Pesawat panas

PESAWAT PANAS
Pesawat panas
• Mengubah energi yang ada dalam
bahan bakar ke dalam tenaga
mekanis.
• Energi keluar waktu pembakaran.
Bayaknya panas
• Banyaknya panas (energi) diukur
dengan kilo-kalori.
1 kilo-kalori = banyaknya panas yang
diperlukan untuk menaikkan suhu dari
1 kg air setinggi 1 oC.
• Kenaikan suhu diukur dengan derajad
(Celsius).
Bahan bakar dan harga kalori
• dalam pesawat panas pembakaran bahan bakar
merupakan suatu proses kimia, dimana C dan H
bersatu dengan O2 dan melepaskan panas
(kalori).
• banyaknya panas yang keluar tergantung pada
bahan bakar.
Contoh:- anthraciet
- kayu
- bensin
: 9.000 kilo kal/kg bahan bakar
: 3.600 kilo kal/kg bahan bakar
: 11.000 kilo kal/kg bahan bakar
• untuk bahan bakar gas ukurannya m 3.
Harga tenaga dan panas
•
•
Panas adalah bentuk energi yang khusus, seperti halnya
dengan energi mekanis,
1 kilo-kalori sama dengan 426 kg.m, karena itu disebut:
equivalent panas mekanis.
• Contoh: panas sebanyak 400 Kilo-kalori dapat memanaskan
air sebanyak 5 kg dari suhu 20 oC sampai 100 oC. Panas ini
dapat pula untuk menjalankan suatu pekerjaan mekanis dari
400 x 426 kg.m = 170.400 kg.m.
Bila 1 D.K./jam = 270.000 kg.m/dt, maka kalori tersebut di
atas sama dengan daya kuda sebanyak =
170.400/270.000 x 1 D.K. = 0,63 D.K.
•
Panas itu dipergunakan untuk mengadakan tekanan
pada gas, dan gas ini seterusnya menjalankan suatu
tenaga mekanis.
GAS-GAS
Tekanan gas
•
•
Gas mempunyai sifat selalu berusaha menempati
suatu ruang sebesar-besarnya,
Gas selalu mengadakan tekanan terhadap dinding
tempat gas itu berada, yang disebut “tekanan (P)”,
dinyatakan dalam kg/cm2 dari luas dinding. Tekanan
ini dalam teknik motor dinyatakan dalam atmosfir (1
atm = 1.033 kg/cm3).
Hukum Mariotte
•
•
•
Antara tekanan (P), isi (V) dan derajad panas (temperatur) atau suhu
(T) dari gas ada hubungan tertentu.
Hukum Boyle: “Volume gas (V) pada suhu (T) yang tetap akan
berbanding terbalik dengan tekanan (P) atau:
P : P1 = V1 : V
 pada T konstan
PV = P1V1
Hukum Gay-Lussac:
 “Bila tekanan (P) tetap dan suhu (T) dinaikkan dari T ke T1, maka
volume gas akan bertambah sesuai dengan penambahan suhu
yang absolut” atau:
V : V1 = T : T1
 pada P konstan, T = suhu absolut
dihitung dari -273

“Bila isi (V) tetap artinya gas tidak dapat berkembang, maka
tekanan (P) akan bertambah sesuai dengan naikknya suhu (T)
absolut”, atau;
P : P1 = T : T1
 pada V konstan
Hukum Boyle-Gay Lussac
•
Hukum yang menentukan P, V, dan T bagi setiap
keadaan dari gas;
PV = RT (R = konstante gas)
• Untuk 2 keadaan sejumlah gas yang berbeda:
PV = RT dan P1V1 = RT1,
Sehingga: PV/P1V1 = T/T1
Maka bila: T = T1  PV/P1V1 =1
P = P1  V/V1 = T/T1
V = V1  P/P1 = T/T1
Pesawat panas ada dua macam
1. Pesawat panas dengan pembakaran
di luar,
2. Pesawat panas dengan pembakaran
di dalam.
Pesawat panas dengan pembakaran di luar
Biasa dipakai pada pesawat uap (motor ketel) .
Energi panas yang terdapat di dalam batu bara diubah
menjadi tenaga mekanis; mesin uap juga motor panas.
Perubahan energi berjalan dalam 2 fase:
1. Di ketel: batu bara karena dibakar menjadi panas
yang selanjutnya untuk memberi tekanan pada uap,
sehingga uap mempunyai energi potensial,
2. Fase ke 2: energi uap dirombak menjadi tenaga
mekanis dengan mengalirkan uap pada torak di
dalam silinder.
Mesin uap hanya dipakai di perusahaan
besar karena:
1. Memerlukan ketel yang mahal dan
mengambil banyak tempat,
2. Digunakan sebagai motor stasioner.
Pesawat panas dengan pembakaran di dalam
Pesawat letus termasuk pesawat panas yang
pembakaran bahan bakarnya terjadi di dalam silinder.
Pembakaran tenaga ini secara singkat dapat
diterangkan sbb;
Bila dalam silinder terjadi suatu letusan, karena
pembakaran bahan bakar, terjadilah tekanan (P) yang
tinggi. Tekanan ini dipergunakan untuk mengadakan
tenaga mekanis dengan menggerakkan tenaga
tersebut ke torak yang lalu bergeser pada silinder.
Dengan perantaraan setang penggerak, maka gerakan
yang linier menjadi gerakan berputar (circuler).
Terjadinya tekanan
Karena adanya persenyawaan yang mengikuti
pembakaran bahan bakar di silinder, timbullah panas.
Ini mempertinggi suhu dari gas bakar menjadi ± 1.600
oC. Pembakaran ini begitu cepat terjadinya hingga
seakan-akan volume V tetap. Tekanan naik sebanding
dengan suhu absolut (Hk. Gay Lussac). Ini berarti bila
sebelum terjadi pembakaran (letusan) suhu dari gas
campuran bahan bakar 15 oC, maka karena letusan suhu
naik menjadi 1.200 oC, maka suhu absolut naik menjadi:
(273 + 1.200)/(273+15) = 1473/288 = 5 kali lebih besar,
berarti tekanan P menjadi 5 kali lipat besarnya.
Bila tekanan P semula 1 atmosfir, maka sesudah
letusan menjadi 5 atm. Tekanan yang naik ini dapat
mendesak torak dalam silinder.
Pemadatan udara (comprimir)
Semakin kuat campuran gas itu dikomprimir
sebelum letusan terjadi, makin tinggi rendemen dari
motor itu.
Contoh: bila gas campuran itu dikomprimir menjadi
5 atm dan kemudian dinyalakan, maka
tekanan P akan menjadi 5 x 5 atm = 25 atm .