tabel sifat zat murni

TABEL TERMODINAMIKA
ZAT MURNI

Diagram dan Tabel Termodinamika

Tabel Properti Termodinamika

2

Hubungan antar properti termodinamis kadang kala
terlalu rumit untuk dinyatakan dalam bentuk persamaan
yang dihitung secara manual. Oleh sebab itu, pada masa
lalu, orang menggunakan tabel untuk menyajikan hubungan
antar properti tersebut. Tabel ini dikenal dengan
sebutan Steam Table.

Properti-properti yang disajikan dalam tabel menggunakan
simbol-simbol
T = Suhu
Tsat = Suhu jenuh (Saturation Temperature)
P = Tekanan
Psat = Tekanan Jenuh (Saturation Pressure)
vf = Spesific Volume dari saturated liquid
vg = Spesific Volume dari saturated vapor
3 Vfg = selisih vg dengan vf (dimana vfg = vg– vf )

uf = Energi Internal dari saturated liquid
ug = Energi internal dari saturated vapor
ufg = selisih ug dengan uf (dimana ufg = ug – uf )
hf f = Enthalpi dari cairan jenuh (saturated liquid)
hg = Enthalpi dari uap jenuh (saturated vapor)
hfg = selisih hg dengan hf (hfg = hg – hf ), properti

ini disebut juga dengan Enthalpi Penguapan
(Evaporation Enthalpy) atau juga kalor laten
sf = Entropy dari cairan jenuh (saturated liquid)
sg = Entropy dari uap jenuh (saturated vapor)
sfg f = selisih sg dengan sf (dimana sfg = sg – sf )

4

Keadaan Saturated liquid dan
saturated vapor

5

Pada proses perubahan fase
temperatur dan tekanan
merupakan variabel yang
saling tergantung (dependent
variable). Oleh karena itu
disusun dua tabel yaitu Tabel A-
4 dengan temperatur sebagai
variable bebas dan Tabel A-5
dengan tekanan sebagai
variabel bebas.

indeks f = fluid : cairan jenuh ; g = gas : uap jenuh ;
fg = selisih antara harga uap jenuh dan cairan jenuh

u fg  ug  u f
hfg  hg  hf
sfg  sg  sf

hfg = entalpi penguapan (latent heat of vaporisation) yaitu
jumlah energi yang diperlukan untuk menguapkan satu
satuan massa cairan pada suatu T dan P tertentu.

Jika tekanan dan temperatur bertambah maka hfg akan
berkurang, dan pada titik kritik harganya nol ( hfg = 0 ).
Entalpi merupakan gabungan antara energi dalam, tekanan
dan volume.

6

Saturated Liquid dan Saturated Vapor

Lanjutan…

Soal saturated liquid dan saturated
vapor

1. Sebuah tangki kaku berisi 50 kg air cair jenuh (saturated
liquid) pada suhu 90ºC. Tentukan tekanan dalam
tangki dan volume tangki ?? (Answers: 70.14 kPa,
0.0518 m3)

2. Sebuah perangkat silinder berpiston berisi uap air jenuh
(saturated vapor water ) 0,06 m3 pada tekanan 350 kPa.
Tentukan suhu dan massa uap di dalam silinder. (Jawaban:
138,88 ºC, 0,114 kg)

3. Massa air cair jenuh sebesar 200 gram seluruhnya menguap
pada tekanan konstan 100 kPa. Tentukan (a) perubahan
volume dan (b) jumlah energi yang ditambahkan ke dalam
air. (Jawaban: 0,3385914 m3 , 451,6 kJ)

Jawaban soal 1

= @90° = 70,14 (Tabel A-4)

Volume jenisdaricairjenuhpadasuhu
90ºC adalah
= @90° = 0,001036 3
(Tabel A-4)

Maka Volume tangkiadalah
= = 50 . (0,001036 3 )
=0,0518 m3

Jawaban soal 2

= @350 = 138,88º (Tabel A-
5)

Volume jenisdari air
uapjenuhpadatekanan 350 kPaadalah
= @350 = 0,5243 3
(Tabel A-5)

Maka massadariuap air

dalamsilinderadalah

= = 0,06 3 =0,114 kg
0,5243 3


Jawaban soal 3

a. Diketahui pdtabel A-5
= 1,6940 3
= 0,001043 3

= − = 1,6940 − 0,001043 =
1,692957 3 (Tabel A-5)

∆ = ×
= 0,2 × 1,692957
= 0,3385914 3

Lanjutan soal 3

b. Jumlahenergi yang
dibutuhkanuntukpenguapanpersatuanmassadarimate
ripadatekanan yang
diberikanadalahentalpipenguapanterhadaptekanan.
Dari tabel A-5 diperolehℎ =
2258 padasaatbertekanan 100 kPa.
MakaJumlahenergi yang dibutuhkan

ℎ = 0,2 2258 = 451,6

Saturated Liquid-Vapor Mixture

14

 Pada proses penguapan zat cair dan uap berada pada
kesetimbangan atau zat berada pada fase cair dan fase uap
secara bersama-sama.

 Untuk menganalisis campuran ini, kita perlu mengetahui
proporsi dari fase cair dan fase uap

 Untuk melakukan analisa pada fase ini dimunculkan suatu
besaran yang disebut kualitas uap (fraksi uap).

x  masssaturated vapor  mg

masstotal mf  mg

= + = +

Sebuah sistem dua-fasa dapat dianggap sebag
Campuran homogen untuk kemudahan.

15

Perhatikan sebuah tangki berisi campuran cair-uap jenuh.
Volume total =

V  Vf Vg

m  mf  mg

V  mv, Vf  mf v f , Vg  mgvg

mv  mf v f  mgvg

v  mf v f  mgvg
mm

Definisi kualitas (X) x  mg  mg

maka m mf  mg

mf  m  mg  1 x
mm

Volume spesifik dari campuran jenuh menjadi

v  (1 x)v f  xvg v  vf  x(vg  vf )

Sifat-sifat termodinamika suatu campuran cair dan
uap jenuh dengan kualitas X

u  uavg  u f  X u fg
h  havg  hf  X hfg
s  savg  s f  X s fg

Secara Umum

y  yavg  y f  X y fg

Fraksi uap dapat dinyatakan Nilai v campuran cairan-uap
jenuh terletak antara nilai
X  y yf vf dan vg pada T /P tertentu
y17 fg



Campuran cair-uap jenuh (Saturated
Liquid-Vapor Mixture)



Soal Mixture

4. Sebuah tangki kaku berisi 10 kg air pada suhu 90 ºC.
Jika 8 kg air dalam bentuk cair dan sisanya adalah
dalam bentuk uap, tentukan (a) tekanan dalam tangki
dan (b) volume tangki. (Jawaban: 70.14 kPa, 4,73 m3 )

5. Sebuah bejana 80-L berisi 4 kg refrigerant 134a pada
tekanan 160 kPa. Tentukan a) suhu refrigeran, b)
kualitas, c) entalpi refrigeran, dan d) volume
menduduki oleh faseuap. (Jawaban:-15.62 ºC, 0,158,
62,7 kJ / kg, 0,0777 m3)

Jawaban soal 4

a. Keadaan campurancair-uapjenuh,
makatekanan

= @90℃ = 70,14 Tabel A-4

b. Padasuhu 90ºC, tabel A-4.
= 2,361 3
= 0,001036 3

= + = +

= 8 . (0,001036 3 ) + 2 . (2,361 3 )
= 0,008288 3 + 4,722 3 = 4,730288 3

Cara lain soal 4 b

= = 2 = 0,2 = 2,361 3
10 = 0,001036 3

= + = +

= +
= 0,001036 3 + (0,2)(2,361 − 0,001036) 3
= 0,473 3

Maka Volume tangkiadalah
= = 10 . (0,473 3 ) =4,73 m3

Jawaban soal 5

a. V= 80 L = 0,080 m3 .Maka
Volume spesifikwadahadalah

= = 0,080 3 =0,02 m3/kg

4

PadaTabel A-12
Tekanan 160 kPa

= 0,1229 3
= 0,0007435 3
< < makajelas Saturated
liquid-vapor mixture

= @160 = −15,62º (Tabel A-12)

b. Kualitas

= − = 0,02 − 0,0007435 = 0,0192565 = 0,157
0,1229 − 0,0007435 0,1221565

c. entalpi = 0,1229 3
ℎ = ℎ + ℎ = 0,0007435 3

ℎ = 29,78

ℎ = 208,18

ℎ = 29,78 + (0,157)(208,18)

ℎ = 62,46

d. Massa uap

= = 0,157 . 4 = 0,628
Volume yang terisi fase uap

= = 0,628 . 0,1229 3 = 0, 0771812 3
= 77,18

Superheated vapor (uap panas

lanjut)

27

Uap dikatakan panas lanjut apabila
suhunya melebihi suhu jenuh pada suatu
tekanan yang diberikan.

Perbedaaan antara suhu nyata dengan
suhu jenuh disebut superheated vapor
(SH).

Tabel A-6. dimulai dari suhu uap jenuh
sampai ke suhu yang lebih tinggi untuk
setiap nilai tekanan mutlak yang
diberikan.

28

29



Compressed Liquid

Tabel A-7. dimulai dari suhu uap
jenuh sampai ke suhu yang lebih
tinggi untuk setiap nilai tekanan
mutlak yang diberikan.

32

Pada tekanan di bawah 5 MPa untuk air, maka nilai
properti yang didekati adalah properti pada
keadaan cair jenuh pada suhu tertentu.

y  y f @T

Untuk entalpi

h  hf @T  v f ( P  Psat )

33



Linier Interpolation

Contoh soal Interpolasi

Soal 6

6. Tentukan suhu air pada keadaan P = 0,5 MPa dan
h = 2890 kJ / kg. (Jawaban: 216,4 ºC)

7. Tentukanlah energi internal pada air cair
terkompresi (Compresed Liquid) pada suhu 80 ºC
dan tekanannya 5 MPa menggunakan (a) data dari
tabel compresed liquid dan (b) Data dari saturated
liquid ? Berapa eror (kesalahan) dalam kasus
kedua? (Jawaban: 333,72 kJ / kg, 334,86 kJ / kg,
0,34%)

Jawaban soal 6

ℎ = 640,23
ℎ = 2748,7

6. Pada Tabel A-5 terlihat
Disoal h= 2890 kJ / kg maka kita bandingkan

ℎ > ℎ makajelassuperheated vapor

Kita mau mencari nilai h tersebut suhunya berapa,
dilihat di tabel nilai yang mendekati

T ºC h (kJ/kg)
200 2855,4
250 2960,7

Jawabn Soal 7

a. Dari Tabel Compressed Liquid (tabel A-7)

= 333,72 = 5
= 80 ℃

b. Dari Tabel Saturated Liquid (tabel A-4)

≅ 334,86
Errornya

334,86 − 333,72 × 100% = 0,34 %

333,72

Soal 8