v Penerapan Proses Isobarik
Proses isobarik ini dapat dijumpai pada kasus pemanasan air di dalam ketel mesin uap sampai ke titik didihnya dan diuapkan sampai air menjadi uap, kemudian uap tersebut disuperpanaskan (superheated), dengan semua proses berlangsung pada suatu tekanan konstan.. Sistem tersebut adalah H2O di dalam sebuah wadah yang berbentuk selinder. Sebuah pengisap kedap udara yang tak mempunyai gesekan dibebani dengan pasir untuk menghasilkan tekanan yang didinginkan pada H2O dan untuk mempertahankan tekanan tersebut secara otomatis. Kalor dapat dipindahkan dari lingkungan ke sistem dengan menggunakan sebuah pembakar bunsen. Jika proses tersebut terus berlangsung cukup lama, maka air mendidih dan sebagian air tersebut diubah menjadi uap. Sistem tersebut bereskpansi secara kuasi statik tetapi tekanan yang dikerahkan sistem pada pengisap otomatis akan konstan.
v Penerapan Proses Isokhorik
Terjadi pada sebuah kipas dan baterai dalam sebuah wadah tertutup. Kipas bisa berputar menggunakan energi yang disumbangkan baterai. Untuk kasus ini, kipas, baterai dan udara yang berada di dalam wadah dianggap sebagai sistem. Ketika kipas berputar, kipas melakukan kerja terhadap udara yang ada dalam wadah. Pada saat yang sama, energi kinetik kipas berubah menjadi energi dalam udara. Energi listrik pada baterai tentu saja berkurang karena sudah berubah bentuk menjadi energi dalam udara. Contoh ini hanya mau menunjukkan bahwa pada proses isokorik (volume selalu konstan), kerja masih bisa dilakukan terhadap sistem (kerja yang tidak melibatkan perubahan volume).
Cara ketjanya sebagai berikut :
3. Proses Isotermal
v Penerapan Proses Isotermal
Cara kerja sistem AC ruangan
AC alias Air Conditioner alias Pengkondision Udara merupakan seperangkat alat yang mampu mengkondisikan ruangan yang kita inginkan, terutama mengkondisikan ruangan menjadi lebih rendah suhunya dibanding suhu lingkungan sekitarnya. Seperangkat alat tersebut diantaranya kompresor, kondensor, orifice tube, evaporator, katup ekspansi, dan evaporator dengan penjelasan sebagai berikut :Kompresor :
Kompresor adalah power unit dari sistem sebuah AC. Ketika AC dijalankan, kompresor mengubah fluida kerja/refrigent berupa gas dari yang bertekanan rendah menjadi gas yang bertekanan tinggi. Gas bertekanan tinggi kemudian diteruskan menuju kondensor.
Kondensor :
Kondensor adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengubah/mendinginkan gas yang bertekanan tinggi berubah menjadi cairan yang bertekanan tinggi. Cairan lalu dialirkan ke orifice tube.
Orifice Tube :
di mana cairan bertekanan tinggi diturunkan tekanan dan suhunya menjadi cairan dingin bertekanan rendah. Dalam beberapa sistem, selain memasang sebuah orifice tube, dipasang juga katup ekspansi.
Katup ekspansi :
Katup ekspansi, merupakan komponen terpenting dari sistem. Ini dirancang untuk mengontrol aliran cairan pendingin melalui katup orifice yang merubah wujud cairan menjadi uap ketika zat pendingin meninggalkan katup pemuaian dan memasuki evaporator/pendingin
Evaporator/pendingin :
refrigent menyerap panas dalam ruangan melalui kumparan pendingin dan kipas evaporator meniupkan udara dingin ke dalam ruangan. Refrigent dalam evaporator mulai berubah kembali menjadi uap bertekanan rendah, tapi masih mengandung sedikit cairan. Campuran refrigent kemudian masuk ke akumulator / pengering. Ini juga dapat berlaku seperti mulut/orifice kedua bagi cairan yang berubah menjadi uap bertekanan rendah yang murni, sebelum melalui kompresor untuk memperoleh tekanan dan beredar dalam sistem lagi. Biasanya, evaporator dipasangi silikon yang berfungsi untuk menyerap kelembapan dari refrigent.
Jadi, cara kerja sistem AC dapat diuraikan sebagai berkut :
Di bagian kondenser ini refrigent yang dimampatkan akan berubah fase dari refrigent fase uap menjadi refrigent fase cair, maka refrigent mengeluarkan kalor yaitu kalor penguapan yang terkandung di dalam refrigent. Adapun besarnya kalor yang dilepaskan oleh kondenser adalah jumlahan dari energi kompresor yang diperlukan dan energi kalor yang diambil evaparator dari substansi yang akan didinginkan.
Pada kondensor tekanan refrigent yang berada dalam pipa-pipa kondenser relatif jauh lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan refrigent yang berada pada pipi-pipa evaporator.
Setelah refrigent lewat kondenser dan melepaskan kalor penguapan dari fase uap ke fase cair maka refrigent dilewatkan melalui katup ekspansi, pada katup ekspansi ini refrigent tekanannya diturunkan sehingga refrigent berubah kondisi dari fase cair ke fase uap yang kemudian dialirkan ke evaporator, di dalam evaporator ini refrigent akan berubah keadaannya dari fase cair ke fase uap, perubahan fase ini disebabkan karena tekanan refrigent dibuat sedemikian
rupa sehingga refrigent setelah melewati katup ekspansi dan melalui evaporator tekanannya menjadi sangat turun.
Hal ini secara praktis dapat dilakukan dengan jalan diameter pipa yang ada dievaporator relatif lebih besar jika dibandingkan dengan diameter pipa yang ada pada kondenser.
Dengan adanya perubahan kondisi refrigent dari fase cair ke fase uap maka untuk merubahnya dari fase cair ke refrigent fase uap maka proses ini membutuhkan energi yaitu energi penguapan, dalam hal ini energi yang dipergunakan adalah energi yang berada di dalam substansi yang akan didinginkan.
Dengan diambilnya energi yang diambil dalam substansi yang akan didinginkan maka enthalpi [*] substansi yang akan didinginkan akan menjadi turun, dengan turunnya enthalpi maka temperatur dari substansi yang akan didinginkan akan menjadi turun. Proses ini akan berubah terus-menerus sampai terjadi pendinginan yang sesuai dengan keinginan.
Dengan adanya mesin pendingin listrik ini maka untuk mendinginkan atau menurunkan temperatur suatu substansi dapat dengan mudah dilakukan.
Perlu diketahui :
Kunci utama dari AC adalah refrigerant, yang umumnya adalah fluorocarbon [**], yang mengalir dalam sistem, menjadi cairan dan melepaskan panas saat dipompa (diberi tekanan), dan menjadi gas dan menyerap panas ketika tekanan dikurangi. Mekanisme berubahnya refrigerant menjadi cairan lalu gas dengan memberi atau mengurangi tekanan terbagi mejadi dua area: sebuah penyaring udara, kipas, dan cooling coil (kumparan pendingin) yang ada pada sisi ruangan dan sebuah kompresor (pompa), condenser coil (kumparan penukar panas), dan kipas pada jendela luar.
Udara panas dari ruangan melewati filter, menuju ke cooling coil yang berisi cairan refrigerant yang dingin, sehingga udara menjadi dingin, lalu melalui teralis/kisi-kisi kembali ke dalam ruangan. Pada kompresor, gas refrigerant dari cooling coil lalu dipanaskan dengan cara pengompresan. Pada condenser coil, refrigerant melepaskan panas dan menjadi cairan, yang tersirkulasi kembali ke cooling coil. Sebuah thermostat [***] mengontrol motor kompresor untuk mengatur suhu ruangan.
[*] Entalphi adalah istilah dalam termodinamika yang menyatakan jumlah energi internal dari suatu sistem termodinamika ditambah energi yang digunakan untuk melakukan kerja.
[**] Fluorocarbon adalah senyawa organik yang mengandung 1 atau lebih atom Fluorine. Lebih dari 100 fluorocarbon yang telah ditemukan. Kelompok Freon dari fluorocarbon terdiri dari Freon-11 (CCl3F) yang digunakan sebagai bahan aerosol, dan Freon-12 (CCl2F2), umumnya digunakan sebagai bahan refrigerant. Saat ini, freon dianggap sebagai salah satu penyebab lapisan Ozon Bumi menajdi lubang dan menyebabkan sinar UV masuk. Walaupun, hal tersebut belum terbukti sepenuhnya, produksi fluorocarbon mulai dikurangi.
[***] Thermostat pada AC beroperasi dengan menggunakan
lempeng bimetal yang peka terhadap perubahan suhu ruangan. Lempeng ini terbuat dari 2 metal yang memiliki koefisien pemuaian yang berbeda. Ketika temperatur naik, metal terluar memuai lebih dahulu, sehingga lempeng membengkok dan akhirnya menyentuh sirkuit listrik yang menyebabkan motor AC aktif/jalan.
4. Proses Adiabatik
v Penerapan Proses Adiabatik
Prinsip Kerja Mesin Diesel
Motor diesel dikategorikan dalam motor bakar torak dan mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) (simplenya biasanya disebut “mobor bakar” saja). Prosip kerja motor diesel adalah merubah energi kimia menjadi energi mekanis. Energi kimia di dapatkan melalui proses reakasi kimia (pembakaran) dari bahan bakar (solar) dan oksidiser (udara) di dalam silinder (ruang bakar).Pada motor diesel ruang bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebih tergantung pada penggunaannya dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu atau dua torak. Pada umumnya dalam satu silinder motor diesel hanya memiliki satu torak.
Prinsip Kerja
Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakan dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi.
Berdasarkan cara menganalisa sistim kerjanya, motor diesel dibedakan menjadi dua, yaitu motor diesel yang menggunakan sistim airless injection (solid injection) yang dianalisa dengan siklus dual dan motor diesel yang menggunakan sistim air injection yang dianalisa dengan siklus diesel (sedangkan motor bensin dianalisa dengan
siklus otto).
Perbedaan antara motor diesel dan motor bensin yang nyata adalah terletak pada proses pembakaran bahan bakar, pada motor bensin pembakaran bahan bakar terjadi karena adanya loncatan api listrik yang dihasilkan oleh dua elektroda busi (spark plug), sedangkan pada motor diesel pembakaran terjadi karena kenaikan temperatur campuran udara dan bahan bakar akibat kompresi torak hingga mencapai temperatur nyala. Karena prinsip penyalaan bahan bakarnya akibat tekanan maka motor diesel juga disebut compression ignition engine sedangkan motor bensin disebut spark ignition engine.
sumber :
http://google.com
http://engdept-engdept.blogspot.com/2008/12/cara-kerja-sistem-ac-ruangan.html
http://gudangilmu.org/2007/11/24/prinsip-kerja-mesin-diesel/
http://tazziemania.wordpress.com/2009/11/05/ketel-uap/
ISOKHORIK
Sebuah proses isokhorik, juga disebut-proses volume konstan, proses isovolumetric, atau proses isometrik, adalah sebuah proses termodinamika yang selama itu volume dari sistem tertutup menjalani proses tersebut tetap konstan. Dalam istilah non-teknis, proses isokhorik dicontohkan oleh pemanasan atau pendinginan dari isi wadah non-mampudeformasi bersegel: Proses termodinamika adalah penambahan atau pemindahan panas; isolasi dari isi kontainer menetapkan sistem tertutup; dan ketidakmampuan wadah untuk merusak memaksakan kondisi volume-konstan.
ISOBARIK
Sebuah proses isobarik adalah proses termodinamika di mana tekanan tetap konstan. Istilah ini berasal dari ISO Yunani, (sama), dan Barus, (berat).
ISOTERMAL
Proses isotermal adalah suatu perubahan dari suatu sistem, di mana suhu tetap konstan: T Δ = 0. Ini biasanya terjadi ketika suatu sistem berada dalam kontak dengan reservoir panas luar ( mandi panas ), dan perubahan terjadi perlahan cukup untuk memungkinkan sistem untuk terus-menerus menyesuaikan diri dengan suhu reservoir melalui panas pertukaran.
ADIABATIK
proses adiabatik atau proses isocaloric adalah suatu proses termodinamika di mana tidak ada panas yang ditransfer ke atau dari kerja fluida . Istilah "adiabatik" secara harafiah berarti dilalui, berasal dari akar Yunani ἀ-("tidak"), διὰ-("melalui"), dan βαῖνειν ("untuk melewati"); etimologi ini sesuai di sini untuk tidak adanya perpindahan panas . Sebaliknya, sebuah proses yang melibatkan perpindahan panas (penambahan atau kehilangan panas ke lingkungan) umumnya disebut diabatic. Meskipun istilah adiabatik dan isocaloric sering dapat dipertukarkan, proses adiabatik dapat dianggap sebagai bagian dari proses isocaloric ; sisanya melengkapi subset dari proses isocaloric sedang proses di mana perpindahan panas bersih tidak menyimpang regional seperti dalam kasus ideal dengan medium termal tak terbatas konduktivitas atau kapasitas termal tidak ada
A :
Proses adiabatik adalah proses termodinamika dimana kerja yang dilakukan oleh gas adalah murni berasal dari perubahan energi internalnya. Tidak ada energi yang masuk maupun yang keluar (Q) selama proses itu berjalan. (Hukum Termodinamika I menyatakan : Perubahan energi internal gas (dU) adalah banyaknya energi kalor yang disuplai (Q) dikurangi kerja yang dilakukan oleh gas (P.dV).
Kondisi proses adiabatik adalah :
dU = Q - P.dV = - P.dV
P.Vƴ = K (konstan)
Proses isotermis dan isotermal adalah proses termodinamika yang mana selama proses berjalan, suhu gas tetap.
Dari persamaan umum gas :
P.V = n.R.T
Karena suhu konstan, maka usaha yang dilakukan oleh gas adalah :
W = P.dV = n.R.T/V . dV
Proses isokhorik adalah proses termodinamika yang mana volume gas tidak berubah selama proses berjalan.
Oleh karena volumenya tetap, maka kerja yang dilakukan gas = 0.
W = P.dV = P.0 = 0.
Sedangkan proses isobaris adalah proses dimana tekanan gas tetap selama proses berjalan.
P = konstan
P.V = n.R.T
Usaha yang dilakukan gas adalah :
W = P.dV = n.R.dT
No comments:
Post a Comment