CONTOH SOAL PERTEMUAN 2 DAN 3 SERTA SOAL-SOAL GAS IDEAL

Diajukan untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Termodinamika Teknik yang diampu oleh :

Drs. H. Dedi Supriawan, M.M.Pd

DISUSUN OLEH :

Bagja M Debba 1306341

Cita Esaudi H Sormin 1303839

Ratna Wati 1307399

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

BANDUNG

2014

Contoh Soal Pertemuan 2 dan 3

1.

Diketahui :

air = 997 kg/m3

Pipa 1 → v1 = 10 m/s, A1 = 50 cm2

Pipa 2 → v2 = 300 m/min, A2 = 0,011 m2

Pipa 3 → v3 = 7 m/s, D3 = 14 cm, P3 = 500 kPa, T3 = 20⁰C

Ditanyakan :

a) Aliran massa pada masing-masing pipa.b) Laju kenaikan ketinggian air dalam m/min jika tangki memiliki diameter dalam 5 m.

Jawab :

a) m1 = airA1v1 =(997)()(10)= 49,85 kg/sm2 = airA2v2 = (997)(0,011)() = 54,84 kg/sm3 = airA3v3 = (997)()2(7) = 107,43 kg/s

= m1 + m2 - m3 = 49,85 + 54,84 – 107,43 = -2,748 kg/s.

b) persamaan laju massa dalam tangki, dapat digunakan untuk mencari laju ketinggian air.= → = →𝜌AMaka, = = (-2,748)(1000 mm/m)(60 s/min) =-8,4 mm/minTanda negatif menandakan bahwa ketinggian air menurun dalam tangki.

2. Diketahui :

daya konstan = 200 w

massa kopi = 0,3 kg

penguapan di abaikan

Ditanyakan : tentukan spesifikasi energy internal dari kopi tersebut.

Jawab : tanpa perpindahan massa, kerja eksternal, dan tanpa perubahan di energy kinetik dan energy potensial, dalam persamaan energi. tereduksi menjadi

3. Diketahui :

T1 = 2000 C T2 = 00 C Q1 = 2 kWDitanya : Q2?

Jawa b :

= J + Q1 – Q2 – W

= Q1 = Q2 = 2kW

4. Diketahui :

Energi yang diproduksi : 1132 mW

Energi yang dilepas : 10 kW

Kita tidak bisa menganggap turbin beroperasi dalam keadaan stabil

Pipa 1 → v1 = 0,1512 m3/kg, h1 = 3247,6 kJ/kg, V1 = 25 m/s, A1 =121 cm2, z1 = 6m

Pipa 2 →v2 = 1694 m3/kg, h2 = 2675,5 kJ/kg, V2 = 50 m/s, A2 = 680 cm2, z2 = 3m

Ditanyakan :

a) Massa yang mengalir pada masing-masing pipab) Persamaan kesetimbangan energi

Jawab :

a) Pipa 1 →

ke1 = = 0.313 kJ/kg

pe1 = = 0,06 kJ/kg

j1 = h1 + ke1 + pe1 =3247,9 kJ/kg

m1 = = 2 kg/s

Pipa 2 → ke2 = = 1,25 kJ/kg pe2 = = 0,03 kJ/kg

J2 = h2 + ke2 + pe2 = 2676,7 kJ/kg m2 = = 2 kg/s

b) Ketidakstabilan keadaan pada persamaan kesetimbangan energi dapat dijelaskan seperti dibawah ini : = m1j1 – m2j2 + Q – wext = 0Ket :Besarnya transpor energi kedalam sistem adalah jnet = ji – je = 6469 kW - 5354 kW = 1142 kW, diluar 10 kW yang hilang sebagai kalor ke atmosper (perhatikan tanda negatif). Ingat, selama massa dan energi yang tersimpan konstan, kita tidak bisa menyatakan sistem dalam keadaan stabil.Jnet untuk sistem aliran tunggal dihitung sebesar -20,85 kW.Wext = jnet = -20,85 kW.Tanda negatif mengindikasikan bahwa usaha luar ditransfer kedalam sistem.

Soal-soal Gas Ideal

1. Diketahui : n = 4 mol V = 12 L P = 5,6 atm

Ditanyakan : T?

Jawab : P x V = n x R x T

5,6 x 12 = 4 x 0,082 x T

T = 205 K

2. Diketahu i : P = 1,2 atm T = 870 C = 3600 K V = 31 L

Ditanyakan : n?

Jawab : P x V = n x R x T

1,2 x 31 = n x 0,082 x 360

37,2 = n x 29,52

n = 1,26 mol

3. Diketahu i : n = 3 mol T = 400 K V = 60 L

Ditanyakan : P ?

Jawab : P x V = n x R x T

P x 60 = 3 x 0,082 x 400

P x 60 = 98,4

P = 1,64 atm

4. Diketahui : n = 7,7 mol T = 560 C = 3290 K P = 0,09 atm

Ditanyakan : V ?

Jawab : P x V = n x R x T

0,09 x V = 7,7 x 0,082 x 329

0,09 x V = 207,7306

V = 2308 L

5. Diketahui : n = 17 mol V = 88,89 L T = 670 C = 3400 K

Ditanyakan : P ?

Jawab : P x V = n x R x T

P x 88,89 = 17 x 0,082 x 340

P x 88,89 = 473,96

P = 5, 34 atm

6. Diketahui : P = 0,5 atm T = 3000 K V = 25 L

Ditanyakan : n ?

Jawab : P x V = n x R x T

0,5 x 25 = n x 0,082 x 300

12,5 = n x 24.6

n = 0,51 mol

7. Diketahui : n = 21 mol P = 78 atm T = 900 K

Ditanyakan : V ?

Jawab : P x V = n x R x T

78 x V = 21 x 0,082 x 900

78 x V = 1549,8

V = 19,9 L

8. Diketahui : n = 1,9 mol P = 5 atm V = 50 LDitanyakan : T ?Jawab : P x V = n x R x T

5 x 50 = 1,9 x 0,082 x T250 = 0,1558 x TT = 1604 K

9. Diketahui : n = 2,4 mol T = 97oC + 273 = 3700K V = 45 LDitanyakan : P ?Jawab : P x V = n x R x T

P x 45 = 2,4 x 0,082 x 370P x 45 = 72,816P = 1,62 atm

10. Diketahui : P = 560 atm T = 11950K V = 25 LDitanyakan : n ?Jawab : P x V = n x R x T

560 x 25 = n x 0,082 x 119514000 = n x 97,99n = 143 mol

11. Diketahui : n = 0,275 mol T = 750K P = 1,75 atmDitanyakan : V ?Jawab : P x V = n x R x T

1,75 x V = 0,275 x 0,082 x 751,75 x V = 1,692V = 0,97 L

12. Diketahui : P = 3,4 atm T = 2250K V = 72 LDitanyakan : n ?Jawab : P x V = n x R x T

3,4 x 72 = n x 0,082 x 225244,8 = 18,45 nn = 13,3 mol