session1 review of thermodynamic principles · pdf filehukum ke-nol termodinamika “bila...

Session1REVIEW OF

THERMODYNAMIC PRINCIPLES

Hukum ke-nol Termodinamika

“Bila dua benda masing-masing ada dalam keadaan kesetimbangan termik dengan benda yang ketiga (menunjukkan suhu yang sama), maka kedua benda tersebut ada dalam kesetimbangan termik satu sama lain”

Hukum Pertama Termodinamika

• Hukum kekekalan energi“Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan”

Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain dalam suatu sistem

Sistem

Sistem merupakan suatu daerah/wilayah, dimana terjadi proses transfer dan konversi dari energi dan massa

Sistem terbukaSistem tertutup

Sistem Terbuka

• Sistem Steady-State, Steady-Flow (SSSF)– Massa dan energi yang melintasi batas

sistem tidak tergantung terhadap waktu– Massa yang melewati sistem tersebut tetap

konstan

PE1 + KE1 + IE1 + FE1 + ΔQ = PE2 + KE2 + IE2 + FE1 + ΔWsf

Sistem SSSF

PE = m.g.h KE = m.V2/2IE = UFE = P.VΔQ = m.cp.(T2 – T1)

EnthalpyH = U + P.V

Entalpi

• Entalpi (kJ/kg) merupakan energi total dari fluida, yang merepresentasikan energi dalam, kerja, energi potensial, dan energi kinetik.

• Entalpi digunakan untuk mengukur energi dari uap yang masuk ke dan keluar dari turbin, sehingga dapat dihitung efisiensi dari turbin.

Kalor Spesifik

• cv: kalor spesifik pada volume konstan• cp: kalor spesifik pada tekanan konstan

Sistem Tertutup

• Hanya energi yang melewati batas sistem

ΔQ = ΔU + ΔWnf

Perfect-Gas Relationships

Hukum Kedua Termodinamika

“Mustahil untuk membuat suatu mesin yang dapat bekerja dengan siklus yang sempurna tanpa adanya kerugian”

Kerja selalu dapat diubah seluruhnya menjadi kalor, namun kalor tidak selalu bisa diubah seluruhnya menjadi kerja

Reversibilitas

• Proses reversibel dapat mengembalikan proses ke tahap awal

Ireversibilitas

• Ireversibilitas eksternal melewati batas sistem. [proses

perpindahan panas pada temperatur tinggi maupun temperatur rendah; perbedaan temperatur antara sumber panas utama dan fluida kerja]

• Ireversibilitas internal di dalam batas sistem. [gesekan fluida

pada rotor; turbin, kompresor, dan pompa]

Entropi

• Entropi (kJ/kg K) merupakan ukuran dari derajat ketidakteraturan sistem.

Entropi

ΔS = perubahan entropi pada sistemΔQ = jumlah heat transfer yang terjadi dari/ke sistemTabs = temperatur absolutΔs = perubahan entropi spesifik pada sistemΔq = jumlah heat transfer spesifik yang terjadi dari/ke

sistem

Siklus Carnot

1-2 (kompresi adiabatik)2-3 (penambahan panas pada

temperatur konstan)

3-4 (ekspansi adiabatik)4-1 (pelepasan panas pada

temperatur konstan)

Siklus Uap

Siklus Rankine ideal pada diagram P-V & T-s

Siklus Rankine

Rankine Cycle Thermodynamic Analysis

Siklus Carnot & Siklus Rankine