Selasa, 28 April 2015

Entropi untuk Gas Ideal dengan Kalor Spesifik Konstan

Dengan mengsumsikan gas ideal, T dS – P HHhbhjbjhbjhbjhvvhgvjajxzjbjhzcbhjzcbjhzCBdV = dU menjadi
 ds = du/T + P dv/T = Cv dT/T + R dv/v
di mana telah menggunakan
du = Cv dT            Pv = RT
ds = du/T + P dv/T = Cv dT/T + R dv/v  diintegrasikan, dengan mengasumsikan kalor spesifik konstan, untuk memberikan
s2 – s1 = Cv ln T2/T1 + R ln v2/v1
demikian juga,  T ds = dh – v dP  disusun ulang dan diintegrasikan untuk memberikan
s2 – s1 = CP ln T2/T1 + R ln P2/P1
perhatikan lagi bahwa persamaan – persmaan di atas dikembangkan dengan mengasumsikan proses reversibel; akan tetapi, persamaan – persamaan tersebut menghubungkan perubahan entropi dengan properti – properti termodinamika lainnya di awal dan di akhir proses. Karena perubahan suatu properti independen dari proses yang digunakan untuk bergerak dari satu keadaan ke keadaan lainnya, hubungan – hubungan di atas berlaku untuk proses manapun, reversibel maupun ireversibel, dengan syarat bahwa zat kerjanya dapat diaproksimasikan oleh gas ideal dengan kalor – kalor spesifik konstan.
Jika perubahan entropi adalah nol, artinya proses isentropik, s2 – s1 = Cv ln T2/T1 + R ln v2/v1 dan s2 – s1 = CP ln T2/T1 + R ln P2/P1 dapat digunakan untuk memperoleh 

Kedua persamaan ini digabungkan untuk memberikan 
Contoh:
Setelah proses pembakaran dalam sebuah silinder, tekanan adalah 1200 kPa dan temperatur 350oC. Gas – gas terekspansi ke 140 kPa dengan proses adiabatik reversibel. Hitunglah besarnya usaha yang dilakukan oleh gas – gas dengan mengasumsikan bahwa gas – gas tersebut dapat diaproksimasikan sebagai udara dengan kalor spesifik konstan.
Penyelesaian:
Hukum pertama dapat digunakan dengan perpindahan kalor nol, untuk memberikan w = ∆u = Cv (T2 – T1). Temperatur T2 diperoleh dari rumus berikut sebesar
Ini memungkinkan kita untuk menghitung usaha spesifik  w = Cv(T1 – T2) = (0,717)(623 – 337) = 205 kJ/kg.


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



Tidak ada komentar:

Posting Komentar