tugas i termodinamika i

TUGAS I
TERMODINAMIKA I
1.
Satu kilogram udara dipanaskan secara reversible pada tekanan konstan dari keadaan
mula-mula 300 K dan 1 bar hingga volumenya menjadi tiga kali lipat. Hitung W, Q, U,
dan H untuk proses tersebut. Anggap bahwa udara berperilaku sebagai gas ideal dengan
CP = 29 J mol-1 K-1.
2.
Gas ideal yang mula-mula berada pada temperatur 600 K dan tekanan 10 bar mengalami
proses siklis reversibel empat langkah. Pada langkah pertama (dari titik 1 ke titik 2),
tekanan diturunkan secara isotermal menjadi 3 bar. Pada langkah kedua (dari titik 2 ke
titik 3), tekanan diturunkan lagi pada volume konstan hingga mencapai 2 bar.
Selanjutnya pada langkah ketiga (dari titik 3 ke titik 4), volume gas diturunkan pada
tekanan konstan. Akhirnya gas dikembalikan ke keadaan mula-mula melalui proses
adiabatis (dari titik 4 ke titik 1).
a. Gambarkan proses siklis tersebut pada diagram PV.
b. Hitung T dan P di tiap titik.
c. Hitung Q, W, U, dan H untuk tiap langkah proses dan keseluruhan proses.
Data: CP = 3,5R ; CV = 2,5R ; R = 8,1345 J mol-1 K-1.
3.
Karbon dioksida masuk ke kompresor yang dilengkapi dengan cooler dengan air sebagai
pendingin pada kondisi awal P1 = 1,04 bar dan T1 = 284,15 K, dan keluar dari kompresor
pada kondisi akhir P2 = 35,8 bar dan T2 = 366,15 K. Gas CO2 masuk ke kompresor
melalui pipa berdiameter 100 mm dengan kecepatan 6 m/s, dan keluar melalui pipa
berdiameter 25 mm. Shaft work memasok energi ke kompresor sebesar 12500 kJ/kmol
gas. Berapa laju perpindahan panas dari kompresor (ke air pendingin)?
H1 = 714 kJ/kg
V1 = 0,5775 m3/kg
H2 = 768 kJ/kg
V2 = 0,0175 m3/kg