Soal Thermodinamika

THERMODINAMIKA

         

1. Sebutkan 7 (tujuh) satuan dasar SI ?

2. Uap memasuki turbin dgn kecepatan 17 m/det dengan enthalpy 3310 kj/kg

    Dan meninggalkan turbin dgn kecepatan 36 m/det dgn enthalpy 2210 kj/kg

   Panas yg hilang keseluruhan 40 kj/kg. pemakaian uap 280.000 kg/jam.

   Hitung usaha yg di hasilkan turbin dalam KW ?

3. Dalam salah satu cylinder mesin OTTO 2 tak kerja tunggal terjadi suatu siklus

   Dimulai dari TMB dengan volume 320 cm² temp 25ºC tekanan 101 bar dimana awal pistonnya bergerak ke TMB . menurut proses adiabatis  sehingga volume tinggal 24 cm³

Selanjutnya karena pembakaran b.bakar dng udara pd proses vol tetap tekanan menjadi

30 bar pd proses ekspansi adiabatis  turun hingga ke TMB selanjutnya proses pembuangan gas dari titik 4 ke titik semula jika lamda 1,4 .

   Hitunglah ; 

    a. Tekanan dan temperature di titik  

        2,3 dan 4

    b. Panas yg diberikan dip roses 2,3

       dan panas yg dibuang pd proses 4

       dan 1.

    c. Rendemen thermis.

JAWAB ;

1. 7 standard SI;

1. Panjang meter (M)

2. Massa kilogramkg

3. Waktu detik  (s)

4. Arus Listrik Ampere (A)

5. Temperature Celsius/Kelvin (c/k)

6. Jumlah zat  Mole  Mol

7. Intensitas cahaya  Candela  (cd)

                                     

2. Dik      

h1 =  3310       

          H2 = 2210

C1 = 17  m/dt

          C2 = 36 m/dt

           Q =  40 KJ/KG

    

Pemakaian Uap     =   280000KG/Jam

W = (h1-h2)+(C1² - C2²) :2 x 10³ - Q             

     = (3310 – 2210 ) + (17² - 36² ) : 2 x 10³ - 40

     =   1059.5 Kj / kg

Jumlah uap = 28000:3600 = 77,7kg/s

Jadi tenaga di hasilkan ;

P = 1059,5 – 77,7 = 82323,15 kJ/ s

                              = 82,323 Mw

3. Diketahui ; Mesin OTTO

   V1 = V4 = 320 cm³  = 0,32 m³

   V2 = V3 = 24 cm³    = 0,024 m³

   P2 = 1,01 bar            = 101 kN/m²

   P3 = 30 bar               = 3000 kN/m²

   T1 = 25ºc                  = 298ºK

Dijawab:

a)  Proses (1-2) = P1 x V1γ – P2 xV2γ

P1 = P2 (V2:V1)γ

     = 101 x (0,024:0,32) 1,4

     = 2,68 kN/m²

T2 = (P2 x V2):(P1 xV1) x T1

     = (101 x 0,024):(2,68 x 

        0,32) x 298 = 842,3ºK

b) Proses (2-3) = P2:T2 = P3:T3

T3 = (P3:P2) x T2

T3 = (3000 : 101) x 842,3

     = 25018ºK

       Proses (3-4) = P3 x V3 γ = P4 x

                              V4 γ

      P4 = P3 (V3 : V4) γ

      P4 = 3000 x (0,024:0,32)1,4

           = 79,8 kN/m²

      Proses (4-1) = P4:T4 = P1: T1

      T4 = (P4:P1) x T1

      T4 = (79,8:2,68) x 298 = 8873ºK

c)  ηth = Q (2-3) – Q (4-1) : Q (2-3)

          = (25018 – 8873) : 25018

          = 0,64 = 64%

 4. Sebutkan 3 jenis perpindahan kalor dan beri contoh masing-masing.

Jawab :

-          Konduks (conduction) adalah aliran energi panas melalui badan atau dari satu badan ke badan lain yang kontak satu dng yg lain ,sbg akibat perbedaan temperature.

Contoh : Tabung gelas berisi air dibagian bawahnya ditaruh sepotong es kemudian bagian atas tabung dipanaskan, dekat permukaan airnya sewaktu bgian atas mulai mendidih pd suhu 100º es dibagian bawah terjadi tetap tak meleleh .

-          Konveksi ( convection) adalah pemindahan panas didalam cairan akibat gerakan2 partikel zat cair yg dipanaskan’

Contoh : Ruang kamar yg didinginkan dng pendingin ruangan (AC) diteruskan dekat bagian atas kmr, dimana akan membuat seluruh ruang menjadi dingin.

                                 

-          Radiasi (radiation) adalah ; pemindahan panas dari satu badan ke badan lain melalui udara dng sinar gelombang magnit listrik.

                              

  5. Terbentuknya gas ideal adalah; zat/ substansi berbentuk gas yg tenaga ikatan melekulnya dapat di abaikan. Keseimbangan gaya adalah ; suatu masa yg mendapat percepatan (F = m x a ……kgm/dt²) Pembentukan energi adalah tenaga x waktu ….kWh.

  

  6. tiga barometer untuk mengukur tekanan udara luar ;

      ~ Barometer air raksa ….CmHg

     ~ Barometer udara…mmbar

     ~ Barometer bourdon

     ~ Vacum meter

  

7. Jelaskan pengertian dibawah ini ; 

     ~ Adiabatik adalah perubahan keadaan dari keadaan satu ke keadaan dua yg selama berlangsung tidak ada panas yg masuk ataupun yg keluar ( Q = 0).

    ~ Proses politropik adalah proses sembarang dari keadaan satu ke keadaan dua .

     ~ Proses reversible adalah proses yg dapat dibalik .

     ~  Proses irreversible  adalah proses yg tidak dapat dibalik.

     ~ Proses sub cooling adalah proses yg terjadi pada mesin pendingin dimana refregerent keluar dari compressor masuk ke kondensor berupa gas dan uap air, dari kondensor di alirkan ke dehydrator sehingga yg keluar hanya gasnya saja yg selanjutnya bersikulasi dalam system kemudian kembali ke compressor dst.

 ~ Proses super heat adalah ; proses dimana uap berubah dari uap jenuh menjadu uap panas lanjut.

Dimana temperaturnya naik pd tekanan tetap

 ~ Sistem terbuka adalah ; tidak ada pengaruh atau perubahan energi yg masuk dan keluar.

 ~ Sistem tertutup adalah ; ada perubahan energi yg masuk dan keluar

 ~ Energi potensial adalah ; berkaitan dng potensi benda yg terletak di ketinggian dng jarak relatif terhadap posisi tertentu .

 ~ Energi kinettis adalah berkaitan dng kecepatan / gerak suatu benda yg relatip terhadap suatu titik atau posisi yg tetap.

 ~ Energi dalah energi diam yg terkandung oleh suatu zat sebagai akibat adanya gerakan / perubahan molekulnya .