Nam Nama NIM Kelas 1.
: ya q : 09503244012 :C1
Apakah perbedaan antara uap dan gas?
Jawab: Uap merupakan zat yang pada T dan p kamar berada dalam fasa cair, Kondisi uap relatif dekat dengan temperatur kondensasi Gas: merupakan zat yang yang pada T dan T dan p p kamar berada dalam fasa gas, atau uap yang berada pada suhu s uhu di atas suhu s uhu jenuh. Kondisi uap sangat superheated. Perbedaan utama gas dan uap adalah adala h pada suhu s uhu pengamatan. keadaan gas adalah murni gas, sementara keadaan uap bisa dalam keseimbangan dengan fasa lain seperti cair atau padat.
2.
Berapakah
sifat termodinamik intensif yang bebas yang dimiliki oleh suatu zat
sederhana?
Jawab: Sifat intensif bebas yang dimiliki oleh suatu zat sederhana ada beberapa macam seperti P (tekanan), T ( temperature), v ( volume jenis), kualitas, dll. Namun hanya 2 sifat saja yang dipakai untuk menggambarkan keadaannya.
3.
elaskan proses yang terjadi ketika es pada suhu - 12 dipanaskan secara isobarik hingga mencapai suhu
0
C
dan tekanan
1
atm
0
110 110 C!
Jawab:
0
Es pada suhu -12 C dipanaskan secara s ecara perlahan pada tekana n tetap, volume jenis da n suhu es bertambah secara teratur, selama es belum mencair seluruhnya suhu akan bertambah terus. Ketika suhunya sudah mencapai 0 0C, es mulai jenuh sehingga terjadi
Nama NIM Kelas
: ya q : 09503244012 :C1
perubahan fase dari fase padat ke fase cair. Setela h es mulai melebur tampak bahwa tidak ada kenaikan suhu sekalipun terus menerus dipanaskan karena kalor yang diserap digunakan untuk melakukan perubahan fase. Pada keadaan ini es berubah menjadi cairan air. Es akan terus mencair sampai pada butiran es yang terakhir. Suhu akan naik lagi setelah seluruh massa mencair. Pada state ini disebut
com pressed
liquid
atau subcooled liquid . Pada state ini penambahan panas hanya akan menaikkan temperatur tetapi belum menyebabkan terjadi penguapan ( not about
to
vaporize),
pemanasan lebih lanjut akan mencapai sat urat ed liquid (cairan jenuh). Pada state ini fluida tepat akan berubah fasenya. Penambahan panas sedikit saja akan menyebabkan terjadi penguapan (about
to
vaporize), saat ini suhu cairan air mencapai 99,6 0C,
gelembung-gelembung uap air mulai bermunculan dari permukaan cairan air. Pada saat ini mengalami sedikit penambahan volume. Kemudian memasuki daerah dua fase yaitu ³Sat urat ed liquid - vap or mixt ure´ (campuran uap - cairan jenuh). Pada keadaan ini uap dan cairan jenuh berada dalam kesetimbangan. Penambahan panas tidak akan menaikkan temperatur tetapi hanya menambah jumlah penguapan. Selanjutnya campuran tepat berubah jadi uap seluruhnya, disebut ³ sat urat ed vapor ´ (uap jenuh). Apabila dilakukan pemanasan lebih lanjut sampai
0
suhu 110 C akan mengalami
³ superheat ed vapor ´ (uap panas lanjut). Penambahan panas akan menyebabkan kenaikkan suhu dan volume.
4.
Apakah yang dimaksud dengan fase?Apakah kubah uap itu?Apakah uap panas lanjut itu?
Jawab: Fase yaitu sejumlah zat yang homogen dalam komposisi kimia dan struktur fisiknya. Kubah uap yaitu Daerah berbentuk kubah yang terdiri dari fase cair dan fase uap. Uap panas lanjut yaitu uap yang berada pada suhu di atas suhu jenuh.
5.
K antung
plastik diisi air hingga penuh kemudian diikat dan dimasukkan ke
dalam freezer, kenapa kantung plastik cenderung pecah ketika membeku?
Jawab: Saat air membeku menjadi es, mengalami penambahan volume,sedangkan massanya tetap, perubahan volume ini disebabkan karena molekul-molekul yang membentuknya mengalami perubahan struktur dari cair menjadi padat yang membentuk ´ruang´ sehingga plastik es batu di freezer kulkas semula diisi penuh dengan air, dan pada saat berubah menjadi beku menjadi es, ini karena sifat air yang
Nama NIM Kelas
: ya q : 09503244012 :C1
jika didinginkan akan mengembang, wadah plastik es cenderung membesar yang seakan-akan cenderung pecah.
6.
Apakah tingkat keadaan superkritis itu?Apakah cairan jenuh?
Jawab: Keadaan superkritis yaitu bilamana p gas > p kritik. Pada kondisi ini proses penguapan atau kondensasi serta istilah cair atau uap tidak relevan. Akan tetapi umumnya digunakan istilah cair bila TT c. Cairan Jenuh yaitu keadaan dimana terjadi kesetimbangan cairan yang ditunjukkan oleh kondisi pada kurva tekanan uap atau liquid yang berada dalam temperatur penjenuhan. Pada saat ini sistem dipanaskan pada tekanan tetap, temperatur meningkat cepat, sedangkan volume spesifik hanya sedikit meningkat
7.
Apa yang terjadi apabila suatu cairan jenuh dipanaskan pada tekanan konstan? Apa yang terjadi apabila suatu cairan jenuh didinginkan pada tekanan konstan?
Jawab:
Pemanasan
cairan jenuh pada tekanan konstan
Pada saat pemanasan dimulai dari titik b yaitu dimana pa da saat itu zat cair sudah mencapai titik cair jenuh dengan tekanan konstan. Pada titik ini, penambahan panas sedikit saja akan menyebabkan terjadi penguapan (about
to
vaporize). Akan
mengalami sedikit penambahan volume. Kemudian terjadi proses penguapan yang terjadi pada temperatur konstan pada garis b-c, dengan fasa diantara titik b dan titik c adalah kondisi campuran antara liquid dan gas. Pada keadaan ini uap dan cairan jenuh berada dalam kesetimbangan. Penambahan panas tidak akan menaikkan temperatur
Nama NIM Kelas
: ya q : 09503244012 :C1
tetapi hanya menambah jumlah penguapan, pada titik c,campuran tepat berubah jadi uap seluruhnya, disebut ³ sat urat ed vapor ´ (uap jenuh). Pada titik b adalah 100% liquid, sedang pada titik d adalah 100% fasa gas. Selanjutnya garis c-d menunjukkan pemanasan lanjutan dari uap, sehingga kondisi uapnya disebut uap panas lanjut ( superheat ed st eam). Penambahan panas lebih lanjut akan menyebabkan kenaikkan suhu dan volume jenis uap juga bertambah.
Proses 2-1,
cairan jenuh didinginkan pada tekanan konstan
Pada saat cairan jenuh didinginkan , suhu mengalami penurunan secara perlahan sampai di bawah temperatur penjenuhan dan volumenya pun bergerak turun secara perlahan, pada saat ini fasa berubah menjadi cairan dingin lanjut ( subcooled liquid ). Apabila didinginkan lebih lanjut cairan dingin lanjut akan mengalami pengembangan sampai membeku.
8.
K antung
plastik diisi udara hingga penuh kemudian dipecahkan dengan tiba -
tiba dan terdengar bunyi keras, kenapa?
Jawab: Pada saat kantung plastik terisi udara volume udara dalam kantung plastik berubah, Jarak antar partikel berjauhan dan susunannya acak. partikel bergerak secara acak. Sehingga saat mendapat tekanan dari luar/ dipecahka n maka partikel-partikel udara tersebut menjadi rapat (volume udara dalam kantung plastik menjadi makin kecil atau ingin keluar) sehingga pada saat t ertentu balon itu pecah dan terdengar bunyi yang keras karena bergesekan dengan udara luar dengan udara dalam kantung plastik.
Nama NIM Kelas Berapakah
9.
: ya q : 09503244012 :C1
sifat yang dibutuhkan untuk menggambarkan keadaan dari zat
murni?
Jawab: Keadaan zat murni didefinisikan oleh dua sifat bebas. Meskipun terdapat tiga sifat: Tekanan(p), Volume(V) dan Suhu(T), karena sekali kita sudah menetapkan harga volume dan suhu, harga tekanan dalam kesetimbangan akan diperoleh secara alami. Jadi dintara tiga koordinat termodinamik p, V, dan T hanya dua yang merupakan sifat bebas
seperti tekanan dan volume jenis, atau tekanan dan kualitas.
Air jenuh dikatakan mempunyai kualitas
10.
15
%, apakah artinya?
Jawab: yaitu zat yang bila berada pada keadaan jenuh yaitu pada suhu dan tekanan jenuh mempunyai perbandingan massa uap dengan massa total zat sebesar 15 %
11.
Apa yang terjadi apabila suatu cairan jenuh dipanaskan pada volume konstan?
Jawab:
cairan jenuh dipanaskan pada volume konstan Pada saat cairan jenuh dipanaskan pada volume konstan, mulai dari titik b, kemudian ke titik 1 . temperatur masih konstan ,volume b ertambah namun pada proses penguapannya, zat cair yang berada pada temperatur penjenuhan ini cenderung lebih banyak daripada uapnya, kejadiannya langsung spontan temperatur naik dengan volume kon stan. Pada saat ini tekanan dan suhu akan bertambah dan fraksi zat dalam fase uap akan bertambah, fase cair berkurang. Pada proses ini tidak ada kerja yang dilakukan dan kalor yang dipindahkan sama dengan perubahan energi dalam.
Nama NIM Kelas 12.
: ya q : 09503244012 :C1
Apakah yang dimaksud dengan garis peleburan, penguapan, dan sublimasi?
Jawab: Garis peleburan menyatakan kesetimbangan fase padat dan fase cair. Garis penguapan menyatakan kesetimbangan fase cair dan fase uap Garis sublimasi menyatakan kesetimbangan fase padat dan fase uap
13.
Anda mengisi gelas air dicampur dengan es hingga penuh kemudian es seluruhnya mencair, akan tumpahkah air itu?Jelaskan!
Jawab: Es batu yang mengapung di air dalam gelas tentu akan mencair. Pada saat berubah kembali menjadi air t entu terjadi pengurangan volume. Saat berbentuk padat, es batu tadi ´menempati´ ruang milik air di gelas, dan saat mencair ´ruangan´ itu terisi oleh ´cairan´ es batu tadi. Akibatnya tidak ada penambahan air di gelas melainkan sedikit berkurang karena es memiliki kerapatan yang lebih kecil dibandingkan air, saat es mencair volumenya akan berkurang yang menyebabkan tinggi zat cair menjadi berkurang sedikit. Jadi Air tidak akan tumpah.
14. Saat
anda memasak air pada tekanan
1
atm, pada suhu
0
100 C
air mulai
mendidih, setelah beberapa saat mendidih amatilah apakah terjadi kenaikan suhu?Jelaskan apa yang terjadi !
Jawab: Pada saat setelah air mendidih timbul gelembung-gelembung uap air mulai bermunculan dari permukaan cairan air yang mana disebut proses penguapan. Selama proses penguapan tersebut suhunya konstan karena kalor yang diserap digunakan untuk merubah fase. Pada suhu jenuh ini sebagian zat berupa cairan dan sebagian berupa uap. Suhu akan bertambah setelah tetesan terakhir cairan air menguap. Setelah semua massa cairan berubah menjadi uap. Apabila dilakukan pemanasan lebih lanjut akan mengalami ³ superheat ed
vapor ´ (uap panas lanjut). Hal itu ditandai dengan adanya perubahan dari air menjadi uap air . Penambahan panas lanjut ini akan menyebabkan kenaikkan suhu dan volume jenis
uap pun ikut bertambah pula..
15.
Apa yang terjadi pada titik kritis?
Jawab: Pada titik kritis, suhu kritis fase cair dan fase uap terjadi secara bersamaan sehingga volume jenis cairan sama dengan volume jenis uap, dan volume pada saat ini disebut volume kritis. Properti-properti titik kritis untuk air adalah Tcr = 373,95°C, P cr =
Nama NIM Kelas 22,06 MPa, dan
cr
: ya q : 09503244012 :C1
3
= 0,003106 m /kg. Pada titik ini bertemu garis cair jenuh dan garis uap
kenuh.
3.20 30
3
ft H2 O mempunyai kualitas
menyerap kalor sebesar
5
2x10
a)
Massa
b)
Perubahan
entalpi
c)
Perubahan
energi dalam
d)
K erja
e)
K ualitas
60%
dan sushu
0
180 F
dipanaskan dengan
ft-lb. Tentukan
H2 O
yang dilakukan akhir
Penyelesaian: Diketahui : Vol = 30 ft
3
x=60%=0,6 0
pada T=180 F, dari table diperoleh, p= 7,515 psi 3
3
vf=0,016509 ft /lbm, vg=50,20 ft /lbm uf=147,97 btu/lbm, ufg=920,4 btu/lbm, ug=1068,3 btu/lbm hf=147,99 btu/lbm, hfg=990,2 btu/lbm, hg=1138,2 btu/lbm Q= 2. 105 ft-lb Jawab; v=(1-x1)vf+x1.vg = (1-0,6) 0,016509+50,20. 0,6 3
= 30,12ft /lbm a) m=Vol/v =30/30,12 =0,99 lbm b) h1=hg-(1-x)hfg =1138,2-(1-0,6)990,2 =742,12 btu/lbm
Nama NIM Kelas
Q=h2-h1 5
2.10 =h2-742,12 h2=200742,12 jadi, H=h2-h1 =200742,12-742,12 5
=2.10 btu/lbm c)
u1=ug-(1-x)ufg =1068,3-(1-0,6)920,4 =742,12 btu/lbm Q= m(u2-u1) 5
2.10 =0,99(u2-700,14) u2= 202720,2 btu/lbm jadi , U= u2-u1 =202720,2-700,14 =202020,06 btu/lbm d)
Q-W =m(u2-u1) 5
2.10 -W=0,99(202720,2-742,12) 2.105- W=199958,29 W=41,71 ft-lb e)
u2=uf+x2.ufg 202720,2=147,97+x2.920,4 x2=220,09
: ya q : 09503244012 :C1
