7/25/2019 Sifat Thermo
1/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 11
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA
TEKNIKTEKNIK(Subtansi)(Subtansi)
Pengajar :Pengajar :
SAMSUL HADISAMSUL HADI
JURUSAN MESIN POLITEKNIK NEGERI MALANG
7/25/2019 Sifat Thermo
2/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 22
1.1. PengantarPengantar Termodinamika adala ilm! "ang mem#aa$Termodinamika adala ilm! "ang mem#aa$
!#!ngan an%ara &ana$ dan kerja!#!ngan an%ara &ana$ dan kerja Pada #idang %eknik me$in' ilm! %emodinamikaPada #idang %eknik me$in' ilm! %emodinamika
dig!nakan &ada &eren(anaan &em#angki%)dig!nakan &ada &eren(anaan &em#angki%)&enggerak m!la dan &ro$e$ &emana$an $er%a&enggerak m!la dan &ro$e$ &emana$an $er%a&endinginan&endinginan
Penggerak m!la da&a% dikelom&okkan an%ara lain :Penggerak m!la da&a% dikelom&okkan an%ara lain :me$in !a&' mo%or #akar %orak *#en$in' die$el+ danme$in !a&' mo%or #akar %orak *#en$in' die$el+ dan%!r#in ga$%!r#in ga$
Un%!k menganali$a me$in,me$in %er$e#!% di&erl!kanUn%!k menganali$a me$in,me$in %er$e#!% di&erl!kan&enge%a!an %en%ang $i-a%,$i-a% a%a! kelak!an dari&enge%a!an %en%ang $i-a%,$i-a% a%a! kelak!an dari
!a& dan ga$ $e#agai medi!m $er%a &ro$e$,&ro$e$!a& dan ga$ $e#agai medi!m $er%a &ro$e$,&ro$e$"ang %erjadi $e&er%i &ro$e$ ek$&an$i' dan &ro$e$"ang %erjadi $e&er%i &ro$e$ ek$&an$i' dan &ro$e$kom&re$ikom&re$i
7/25/2019 Sifat Thermo
3/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA ..
Un%!k menganali$a me$in,me$in %er$e#!% di&erl!kanUn%!k menganali$a me$in,me$in %er$e#!% di&erl!kan&enge%a!an %en%ang $i-a%,$i-a% a%a! kelak!an dari&enge%a!an %en%ang $i-a%,$i-a% a%a! kelak!an dari!a& dan ga$ $e#agai medi!m $er%a &ro$e$,&ro$e$!a& dan ga$ $e#agai medi!m $er%a &ro$e$,&ro$e$"ang %erjadi $e&er%i &ro$e$ ek$&an$i' dan &ro$e$"ang %erjadi $e&er%i &ro$e$ ek$&an$i' dan &ro$e$kom&re$ikom&re$i
Un%!k menganali$a dari keadaan $e#enarn"a ar!$Un%!k menganali$a dari keadaan $e#enarn"a ar!$di&erlia%kan $ikl!$,$ikl!$ ideal %an&adi&erlia%kan $ikl!$,$ikl!$ ideal %an&amem&eri%!ngkan al,al &rak%i$ "ang %erjadimem&eri%!ngkan al,al &rak%i$ "ang %erjadi
Sikl!$,$ikl!$ %er$e#!% kem!dian dimodi-ika$iSikl!$,$ikl!$ %er$e#!% kem!dian dimodi-ika$i$eingga menggam#arkan keadaan $e#enarn"a dari$eingga menggam#arkan keadaan $e#enarn"a dari
me$in/me$in/
1.1. PengantarPengantar
7/25/2019 Sifat Thermo
4/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 00
1.1. PengantarPengantar
Menjaga kondisi tubuh Pengkondisian udara Pesawat udara
Radiator pada mobil Pembangkit tenaga System refrijerasi
7/25/2019 Sifat Thermo
5/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA
2.1. Sifat Sifat Zat2.1. Sifat Sifat Zat
era&a,$i-a% 3a% di&erl!kan !n%!k menjela$kanera&a,$i-a% 3a% di&erl!kan !n%!k menjela$kankeadaan dari 3a% an%ara lain :keadaan dari 3a% an%ara lain :
%ekanan'%ekanan'
$!!'$!!'
4ol!me4ol!medan energidan energi
Si-a%,$i-a% 3a% "ang %ergan%!ng &ada ma$a 3a%Si-a%,$i-a% 3a% "ang %ergan%!ng &ada ma$a 3a%di$e#!% $i-a% ek%en$i- *4ol!me' dan energi+di$e#!% $i-a% ek%en$i- *4ol!me' dan energi+
Sedangkan $i-a% "ang %idak di&engar!i ole ma$aSedangkan $i-a% "ang %idak di&engar!i ole ma$a
3a% di$e#!% $i-a% in%en$i- * %ekanan dan $!!+3a% di$e#!% $i-a% in%en$i- * %ekanan dan $!!+ 5ika $i-a% ek%en$i- di#agi dengan ma$$a' maka5ika $i-a% ek%en$i- di#agi dengan ma$$a' maka
dida&a%kan keadaan $&e$i-ik' mi$al 4ol!me $&e$i-ikdida&a%kan keadaan $&e$i-ik' mi$al 4ol!me $&e$i-ikadala 4ol!me)ma$$a *4 6 7)m+/adala 4ol!me)ma$$a *4 6 7)m+/
2.2. Sifat Sifat hermodinamis ZatSifat Sifat hermodinamis Zat
7/25/2019 Sifat Thermo
6/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 88
2.1. Sifat Sifat Zat2.1. Sifat Sifat Zat
7/25/2019 Sifat Thermo
7/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 99
The Concept of TemperatureThe Concept of Temperature
!"a#oisier $1%&'( reali)ed that matter is *omposed of dis*reteatoms and mole*ules
! +alton$1&'&(, temperature interpreted as a measure of
parti*le speed $gas( or #ibration $solid(
!-ithout reali)ing its signifi*an*e, alileo$*a 1/0'(
de#eloped a *rude thermometer
!ahrenheit$1%1(3 measured temperature by e4pansion of a
fluid $mer*ury(!5elsius$1%62( defined 'o5 as the melting point of i*e3 1''o5
as the boiling point of water3 with a s*ale in between linear
with e4pansion of fluid why7
!! Temperatur thermo"inamis!! Temperatur thermo"inamis
7/25/2019 Sifat Thermo
8/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA
!8el#in8el#in$*a 1&&( introdu*ed the notion of the$*a 1&&( introdu*ed the notion of the absolute zeroabsolute zero
temperature,temperature, where all atomi* motion stops9where all atomi* motion stops9
$8( : $ $8( : $oo
5 ( ; 5 ( ; ''3 absolute )ero is ' 8 or
7/25/2019 Sifat Thermo
9/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA ;;
!! Temperatur thermo"inamis!! Temperatur thermo"inamis
Kala! ga$ didinginkan &ada 4ol!me %e%a&'Kala! ga$ didinginkan &ada 4ol!me %e%a&'maka %ekanan akan #erk!rang 1)29.'18maka %ekanan akan #erk!rang 1)29.'18!n%!k &en!r!nan %em&era%!r 1!n%!k &en!r!nan %em&era%!r 1o' ini #erar%i%er$e#!% men(a&ai angka >' ini #erar%i
#a?a gerakan molek!l,molek!l ga$#a?a gerakan molek!l,molek!l ga$%er$e#!% #eren%i%er$e#!% #eren%i 7ol!me ga$ ideal akan #erk!rang 1)29.'187ol!me ga$ ideal akan #erk!rang 1)29.'18
!n%!k &en!r!nan %em&era%!r 1o
Ti%ik $!! =29.'18Ti%ik $!! =29.'18o
< di$e#!% %i%ik > *nol+< di$e#!% %i%ik > *nol+a#$ol!% a%a! >a#$ol!% a%a! >oK/K/
7/25/2019 Sifat Thermo
10/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 1>1>
!! Temperatur thermo"inamis!! Temperatur thermo"inamis
7/25/2019 Sifat Thermo
11/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 1111
Tem&era%!r Rankine adala $e#anding denganTem&era%!r Rankine adala $e#anding dengan
%em&era%!r Kel4in' #ila TR men"a%akan%em&era%!r Kel4in' #ila TR men"a%akan
%em&era%!r Rankine' maka%em&era%!r Rankine' maka
TTRR6 ;) %6 ;) %
ila Tila T@@men"a%akan %em&era%!r @arenei%'men"a%akan %em&era%!r @arenei%'!#!ngan dengan Rankine da&a% din"a%akan!#!ngan dengan Rankine da&a% din"a%akan
TT@@6 T6 TRR= 0;'89= 0;'89 ooRR Dari ked!a &er$amaan dia%a$ da&a% di%!li$kanDari ked!a &er$amaan dia%a$ da&a% di%!li$kan
TT@@6 ;) % .26 ;) % .2oo@@
!! Temperatur thermo"inamis!! Temperatur thermo"inamis
7/25/2019 Sifat Thermo
12/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 1212
!#! Sifat$sifat uap!#! Sifat$sifat uap
Si-a%,$i-a% !a& da&a% dijela$kan denganSi-a%,$i-a% !a& da&a% dijela$kan dengan
&eri$%i?a &emana$an %erada& $a%! $a%!an&eri$%i?a &emana$an %erada& $a%! $a%!an
ma$$a air &ada %ekanan kon$%anma$$a air &ada %ekanan kon$%an
Dari gam#ar men!nj!kkan
(airan #er%ekanan di&ana$kan'
aki#a%n"a %em&era%!r T akannaik dan 4ol!me $&e$i-ik j!ga
naik $am&ai %em&era%!r
dimana (airan %er$e#!% m!lai
meng!a& dan #er!#a dari
-a$e (air ke -a$e ga$
7/25/2019 Sifat Thermo
13/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 1.1.
!#! Sifat$sifatuap!#! Sifat$sifatuap
Selama &er!#aan -a$e' %em&era%!r T %e%a&kon$%an' %e%a&i 4ol!me $&e$i-ik 4 akan naik dengan
(e&a%
7/25/2019 Sifat Thermo
14/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 1010
Pada a?al &eng!a&an dika%akan #a?a (airan
%er$e#!% jen!' $edangkan &ada akir &eng!a&an
dika%akan #a?a (airan %er$e#!% jen! kering *dr"
$a%!ra%ed+/
7/25/2019 Sifat Thermo
15/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA
11
Dian%ara ked!a keadaan %er$e#!% %erda&a%
(am&!ran an%ara (airan dan !a&' $eingga di$e#!%
$e#agai !a& #a$a
7/25/2019 Sifat Thermo
16/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 1818
Se%ela &ro$e$ &eng!a&an $ele$ai' maka &emana$an "angSe%ela &ro$e$ &eng!a&an $ele$ai' maka &emana$an "ang
di%er!$kan akan menga$ilkan kenaikan T dandi%er!$kan akan menga$ilkan kenaikan T dan vvdan !a&n"adan !a&n"a
dika%akandika%akan
$!&erea%ed$!&erea%ed
Per#edaan an%ara %em&era%!r jen! dengan %em&era%!rPer#edaan an%ara %em&era%!r jen! dengan %em&era%!r
&emana$an "ang di%er!$kan di$e#!%&emana$an "ang di%er!$kan di$e#!%%e degree o- $!&erea%ed%e degree o- $!&erea%ed
7/25/2019 Sifat Thermo
17/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 1919
Dia%ram p$&Dia%ram p$&
Pada diagram %i%ik A adala %i%ik kri%i$Pada diagram %i%ik A adala %i%ik kri%i$
agian A di$e#!% $e#agaiagian A di$e#!% $e#agai $a%!ra%ed liB!id$a%!ra%ed liB!id line danline dan
#agian A< di$e#!% $e#agai#agian A< di$e#!% $e#agai $a%!ra%ed 4a&o!r line$a%!ra%ed 4a&o!r line
7/25/2019 Sifat Thermo
18/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 11
CampuranCampuran Saturate" 'iui" an" Saturate" &aporSaturate" 'iui" an" Saturate" &apor
Mi$al %i%ik - #erada &ada daera (airan dan %i%ik g #erada &adadaera ga$' maka !n%!k menen%!kan kondi$i di$em#arang %i%ik
*&+ an%ara(airan ga$ da&a% digam#arkan $e#agai #erik!%
7/25/2019 Sifat Thermo
19/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 1;1;
Dian%ara keadan - dan g' dimana #aik %ekanan ma!&!nDian%ara keadan - dan g' dimana #aik %ekanan ma!&!n
%em&era%!r kon$%an dan %idak inde&enden%' $e#agian air%em&era%!r kon$%an dan %idak inde&enden%' $e#agian air
meng!a& dan keadaan ini din"a%akan ole k?ali%a$ !a&meng!a& dan keadaan ini din"a%akan ole k?ali%a$ !a&*dr"ne$$ -ra(%ion+ C'*dr"ne$$ -ra(%ion+ C'
dimana :dimana :
C 6 ma$$a !a& jen! kering)ma$$a %o%al (airan dan !a&C 6 ma$$a !a& jen! kering)ma$$a %o%al (airan dan !a&
7/25/2019 Sifat Thermo
20/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 2>2>
7/25/2019 Sifat Thermo
21/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 2121
Si-a%,$i-a% lain &ada & da&a% di(ari denganSi-a%,$i-a% lain &ada & da&a% di(ari dengan
(ara "ang $ama k!$!$n"a !' dan da&a%(ara "ang $ama k!$!$n"a !' dan da&a%dii%!ng dengan r!m!$ :dii%!ng dengan r!m!$ :
!!&&6 !6 !-- C ! C !-g-g
dimana !dimana !-g-g6 !6 !gg= != !-- dan dan &&6 6 -- C C-g-g
dimana dimana -g-g6 6 gg, , --
7/25/2019 Sifat Thermo
22/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 2222
!! Tabe*$tabe* "an "ia%ram termo"inami+a!! Tabe*$tabe* "an "ia%ram termo"inami+a
ia$an"a %a#el,%a#el di$ediakan !n%!k (airania$an"a %a#el,%a#el di$ediakan !n%!k (airan
jen! dan !a& jen! dan di#erikan !n%!k %ekananjen! dan !a& jen! dan di#erikan !n%!k %ekanandan %em&era%!r jen! %er%en%!dan %em&era%!r jen! %er%en%!
Ta#el,%a#el %er$e#!% mem!a% an%ara lain : 4-' 4g'Ta#el,%a#el %er$e#!% mem!a% an%ara lain : 4-' 4g'
!g' -' -g' g' $-' $-g' dan $g!g' -' -g' g' $-' $-g' dan $g
Ta#el ini akan mem#an%! menen%!kan !' ' a%a! $Ta#el ini akan mem#an%! menen%!kan !' ' a%a! $!n%!k (airan jen!' !a& #a$a' dan !a& jen!!n%!k (airan jen!' !a& #a$a' dan !a& jen!
keringkering
7/25/2019 Sifat Thermo
23/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 2.2.
!! Tabe*$tabe* "an "ia%ram termo"inami+a!! Tabe*$tabe* "an "ia%ram termo"inami+a
7/25/2019 Sifat Thermo
24/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 2020
!! Tabe*$tabe* "an "ia%ram termo"inami+a!! Tabe*$tabe* "an "ia%ram termo"inami+a
7/25/2019 Sifat Thermo
25/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 22
Contoh soa*Contoh soa*
1/ Dari %a#el' %en%!kan :1/ Dari %a#el' %en%!kan :a/ 7ol!me $&e$i-ik !a& air dengan k?ali%a$ !a& C 6 >' &adaa/ 7ol!me $&e$i-ik !a& air dengan k?ali%a$ !a& C 6 >' &ada%ekanan 21 *#ar+'%ekanan 21 *#ar+'
5a?a# :5a?a# :
K?ali%a$ !a& *C+ 6 *4K?ali%a$ !a& *C+ 6 *4&&= 4= 4--+)4+)4-g-g
Dari %a#el !n%!k !a& dengan %ekanan 21 #ar' di&erole 4Dari %a#el !n%!k !a& dengan %ekanan 21 #ar' di&erole 4 --66dan 4dan 4-g-g66
Maka #e$arn"a 4Maka #e$arn"a 4&&66
7/25/2019 Sifat Thermo
26/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 2828
Contoh soa*Contoh soa*
1/ Dari %a#el' %en%!kan :1/ Dari %a#el' %en%!kan :#/ En%al&i $&e$i-ik !a& air dengan k?ali%a$ !a& C 6 >'9#/ En%al&i $&e$i-ik !a& air dengan k?ali%a$ !a& C 6 >'9&ada %ekanan 22 *#ar+/&ada %ekanan 22 *#ar+/
5a?a# :5a?a# :
K?ali%a$ !a& *C+ 6 *K?ali%a$ !a& *C+ 6 *&&= = --+)+)-g-gDari %a#el !n%!k !a& dengan %ekanan 22 #ar' di&eroleDari %a#el !n%!k !a& dengan %ekanan 22 #ar' di&erole
--6 dan 6 dan -g-g66
Maka #e$arn"a Maka #e$arn"a &&66
7/25/2019 Sifat Thermo
27/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 2929
Contoh soa*Contoh soa*
1/ Dari %a#el' %en%!kan :1/ Dari %a#el' %en%!kan :(/ En%al&i $&e$i-ik dari (airan #er%ekanan' &ada 2 *#ar+(/ En%al&i $&e$i-ik dari (airan #er%ekanan' &ada 2 *#ar+dan 210' *
7/25/2019 Sifat Thermo
28/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 22
Soa*Soa*
1/ Dari %a#el' %en%!kan :1/ Dari %a#el' %en%!kan :
d/ Energi dalam $&e$i-ik (airan jen! &ada 2. *#ar+/d/ Energi dalam $&e$i-ik (airan jen! &ada 2. *#ar+/e/ 7ol!me $&e$i-ik !a& kering jen! &ada 21 *#ar+/e/ 7ol!me $&e$i-ik !a& kering jen! &ada 21 *#ar+/
-/ In%al&i $&e$i-ik !a& &ada 1 *#ar+ dan .>> *> *> *> * *#ar+ dan .2 * *#ar+ dan .2 *
7/25/2019 Sifat Thermo
29/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA 2;2;
2.. Persamaan as >deal2.. Persamaan as >deal
Dalam %ermodinamika' ga$ "ang di&erg!nakanDalam %ermodinamika' ga$ "ang di&erg!nakan
$e#agai #enda kerja *?orking $!#%an(e+ !m!mn"a$e#agai #enda kerja *?orking $!#%an(e+ !m!mn"adiangga& #er$i-a% $e#agai ga$ idealdiangga& #er$i-a% $e#agai ga$ ideal
Hal ini di$e#a#kan karena $i-a%,$i-a% dari ga$ idealHal ini di$e#a#kan karena $i-a%,$i-a% dari ga$ idealan"a #er#eda $ediki% dari $i-a%,$i-a% ga$an"a #er#eda $ediki% dari $i-a%,$i-a% ga$$e$!ngg!n"a$e$!ngg!n"a
a$ ideal *$em&!rna+ adala ga$ dimana %enaga ika%a$ ideal *$em&!rna+ adala ga$ dimana %enaga ika%molek!l,molek!ln"a da&a% dia#aikan/molek!l,molek!ln"a da&a% dia#aikan/
7/25/2019 Sifat Thermo
30/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA .>.>
Per$amaan !n%!k ga$ idealPer$amaan !n%!k ga$ ideal &4 6 R/T&4 6 R/T''
dimana : & 6 %ekanan a#$ol!%dimana : & 6 %ekanan a#$ol!%
4 6 4ol!me jeni$ ga4 6 4ol!me jeni$ ga
R 6 kon$%an%a ga$R 6 kon$%an%a ga$
T 6 $!! a#$ol!% ga$T 6 $!! a#$ol!% ga$
Un%!k 4 6 7)m'Un%!k 4 6 7)m'
maka #erlak! &er$amaanmaka #erlak! &er$amaan &7 6 mRT&7 6 mRT
Dimana :Dimana :7 6 4ol!me ga$ $e#enarn"a7 6 4ol!me ga$ $e#enarn"a
m 6 ma$a ga$m 6 ma$a ga$
2.. Persamaan as >deal2.. Persamaan as >deal
7/25/2019 Sifat Thermo
31/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA .1.1
&7 6 mRT&7 6 mRT arga R 6 Ro)M 'arga R 6 Ro)M ' #e$arn"a Ro *kon$%an%a ga$ !ni4er$al+ 6 '.10.#e$arn"a Ro *kon$%an%a ga$ !ni4er$al+ 6 '.10.
k5)kg mol Kk5)kg mol K
a$ $em&!rna adala ga$ dengan ka&a$i%a$a$ $em&!rna adala ga$ dengan ka&a$i%a$&ana$ kon$%an&ana$ kon$%an
H!#!ngan an%ara ka&a$i%a$ &ana$ &ada 4ol!meH!#!ngan an%ara ka&a$i%a$ &ana$ &ada 4ol!me
kon$%an dan %ekanan kon$%an da&a% din"a%akankon$%an dan %ekanan kon$%an da&a% din"a%akan
R 6 (R 6 (&&, (, (44 Per$amaan energiPer$amaan energi **22,,11+ 6 (+ 6 (&&*T*T22=T=T11++
2.. Persamaan as >deal2.. Persamaan as >deal
7/25/2019 Sifat Thermo
32/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA .2.2
Contoh soa*Contoh soa*
1/ S!a%! ga$ $em&!rna #era% molek!ln"a 21/ S!a%! ga$ $em&!rna #era% molek!ln"a 2dan kalor $&e$i-ik &ada %ekanan kon$%an' (dan kalor $&e$i-ik &ada %ekanan kon$%an' (&&
6 10'01 *kj)kg K+/ Ten%!kan arga,arga R6 10'01 *kj)kg K+/ Ten%!kan arga,arga R
dandan ' !n%!k Ro 6 '.10. *kj)kg mol+/' !n%!k Ro 6 '.10. *kj)kg mol+/
5a?a#5a?a#: R 6 Ro)M ' #e$arn"a R 6: R 6 Ro)M ' #e$arn"a R 6
dari R 6 (dari R 6 (& =& = ((4 '4 ' #e$arn"a (#e$arn"a (4466
di&eroledi&erole 66 ((&&)()(44 66
7/25/2019 Sifat Thermo
33/33
THERMODINAMIKATHERMODINAMIKA ....
Contoh soa*Contoh soa*
2/ era&a &er!#aan en%al&i $&e$i-ik kala! ok$igen2/ era&a &er!#aan en%al&i $&e$i-ik kala! ok$igen *ga$ $em&!rna+ dengan #era% molek!l .2*ga$ $em&!rna+ dengan #era% molek!l .2
di&ana$kan dari 2> * * * *