataan Clausius)"

Pernyataan Hukum II Termodinamika

1. Jika tidak ada kerja dari luar, panas tidak dapat merambat secara spontan dari suhu rendah ke suhu tinggi (Clausius)
2. Proses perubahan kerja menjadi panas merupakan proses irreversible jika tidak terjadi proses lainnya (Thomson-Kelvin-Planck)
3. Suatu mesin tidak mungkin bekerja dengan hanya mengambil energi dari suatu sumber suhu tinggi kemudian membuangnya ke sumber panas tersebut untuk menghasilkan kerja abadi (Ketidakmungkinan mesin abadi)
4. Mesin Carnot adalah salah satu mesin reversible yang menghasilkan daya paling ideal. Mesin ideal memiliki efisiensi maksimum yang mungkin dicapai secara teoritis

MESIN KALOR

Read More

PENERAPAN HUKUM II TERMODINAMIKA

   MESIN CARNOT

Menurut hukum II Termodinamika, tak mungkin didapatknan mesin  panas yang bekerja antara  dua tandon  panas  dengan efisiensi 100 persen. Carnot menemukan bahwa semua mesin reversibel yang bekerja antara dua tandon panas mempunyai efesiensi yang sama dan bahwa tidak ada mesin yang dapat mempunyai yang lebih besar  daripada efesiensi mesin reversibel. Hasil ini dikenal sebagai teorema Carnot yaitu :

 “tidak ada mesin yang bekerja di antara dua tandon panas yang tersedia yang dapat lebih efesien daripada mesin reversibel yang bekerja di antara kedua tandon itu”.

Beberapa syarat yang diperlukan agar proses bersifat reversibel:

1.      Tidak ada energi mekanik yang dapat hilang karena gesekan, gaya viskos, atau gaya disipatif lain yang menghasilkan panas.

2.      Tidak ada konduksi panas karena beda temperatur.

3.      Proses harus kuasi-statik agar sistem selalu dalam keadaan setimbang (atau sangat dekat dengan keadaan setimbang).

Tiap proses  yang melanggar salah satu kondisi diatas merupakan proses irriversibel. Kebanyakan proses yang terjadi di alam bersifat irriversibel.

Carnot, dalam tahun 1824, adalah orang yang pertama kali memperkenalkan suatu proses siklik kedalam teori termodinamika yang sekarang dikenal sebagai siklus  Carnot. Carnot  terutama  sekali tertarik di dalam meningkatkan mesin uap. Usaha Carnot ini dapat dikatakan sebagai landasan pengetahuan tentang termodinamika.

Siklus Carnot dapat dilaksanakan dengan system yang bersifat apapun. Boleh zat padat, cair atau gas, atau juga saput permikaan (surface film), atau zat paramagnetic. Bahkan system boleh juga mengalami perubahan fase selama siklus tersebut. Dan mesin reversibel  yang memakai gas ideal sebagai zat kerjanya , dikenal dengan istilah yaitu siklus Carnot.  

Read More

KESETIMBANGAN DAN PROSES TERMODINAMIKA

A. Kesetimbangan dalam Termodinamika

           Pada umumnya suatu sistem berada dalam keadaan sembarang  (abritary state), yang berarti bahwa dalam keadaan ini sistem memiliki perbedaan suhu, perbedaan tekanan, dan reaksi kimia. Dan jika perbedaan-perbedaan tersebut sudah tidak terjadi maka sistem mencapai keseimbangan termodinamik, yang artinya sudah tercapai keseimbangan termal (variasi suhu tidak ada), keseimbangan mekanik (variasi tekanan tidak ada), dan keseimbangan kimia (tidak terjadi lagi reaksi kimia), secara jelas terlihat di bawah ini :
1.                  Keseimbangan termal 
       Keseimbangan ini akan terjadi jika tidak ada perpindahan kalor dalam sistem atau antara sistem dengan lingkungannya. Artinya semua temperatur dalam sistem harus sama. Kesetimbangan termal terjadi ketika tidak terdapat perubahan spontan dalam koordinat sistem yang ada dalam kesetimbangan mekanis dan kimia bila sistem itu dipisahkan dari lngkungannya oleh dinding diaterm.
2.                  Keseimbangan mekanik 
       Yaitu adanya keseimbangan gaya-gaya yang bekerja pada sistem itu sendiri (bisanya disebut juga sebagai interior) atau antara sistem dengan lingkungannya. Keseimbangan gaya, bisa dalam bentuk akibat gravitasi, listrik, dan lainnya. Dengan kata yang mudah dapat dikatakan, bahwa semua gaya-gaya yang bekerja harus memiliki resultan sama dengan nol.
3.                  Keseimbangan kimia

       Keseimbangan ini terjadi jika tidak ada reaksi kimia yang terjadi lagi dalam sistem seperti difusi maupun pelarutan, walau dalam kecepatan yang lambat sekalipun.

Read More

USAHA DAN KALOR PADA PROSES TERMODINAMIKA

Dalam termodinamika, kita menggambarkan keadaan sistem yang menggunakan variabel seperti tekanan, volume, suhu, dan energi internal. Akibatnya, besaran ini termasuk kategori yang disebut variabel keadaan. Untuk konfigurasi tertentu dari sistem, kita dapat mengidentifikasi nilai-nilai variabel keadaan. (Untuk sistem mekanis, variabel dasar termasuk energi kinetik K dan energi potensial U.) Keadaan sistem dapat ditentukan hanya jika sistem dalam kesetimbangan termal internal. Dalam kasus gas dalam sebuah wadah, kesetimbangan termal internal yang mengharuskan setiap bagian dari gas berada pada tekanan dan temperatur yang sama.

Sebuah kategori kedua dari variabel-variabel dalam situasi yang melibatkan energi merupakan variabel transfer. Variabel ini adalah mereka yang muncul di sisi kanan dari konservasi persamaan energi, Persamaan 8.2. Variabel tersebut memiliki nilai nol jika suatu proses terjadi di mana energi yang ditransfer melintasi batas sistem. Variabel transfer positif atau negatif, tergantung pada apakah energi memasuki atau meninggalkan sistem. Karena transfer energi di perbatasan merupakan perubahan sistem, variabel transfer tidak terkait dengan keadaan tertentu dari sistem, melainkan dengan perubahan keadaan dari sistem.

Read More