A. Sistem dan lingkungan
Suatu system
termodinamika adalah suatu masssa atau daerah yang dipilih untuk dijadikan
obyek analisis. Daerah sekitar sistem tersebut disebut sebagai lingkungan.
Batas antara system dengan lingkungannya disebut batas system ( boundary). Sifat
(property ) system seperti massa , volume, energy, tekanan, dan temperatur,
merupakan krakteristik mikroskopik system, di mana nilai numeriknya dapat
diberikan pada suatu waktu tertentu tanpa mengetahui sejarah system itu
sendiri. Keadaan ( state ) merupakan kondisi system yang dapat ditentukan oleh
sifatnya. Mengingat bahwa umumnya terdapat hubungan antara sifat – sifat
system, keadaan dapat ditentukan berdasarkan nilai pasangan sifatnya. Sifat –
sifat yang lain dapat ditentukan berdasarkan pasangan sifatnya.
Proses
dapat terjadi pada sebuah system apabila terdapat perubahan sifat sehingga
terjadi perubahan keadaan dari system tersebut. Proses merupakan transformasi
dari suatu keadaan ke kaadaan yang lain. Jika system menunjukan nilai sifatnya
yang tetap pada dua saat yang berbeda. Maka system dapat dikatakan berada dalam
keadaan yang sama. Sebuah system dikatakan dalam kondisi tunak ( steady state)
jika tidak satu pun sifatnya berubah terhadap waktu. Siklus termodinamika
merupakan suatu urutan proses yang berawal dan berakhir pada keadaan yang sama.
Paada akhir siklus, semua sifat akan memiliki nilai yang sama dengan kondisi
awal. Dengan demikian, maka dalam suatu siklus, system tidak mengalami
perubahan netto. Siklus yang berulang secara periodik memegang peran penting
dalam berbagai aplikasi teknik. Contohnya,
uap yang berdiskusi dalam suatu unit pembangkit tenaga listrik membentuk
sebuah siklus. Pada suatu keadaan tertentu, setiap sifat memiliki nilai
tertentu yang dapat ditentukan tanpa perlu mengetahui bagaimana sistem dapat
mencapai keadaan tersebut.
Dengan
demikian, perubahan nilai suatu sifat dapat pada saat system berpindah dari
suatu keadaan ke kaadaan yang lain sangat di tentukan oleh keadaan awal dan
akhir serta tidak di pengaruhi oleh langkah perubahan yang terjadi. Perubahan
tidak di pengaruhi oleh sejarah dan rincian proses. Sebaliknya apabila nilai
suatu besaran tidak dipengaruhi oleh proses antara dua keadaan, maka besaran
tersebut merupakan perubahan sifat. Hal ini mendorong munculnya pengujiaan yang
bukan saja penting namun juga memadai dalam menentukan apakah suatu besaran
merupakan perubahan sebuah sifat: suatu besaran adalah sebuah sifat, jika dan
hanya jika perubahan nilai diantara dua keadaan tidak dipengaruhi oleh proses.
Selanjutnya,apabila nilai kuantitas tertentu bergantung pada detail proses dan
tidak semata – mata tergantung pada kondisi awal dan akhir, maka besaran
tersebut bukanlah sebuah sifat.
B.
Jenis sistem
termodinamika
Ada tiga jenis system termodinamika berdasarkan
jenis pertukaran yang terjadi antara sistem dan lingkungan :
1.
Sistem Terisolasi
Pada sistem ini tidak terjadi pertukaran panas,
benda atau kerja dengan lingkungan. Contoh dari system terisolasi adalah wadah
terisolasi, seperti tabung gas terisolasi.
2.
Sistem tertutup
Pada
sistem ini terjadi pertukaran energi tapi
tidak terjadi pertukatran benda dengan lingkungan. Rumah hijau adalah
contoh dari sistem tertutup dimana terjadi pertukaran panas tetapi tidak
terjadi pertukaran kerja dengan lingkungan. Apakah suatu sistem terjadi
pertukaran panas, kerja atau keduanya biasanya dipertimbangkan sebagai sifat
pembatasnya:
a. Pembatas adiabatic:
tidak memperoleh pertukaran panas
b. Pembatas rigid: tidak
memperoleh pertukaran kerja.
3.
Sistem Terbuka
Pada system ini terjadi pertukaran energy dan
benda dengan lingkungannya. Sebuah pembatas memperbolehkan pertukaran benda
disebut permeable. Samudra merupakan contoh dari system terbuka.
Dalam kenyataan,
sebuah sistem tidak dapat terisolasi sepenuhnya dari lingkungan, karena pasti
ada terjadi sedikit pencampuran, meskipun hanya penerimaan sedikit penarikan
gravitasi. Dalam analisis sistem terisolasi, energi yang masuk ke sistem sama
dengan energi yang keluar dari sistem.
C.
Sifat – sifat sistem
Tingkat
keadaan kesetimbangan system termodinamik pada waktu tertentu dijelaskan
sebagai seperangkat fungsi tingkat keadaan yang disebut sifat – sifat. Sifat –
sifat merupakan fungsi tingkat keadaan sistem tersebut saja, dengan demikian
sifat- sifat ini tidak tergantung pada riwayat sistem atau proses yang
melaluinya tingkat keadaan tersebut tercapai. Perubahan pada nilai sifat dengan
demikian ditetapkan hanya oleh tingkat keadaan awal dan akhir sistem tersebut. Sifat
dapat dibagi menjadi dua kategori : intensif dan ekstensif. Sifat – sifat
intensif seperti temperatur, tekanan, dan densitas tidak tergantung pada
ukuran, massa atau konfigurasi sistemnya. Sifat- sifat intensif mendefinisikan
tingkat keadaan intensif suatu system dan memiliki arti hanya untuk system
–sistem yang berada dalam tingkat keadaan ke setimbangan. Sifat- sifat intensif
dapat juga didefenidsikan pada suatu titik bilamana ukuran system yang
mengelilingi titik tersebut mendekati nol.
Sifat
– sifat yang tergantung pada ukuran system, seperti panjang, volume, massa dan
energy merupakan sifat- sitfat ekstensif. Jumlah sifat yang diperlukan untuk
mendefinisikan suatu system tergantung pada kerumitan sistem itu sendiri. Pada
system sederhana. Tingkat keadaan intensif memiliki dua derajat kebebasan. Jika
sistm yang demikian berada dalam kesetimbangan , tingkat keadaan intensif
diberikan oleh dua sifat intensif bebasnya. Sistem yang mengandung lebih dari
satu komponen atau lebih. Sifat- sifat yang mendefinisikan tingkat keadaan
suatu system disebut sifat bebas. Sifat – sifat yang menjadi tetap apabila
tingkat keadaan sistem tersebut didefinisikan oleh sifat – sifat bebasnya disebut sifat – sifat takbebas.
Sebagai contoh jika tekanan dipilih sebagai sifat bebas, dan nilai sebesar 1
atmosfer telah dipilih, maka temperature ( sifat takbebas) yang pada temperatur
ini air akan mendidih ialah 1000 c.
D.
Persamaan keadaan
E.
Sistem dan persamaan keadaannya
Keadaan seimbang mekanis : Sistem berada dalam keadaan seimbang mekanis,
apabila resultan semua gaya (luar maupun dalam) adalah nol Keadaan seimbang
kimiawi : Sistem berada dalam keadaan seimbang kimiawi, apabila didalamnya
tidak terjadi perpindahan zat dari bagian yang satu ke bagian yang lain
(difusi) dan tidak terjadi reaksi-reaksi kimiawi yang dapat mengubah jumlah
partikel semulanya ; tidak terjadi pelarutan atau kondensasi. Sistem itu tetap
komposisi maupun konsentrasnya. Keadaan seimbang termal : sistem berada dalam
keadaan seimabng termal dengna lingkungannya, apbiala koordinat-kooridnatnya tidak
berubah, meskipun system berkontak dengan ingkungannnya melalui dinding
diatermik.
Besar/nilai koordinat sisterm tidak berubah dengan perubahan waktu. Keadaan keseimbangan termodinamika adalah
sistem berada dalam keadaan seimbang termodinamika, apabila ketiga syarat
keseimbangan diatas terpenuhi. Dalam keadan demikian keadaan keadaan koordinat
sistem maupun lingkungan cenderung tidak berubah sepanjang massa. Termodinamika
hanya mempelajari sistem-sistem dalam keadaan demikian. Dalam keadaan seimbang
termodinamika setiap sistem tertutup (yang mempunyai massa atau jumlah partikel
tetap mis. N mole atau m kg) ternyata dapat digambarkan oleh tiga koordinat dan
: Semua eksperimen menunjukkan bahwa
dalam keadaan seimbang termodinamika, antara ketiga koordinat itu terdapat
hubungan tertentu : f(x,y,z)=0 dengan kata lain : Dalam keadan seimbang
termodinamis, hanya dua diantara ketiga koordinat system merupakan variabel
bebas. Suatu
gas disebut gas ideal bila memenuhi hukum gas ideal, yaitu hukum Boyle, Gay
Lussac, dan Charles dengan persamaan P.V = n.R.T.
Akan tetapi, pada kenyataannya gas yang ada
tidak dapat benar-benar mengikuti hukum gas ideal tersebut. Hal ini dikarenakan
gas tersebut memiliki deviasi (penyimpangan) yang berbeda dengan gas ideal. Semakin
rendah tekanan gas pada temperatur tetap, nilai deviasinya akan semakin kecil
dari hasil yang didapat dari eksperimen dan hasilnya akan mendekati kondisi gas
ideal. Namun bila tekanan gas tesebut semakin bertambah dalam temperatur tetap,
maka nilai deviasi semakin besar sehingga hal ini menandakan bahwa hukum gas
ideal kurang sesuai untuk diaplikasikan pada gas secara umum yaitu pada gas
nyata atau gas riil. Gas ideal
memiliki deviasi (penyimpangan) yang lebih besar terhadap hasil eksperimen
dibanding gas nyata dkarenakan beberapa perbedaan pada persamaan yang digunakan
sebagai berikut:
·
Jenis gas
·
Tekanan gas. Ketika jarak antar molekul
menjadi semakin kecil, terjadi interaksi antar molekul dimana tekanan gas ideal
lebih besar dibanding tekanan gas nyata (Pnyata < Pideal)
·
Volume gas. Dalam gas ideal, volume gas
diasumsikan sama dengan volume wadah karena gas selalu menempati ruang. Namun
dalam perhitungan gas nyata, volume molekul gas tersebut juga turut
diperhitungkan, yaitu: Vriil = Vwadah – Vmolekul
Maka dari itu, perbedaan persamaan pada gas ideal
dengan gas nyata dinyatakan dalam faktor daya mampat atau faktor
kompresibilitas (Z) yang mana menghasilkan persamaan untuk gas nyata yaitu:
Beberapa
asumsi dan eksperimen telah dikembangkan untuk membuat persamaan yang
menyatakan hubungan yang lebih akurat antara P, V, dan T dalam gas nyata.
Beberapa persamaan gas nyata yang cukup luas digunakan yaitu persamaan van der
Waals, persamaan Kammerligh Onnes, persamaan Berthelot, dan persamaan
Beattie-Bridgeman.
F.
Properti-Properti
dan Keadaan Dari Suatu Sistem
Materi yang berada
dalam suatu sistem terdiri dari beberapa fase, yaitu padatan, cairan, dan gas.
Fase adalah suatu kuantitas dari materi yang memiliki komposisi kimiawi yang
sama secara menyeluruh. Batas-batas fase memisahkan berbagai fase dalam suatu
campuran. Properti adalah suatu kuantitas yang dipakai untuk mendeskripsikan
suatu sistem. Keadaan dari suatu sistem kondisinya dideskripsikan dengan cara
memberikan nilai-nilai tertentu untuk propertinya pada saat tertentu.
Properti-properti yang
umum adalah tekanan, temperatur, volume, kecepatan, dan posisi dan lainnya.
Bentuk menjadi penting saat terdapat efek-efek permukaan yang signifikan
sedangkan warna saat menyelidiki perpindahan kalor radiasi. Properti memiliki
suatu nilai unik pada saat sistem berada dalam keadaan tertentu dan nilai ini
tidak bergantung pada keadaan-keadaan sebelumnyayang telah dilalui sistem
tersebut, artinya bukan merupakan suatu fungsi jalur. Karena suatu properti
tidak bergantung pada jalurnya, setiap perubahan bergantung pada kondisi awal
dan akhir dari sistem tersebut. Dengan menggunakan simbol φ untuk melambangkan
properti, persamaan materinya adalah
dφ
sebagai diferensial eksak; φ2 - φ1
sebagai perubahan properti bersamaan dengan berubahnya sistem dari
keadaan 1 ke keadaan 2. Sehingga akan dijumpai
berbagai kuantitas, seperti usaha.
Properti
termodinamika dibagi menjadi dua jenis umum, yaitu properti intesnsif dan
ekstensif. Properti intensif adalah properti yang tidak bergantung pada massa
dari sistemnya. Contoh, temperatur, tekanan, densitas, dan kecepatan karena
properti ini berlaku untuk seluruh sistem tersebut. Jika menggabungkan dua
sistem, properti intensifnya tidak dijumlahkan. Properti ekstensif adalah
properti yang bergantung pada massa dari sistemnya. Contoh, volume, momentum
dan energi kinetik. Jika dua sistem digabungkan, properti ekstensif dari sistem
yang baru adalah penjumlahan dari properti ekstensif dari kedua sistem awalnya.
Jika membagi properti ektensif dengan massanya, yang dihasilkan adalah properti
spesifik. Jadi volume spesifik didefinisikan sebagai,
vin = 
vin =
properti intensif
V = properti ekstensif
m = massa
Properti Zat-zat Murni
Hubungan-hubungan
antara tekanan, volume spesifik dan temperatur
yang mana sesuatu yang murni memiliki sifat homogen yang dapat memiliki
lebih dari satu fase, tapi tiap fase harus memiliki komposisi kimiawi yang sama.
G.
PERSAMAAN-PERSAMAAN
KEADAAN UNTUK GAS TAK IDEAL
Ada
berbagai macam persamaan keadaan yang telah diusulkan untuk digunakan untuk
gas-gas yang bersifat tak-ideal. Sifat –sifat muncul ketika tekanan menjadi
relatif tinggi atau temperatur berada dekat dengan temperatur jenuh. Tidak ada
kriteria yang tepat yang dapat digunakan untuk menetukan apakah persamaan
pesamaan gas ideal dapat di gunakan . Biasanya suatu soal dinyatakan sedemikian
rupa sehingga menjadi jelas jika efek-efek gas tak-ideal di ikut sertakan ;
jika tidak sduatu soal biasany a diselesaikan dengan mengamsumsikan gas ideal. Psersamaan keadaan van der Waals
dimaksudkan untuk menghitungkan volume yang di isi molekul-molekul gas dan
gaya-gaya tarik menarik antar molekul .Persamaan tersebut adalah
P = 
- 
Dimana
konstanta a dan b berhubungan dengan data titik kritis dalam melalui
a = 
b= 
Konstanta
ini juga di tampilkan untuk memudahkan perhitungan. Persamaan yang lebih baik
adalah persamaan keadaan Redich-Kwong:
P= 
Di
mana konstanta-konstantanya diberikan oleh
a =0,4275 
b=0,0867
Suatu
pesamaan keadaan viral menampilkan
produk Pv sebagai suatu deret ekspansi. Ekspansi yang paling umum adalah
Dimana
penekanan terletak pada B(T) karena mempresentasikan koreksi ordo pertama untuk
hukum gas ideal. Fungsi – fungsi B (T),C(T), dll harus diberikan secara
spesifik untuk gas yang di maksud.
H.
PERSAMAAN
KEADAAN DALAM TERMODINAMIKA
Persamaan
keadaan van der Waals
Gas yang mengikuti hukum Boyle dan hokum Charles, disebut gas ideal. Namun, didapatkan, bahwa gas yang kita jumpai, yakni gas nyata, tidak secara
ketat mengikuti hukum gas ideal. Semakin rendah tekanan
gas pada temperatur tetap, semakin kecil deviasinya dari
perilaku ideal. Semakin tinggi tekanan gas, atau dengan dengan kata lain, semakin kecil jarak intermolekulnya, semakin besar deviasinya.
Paling tidak, ada dua alasan yang menjelaskan hal ini. Pertama,
definisi temperatur absolut didasarkan asumsi bahwa
volume gas real sangat kecil sehingga bisa diabaikan.Molekul gas pasti memiliki volume nyata walaupun
mungkin sangat kecil. Selain itu, ketika jarak antarmolekul
semakin kecil, beberapa jenis interaksi antarmolekul akan muncul.
Fisikawan Belanda Johannes Diderik van der
Waals (1837-1923) mengusulkan
persamaan keadaan gas nyata, yang dinyatakan sebagai persamaan
keadaan van der Waals atau persamaan van der Waals. Ia
memodifikasi persamaan gas ideal dengan cara sebagai
berikut: dengan menambahkan koreksi pada p untuk mengkompensasi interaksi antarmolekul; mengurango dari suku V yang menjelaskan volume
real molekul gas. Persamaan van der Waals
didasarkan pada tiga perbedaan yang telah disebutkan diatas dengan memodifikasi
persamaan gas ideal yang sudah berlaku secara umum. Pertama, van der Waals
menambahkan koreksi pada P dengan mengasumsikan bahwa jika terdapat interaksi
antara molekul gas dalam suatu wadah, maka tekanan riil akan berkurang dari tekanan
ideal (Pi) sebesar nilai P’.
Nilai P’ merupakan hasil kali tetapan besar daya
tarik molekul pada suatu jenis jenis gas (a)
dan kuadrat jumlah mol gas yang berbanding terbalik terhadap volume gas
tersebut, yaitu:
Kedua, van der Waals mengurangi volume total suatu
gas dengan volume molekul gas tersebut, yang mana volume molekul gas dapat
diartikan sebagai perkalian antara jumlah mol gas dengan tetapan volume molar
gas tersebut yang berbeda untuk masing-masing gas (V – nb).
Dalam persamaan gas ideal (PV = nRT), P (tekanan)
yang tertera dalam persamaan tersebut bermakna tekanan gas ideal (Pi),
sedangkan V (volume) merupakan volume gas tersebut sehingga dapat disimpulkan
bahwa persamaan van der Waals untuk gas nyata adalah:
Dengan mensubtitusikan nilai P’, maka persamaan total van der
Waals akan menjadi:
Nilai a dan
b didapat dari eksperimen dan disebut
juga dengan tetapan van der Waals. Semakin kecil nilai a dan b menunjukkan bahwa kondisi gas semakin mendekati kondisi gas
ideal. Besarnya nilai tetapan ini juga berhubungan dengan kemampuan gas
tersebut untuk dicairkan. Berikut adalah contoh nilai a dan b pada beberapa
gas.
|
a (L2
atm mol-2)
|
b (10-2
L mol-1)
|
H2
|
0.244
|
2.661
|
O2
|
|
3.183
|
NH3
|
4.17
|
3.707
|
C6H6
|
18.24
|
11.54
|
Daftar
nilai tetapan van der Waals secara lengkap dapat dilihat dalam buku Fundamentals of Physical Chemistry oleh
Samuel Maron dan Jerome Lando pada tabel 1-2 halaman 20. Pada persamaan van der
Waals, nilai Z (faktor kompresibilitas):
Untuk memperoleh hubungan antara P dan V dalam bentuk kurva pada
persamaan van der Waals terlebih dahulu persamaan ini diubah menjadi persamaan
derajat tiga (persamaan kubik) dengan menyamakan penyebut pada ruas kanan dan
kalikan dengan V2 (V - nb),
kemudian kedua ruas dibagi dengan P, maka diperoleh:
Kurva P terhadap V dalam
persamaan van der Waals
|
|
Persamaan
keadaan Lain pada Gas Nyata
a. Persamaan
Kamerlingh Onnes
Pada persamaan
ini, PV didefinisikan sebagai deret geometri penjumlahan koefisien pada
temperature tertentu, yang memiliki rasio “P” (tekanan) dan “Vm”
(volume molar), yaitu sebagai berikut:
Nilai
A, B, C, dan D disebut juga dengan koefisien virial yang nilai dapat dilihat
dalam buku Fundamentals of Physical Chemistry oleh Samuel Maron dan Jerome
Lando Pada
tekanan rendah, hanya koefisien A saja yang akurat, namun semakin tinggi
tekanan suatu gas, maka koefisien B, C, D, dan seterusnya pun akan lebih akurat
sehingga dapat disimpulkan bahwa persamaan Kamerlingh akan memberikan hasil
yang semakin akurat bila tekanan semakin bertambah.
b. Persamaan
Berhelot
Persamaan
ini berlaku pada gas dengan temperatur rendah (≤ 1 atm), yaitu:
Pc = tekanan kritis
(tekanan pada titik kritis) dan Tc = temperatur kritis (temperatur
pada titik kritis). P, V, n, R, T adalah besaran yang sama seperti pada hukum
gas ideal biasa. Persamaan ini bermanfaat untuk menghitung massa molekul suatu
gas.
c. Persamaan
Beattie-Bridgeman
Dalam
persamaan ini terdapat lima konstanta. Persamaan Beattie-Bridgeman ini terdiri
atas dua persamaan, persamaan pertama untuk mencari nilai tekanan (P),
sedangkan persamaan kedua untuk mencari nilai volume molar (Vm).
Dimana:
Nilai Ao, Bo, a, b, dan c merupakan konstanta gas yang nilainya berbeda pada setiap gas. Daftar nilai Ao,
Bo, a, b, dan c dapat
dilihat dalam buku Fundamentals of
Physical Chemistry oleh Samuel Maron dan Jerome Lando pada tabel 1-5
halaman 23. Persamaan ini memberikan hasil perhitungan yang sangat akurat
dengan deviasi yang sangat kecil terhadap hasil yang didapat melalui eksperimen
sehingga persamaan ini mampu diaplikasikan dalam kisaran suhu dan tekanan yang
luas.
Persamaan keadaan Redlich-Kwong
Menggunakan
faktor kompresibilitas: Persamaan
keadaan Van der Waals
Persamaan
keadaan Redlich-Kwong:
Untuk memperoleh kurva p terhadap v,
kita harus mengubah persamaan keadaan Van der Waals menjadi:
Sifat-sifat gas dapat dipelajari dari segi eksprimen dan dari segi teori.
Hukum-hukum berikut diperoleh dari hasil-hasil eksperimen, yaitu:
Hukum
Boyle
Volume dari sejumlah tertentu gas pada temperature,tetap berbanding
terbalik dengan tekanannya.Secara sistematis dapat ditunjukan :
V
= K1/ P
V =Volume gas.
P =Tekanan gas.
K1 =Tetapan
yang besarnya tergantung temperatur, berat gas, jens gas dan satuan P dan
V
Hukum
Charles
Dalam
termodinamika
dan kimia fisik,
hukum Charles adalah hukum gas ideal pada
tekanan tetap yang menyatakan bahwa pada tekanan tetap, volume gas ideal
bermassa tertentu berbanding lurus terhadap temperaturnya (dalam Kelvin).
Secara
matematis, hukum Charles dapat ditulis sebagai:
dengan
V:
volume gas (m3),
T:
temperatur gas (K), dan
k:
konstanta.
Hukum ini
pertama kali dipublikasikan oleh Joseph
Louis Gay-Lussac pada
tahun 1802, namun dalam publikasi tersebut Gay-Lussac
mengutip karya Jacques Charles dari sekitar tahun 1787 yang tidak dipublikasikan. Hal ini membuat hukum tersebut dinamai hukum
Charles. Hukum Boyle, hukum Charles, dan hukum Gay-Lussac merupakan hukum gas gabungan. Ketiga
hukum gas tersebut bersama dengan hukum Avogadro dapat digeneralisasikan oleh hukum gas ideal. Volume suatu gas pada tekanan tetap, bertambah
secara linear dengan naiknya suhu. Hubungan volume gas dengan suhunya pada
tekanan tetap, secara sistematis dapat ditulis:
V
= b.T
T = suhu dalam Kelvin
b = tetapan
V = volume gas
Avogadro
Avogadro mengamati
bahwa gas-gas yang mempunyai volume yang sama. Karena jumlah partikel yang sama
terdapat dalam jumlah mol yang sama, maka hukum Avogadro sering dinyatakan
bahwa “pada suhu dan tekanan yang
sama (konstan),gas-gas dengan volume yang sama mempunyai jumlah mol yang sama”.
V = a.n
V = volume gas pada suhu dan tekanan
tertentu
A = tetapan
n = jumlah mol
Contoh Soal:
1.
Sebuah ban mobil dengan volume 0.6 m3
diisi hingga ke tekanan 200Kpa. Hitunglah massa udara dalam ban tesebut jika
temperaturnya adalah 200C .
Penyelesaian:
Udara di
asumsikan sebagai gas ideal dengan kondisi-kondisi yang di berikan.Dalam
persamaan gas ideal, PV=mRT.kita gunakan tekanan absolut .jadi dengan
menggunakan Patm=100Kpa
P=200+100=300Kpa
dan T=20+273=293K
Massa
yang dihitung sebesar
M=
=
=2.14 kg
Satuan
yang digunakan dalam persamaan di atas harus di periksa kembali.
2.
Hitunglah tekanan uap pada temperatur
5000C dan idensitas 24 kg/m3 dengan mengunakan (a = 
dan b = 
)
a. Pesamaan
gas ideal
b. Persamaan
van der Waals
Penyelesaian:
a. P
= (24)(0,46)(773) = 8534 Kpa.
b. Dengan
mengunakan nilai-nilai untuk a = dan b =
, persamaan van der
waals menghasilkan
LATIHAN
1. Massa jenis nitrogen 1,25 kg/m3
pada tekanan normal. Tentukan massa jenis nitrogen pada suhu 42º C dan tekanan
0,97 105 N m-2!
Jawab: p2
= 0,9638 kg/m3
2.
Dua kilogram R134a berada dalam suatu
rangkaian piston-silinder,seperti di tunjukkan dalam gambar di bawah ini .
Piston berdiameter 20mm dan berbobot 48 kg tersebut dibiarkan bergerak ke atas
dengan bebas hingga temperatur mencapai
1600C. Hitunglah volume akhirnya.
Jawab: 1,60 x 106
Pa atau 1,6 Mpa
dengan 
, (3-14)
