Question

Tentukan perubahan entalpi, perubahan energi internal, dan perubahan entropi nitrogen mengalami proses dari suhu -50°C, 2 MPa, sampai suhu 40°C, 6MPa. (Cp = 1,042 kJ/kgK ; Cv = 0,75 kJ/kgK ; R = 0,297)!​

Answer 1

Verified answer

Jawaban:

Untuk menentukan perubahan entalpi (ΔH), perubahan energi internal (ΔU), dan perubahan entropi (ΔS) dalam proses ini, kita dapat menggunakan persamaan termodinamika yang melibatkan perubahan suhu, tekanan, dan kapasitas panas spesifik.

ΔH = Cp * ΔT

ΔU = Cv * ΔT

ΔS = Cp * ln(T2/T1) - R * ln(P2/P1)

Di mana:

ΔH = perubahan entalpi (dalam kJ/kg)

ΔU = perubahan energi internal (dalam kJ/kg)

ΔS = perubahan entropi (dalam kJ/kgK)

Cp = kapasitas panas spesifik pada tekanan konstan (dalam kJ/kgK)

Cv = kapasitas panas spesifik pada volume konstan (dalam kJ/kgK)

R = konstanta gas nitrogen (dalam kJ/kgK)

T1 = suhu awal (dalam Kelvin)

T2 = suhu akhir (dalam Kelvin)

P1 = tekanan awal (dalam MPa)

P2 = tekanan akhir (dalam MPa)

Dalam kasus ini, kita diberikan Cp = 1,042 kJ/kgK, Cv = 0,75 kJ/kgK, R = 0,297 kJ/kgK, suhu awal T1 = -50°C = 223,15 K, suhu akhir T2 = 40°C = 313,15 K, tekanan awal P1 = 2 MPa, dan tekanan akhir P2 = 6 MPa.

Mari kita hitung masing-masing perubahan:

ΔH = Cp * ΔT

ΔH = 1,042 kJ/kgK * (313,15 K - 223,15 K)

ΔH = 93,25 kJ/kg

ΔU = Cv * ΔT

ΔU = 0,75 kJ/kgK * (313,15 K - 223,15 K)

ΔU = 67,61 kJ/kg

ΔS = Cp * ln(T2/T1) - R * ln(P2/P1)

ΔS = 1,042 kJ/kgK * ln(313,15 K / 223,15 K) - 0,297 kJ/kgK * ln(6 MPa / 2 MPa)

ΔS = 1,042 kJ/kgK * ln(1,404) - 0,297 kJ/kgK * ln(3)

ΔS = 0,338 kJ/kgK - 0,297 kJ/kgK * ln(3)

ΔS = 0,338 kJ/kgK - 0,297 kJ/kgK * 1,099

ΔS = 0,338 kJ/kgK - 0,326 kJ/kgK

ΔS = 0,012 kJ/kgK

Jadi, perubahan entalpi (ΔH) adalah 93,25 kJ/kg, perubahan energi internal (ΔU) adalah 67,61 kJ/kg, dan perubahan entropi (ΔS) adalah 0,012 kJ/kgK.