Entalpi

Dalam penyelesaian soal-soal yang melibatkan sistem, seringkali dijumpai perkalian atau penjumlahan properti-properti. Penggabungan properti semacam itu dapat ditunjukkan dengan memperhatikan penambahan kalor dalam situasi tekanan konstan yang ditunjukkan dalam Gbr. 4-4. Kalor ditambahkan secara perlahan ke sistem (yaitu gas di dalam silinder), yang dijaga pada tekanan konstan dengan mengasumsikan adanya penyekat (seal) bebas gesekan antara piston dan silinder. Jika perubahan-perubahan energi kinetik fdan perubahan-perubahan energi potensial dari sistem diabaikan dan semua moda usaha tidak ada, hukum pertama termodinamika mengharuskan

Q-W = U₂ – U₁

Usaha yang dilakukan untuk mengangkat beban dalm proses tekanan konstan diberikan oleh

W = P(V₂ – V₁)

GAMBAR

Jadi hukum pertama adapat dituliskan Q = (U+PV)₂ – (U+PV)₁

Kuantitas di dalam tanda kurung adalah penggabungan properti-properti jadi merupakan suatu properti juga. Ini disebut sebagai entalpi H dari sistem tersebut; artinya, H = U + PV

Entalpi spesifik diperoleh dengan cara membagi dengan massa. Ini adalah h = u + Pv

Entalpi merupakan properti dari suatu sistem dan juga dapat ditemukan dalam tabel-tabel uap. Persamaan eneri sekarang dapat dituliskan untuk proses seimbang tekanan konstan sebagai

Q_1-2 = H₂ – H₁

Entalpi telah di definisikan dengan menggunakan sistem tekanan konstan di mana selisih entalpi antara dua keadaan adalah perpindahan kalor. Untuk proses tekanan variabel, selisih entalpi kehilangan arti fisiknya dalam suatu sistem. Walaupun demikian entalpi masih digunakan dalam soal-soal engineering dan tetap merupakan suatu properti yang didefinisikan oleh H = U + PV. Dalam proses tekanan konstan non kesetimbangan ∆H tidak sama dengan perpindahan kalor.

Karena yang terpenting adalah perubahan entalpi atau entalpi dalam, maka kita dapat memilih datum sebagai dasar untuk mengukur h dan u. Kita memilih cairan jenuh pada 0^oC untuk menjadi titik datum untuk air.

Contoh :

Dengan menggunakan konsep entalpi, selesaikanlah sebuah piston bebas gesekan digunakan untuk memberikan tekanan konstan sebesar 400 kPa di dalam sebuah silinder berisi uap yang awalnya berada pada 200^oC dengan volume 2 m³. Hitunglah temperatur akhirnya jika 3500 kJ kalor ditambahkan.

Penyelesaian :

Persamaan energi untuk proses tekanan konstan (di mana subskrip pada perpindahan kalor telah diabaikan)

Q = H₂ – H₁          atau  3500 = (h₂ – 2860)m

Dengan menggunakan tabel-tabel uap, massanya adalah

Melalui interpolasi dalam tabel-tabel uap

Sumber: Potter, Merle C dan Somerton, Craig W. 2008. Termodinamika Teknik. Erlangga: Jakarta.