Bab 1

TERMODINAMIKA TEKNIK Michael J. Moran Howard N. Shapiro Edisi 4 Alih Bahasa Yulianto Sulistyo Nugroho

PENERBIT ERLANGGA 2004

Ir. Sudjud Darsopuspito, MT Jurusan Teknik Mesin FTI - ITS

BAB 1 Pendahuluan : Kata “Termodinamika“ berasal dari bahasa Yunani  therme : kalor  dynamis : gaya Kemampuan benda panas untuk menghasilkan kerja . Lingkup kajian Termodinamika meliputi energi dan hubungan antara sifat-sifat (properties) materi .

1.1 Aplikasi Termodinamika Tabel 1.1 : Berbagai Aplikasi Termodinamika Teknik • • • • • • •

Mesin Mobil Turbin Kompresor , Pompa Pembangkit Listrik berbahan bakar fosil dan nuklir Sistem propulsi pesawat terbang dan roket Sistem pembakaran Sistem pemanasan, ventilasi, dan pengkondisian udara Kompresi uap dan absorbsi refrijerasi Pompa kalor • Pendinginan peralatan elektronik • Sistem energi alternatif Pemanasan, pendinginan, dan pembangkit listrik surya Sistem geotermal Tenaga angin Pembangkit listrik termal laut, gelombang laut, dan pasang surut laut • Aplikasi Biomedis

2

3

Boiler

Ruang Bakar Boiler

Turbin Uap

4

Pompa

Heat Pump & Refrigeration

1.2 Definisi Sistem Dalam termodinamika , digunakan terminologi “sistem” untuk mengidentifikasikan subjek analisis . • Sistem adalah segala sesuatu yang ingin dipelajari . 5

Sistem dapat berupa sebuah benda bebas sederhana, atau sebuah kilang pengolahan bahan kimia yang komplek . • Segala yang berada di luar sistem dikatagorikan sebagai bagian dari lingkungan ( surrounding ) sistem . • Sistem dipisahkan dengan lingkungannya oleh batas sistem ( boundary ) , yang dapat berada dalam kondisi diam atau bergerak .  Batas sistem ditunjukkan dengan garis putus-putus .

JENIS SISTEM Sistem dibedakan menjadi 2 jenis : 

Sistem Tertutup : ( Closed System, Control Mass, Masa Atur )  Kajian hanya dilakukan pada materi dalam jumlah tertentu (masa konstan) .  Selalu berisi materi yang sama , perpindahan masa melalui batas sistem tidak dimungkinkan .  Jenis khusus dari sistem tertutup yang tidak dapat berinteraksi dengan cara apapun dgn lingkungannya disebut sistem terisolasi ( isolated system ) .



Sistem Terbuka : ( Open System, Control Volume, Volume Atur )  Analisa dilakukan dengan menentukan suatu ruang tertentu dimana masa mengalir .  Kajian dilakukan di dlm suatu daerah yg telah ditetapkan . Daerah ini disebut sebagai volume atur .  Masa dapat mengalir melalui batas sistem volume atur .

Batas sistem dalam masa atur dan volume atur disebut sebagai “permukaan atur” ( control surface ) .

6

7

1.3 Sistem dan Perilakunya ► Tinjauan : Makroskopik dan Mikroskopik Tinjauan Makroskopik : • Perilaku termodinamika dikaji secara keseluruhan , sering disebut sebagai termodinamika “klasik”. • Model struktur materi pada tingkat molekuler atau atomik tidak dipergunakan . • Evaluasi perilaku sistem melalui observasi sistem secara keseluruhan Tinjauan Mikroskopik : Kajian dilakukan pada tingkat struktur dari materi , dikenal sebagai termodinamika “statistik” . • Mempelajari perilaku rata-rata partikel penyusun sistem dengan menggunakan pengertian statistik . • Pendekatan mikroskopik merupakan instrumen utk mengha silkan data tertentu , seperti kalor spesifik gas ideal , dsb. •

Pada aplikasi teknik umumnya , termodinamika klasik memberi kan pendekatan analisis dan perancangan yang lebih jelas , namun juga menggunakan pemodelan matematika yang lebih sederhana . Dengan alasan tsb , buku ini akan mengadopsi pendekatan termodinamika makroskopik . Meskipun untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik , beberapa konsep dijelaskan dengan pendekatan termodinsmika mikroskopik .

► Sifat , Keadaan , dan Proses • Sifat ( Property ) : A quantity is a property if , and only if , it’s change in value between two states is independent of the process . Suatu besaran adalah sebuah sifat jika , dan hanya jika , perubahan nilai di antara dua keadaan tidak dipengaruhi oleh proses . Sifat sistem seperti : massa , volume , energi , tekanan dan temperatur merupakan karakteristik makroskopik sistem ,

8

dimana nilai numeriknya dapat diberikan pada suatu waktu tertentu tanpa mengetahui sejarah sistem itu sendiri . • Keadaan ( State ) : Merupakan kondisi sistem yang dapat ditentukan oleh sifat nya . Mengingat bahwa terdapat hubungan antara sifat-sifat sistem , keadaan dpt ditentukan berdasarkan nilai pasangan sifatnya . Sifat-sifat yang lain dapat ditentukan berdasarkan pasangan sifatnya . • Proses : Proses dapat terjadi pada sebuah sistem apabila terdapat perubahan sifat sehingga terjadi perubahan keadaan dari sistem tersebut . Proses merupakan transformasi dari suatu keadaan ke keadaan yang lain . • Kondisi tunak ( Steady state ) : A system is said to be a steady state if none of its properties changes with time . Sebuah sistem dikatakan dalam kondisi tunak ( steady state ) jika tidak satupun sifatnya berubah terhadap waktu . • Siklus termodinamika : Merupakan suatu urutan proses yang berawal dan berakhir pada keadaan yang sama . Pada akhir siklus , semua sifat akan memiliki nilai yang sama dengan kondisi awal . Dengan demikian , maka dalam suatu siklus , sistem tidak mengalami perubahan neto . ► Sifat Ekstensif dan Intensif • Sifat Ekstensif ( extensive property ) : Sifat dimana nilai dari keseluruhan sistem merupakan pe jumlahan nilai dari setiap bagian yang menyusun sistem tsb . Massa , volume , dan energi merupakan contoh dari sifat ekstensif . Sifat ekstensif dipengaruhi oleh ukuran sistem dan dapat berubah menurut waktu . • Sifat Intensif ( intensive property ) :

9

Nilai sifat intensif tidak dipengaruhi oleh ukuran sistem dan dapat bervariasi di setiap bagian sistem pada waktu yang berbeda . Sifat intensif merupakan fungsi posisi dan waktu , sementara sifat ekstensif umumnya hanya merupakan fungsi waktu . Contoh : volume spesifik , tekanan dan temperatur .

► Fase dan Zat Murni • Fase (phase) menggambarkan sejumlah materi yg homogen dalam komposisi kimia maupun struktur fisiknya . Berarti materi tersebut seluruhnya berada dalam kondisi : padat , cair , uap atau gas . Suatu sistem dapat terdiri dari satu fase atau lebih . • Zat Murni ( pure substance ) adalah sesuatu yang memiliki komposisi kimia yang sama dan tetap . Zat murni dapat muncul dalam keadaan satu fase atau lebih , namun komposisi kimianya harus sama dan tetap dalam setiap fasenya . ► Kesetimbangan Sistem dapat dikatakan berada pada keadaan kesetimbangan (equilibrium state) jika tidak terjadi perubahan sifatnya . Dalam mekanika , kondisi kesetimbangan dicapai oleh gayagaya yang sama besar dan bekerja berlawanan arah . Dalam termodinamika konsep kesetimbangan lebih luas , tidak hanya mencakup kesetimbangan gaya tetapi juga keseim10

bangan faktor berpengaruh lainnya . Dengan demikian berbagai jenis kesetimbangan harus tercapai secara individual untuk terjadinya kesetimbangan yang menyeluruh , seperti kesetimba ngan mekanis , panas , fase , dan kimia . ► Proses Kesetimbangan Aktual dan Kesetimbangan Sesaat Dalam proses aktual tidak disyaratkan agar sistem berada dlm keseimbangan selama proses . Sebagian atau seluruh keadaan yang berhubungan dapat berada dalam keadaan yang tidak setimbang . Proses kesetimbangan sesaat ( quasi equilibrium ) merupakan proses yang penyimpangannya dari keadaan kesetimbangan termodinamika sangatlah kecil .

1.4 Pengukuran Massa, Panjang, Waktu, dan Gaya  “Satuan” adalah sejumlah tertentu dari besaran , yang dapat di gunakan utk mengukur besaran lain dari jenis yang sama dgn melakukan perbandingan . Satuan panjang Satuan waktu

: meter , kilometer , feed , mil , dsb : detik , menit , jam

 “Dimensi” adalah nama yang diberikan kepada setiap besaran yang terukur . Panjang , waktu , massa , luas , kecepatan dll semuanya adalah dimensi .  “Dimensi Utama” ( Primary Dimensions ) adalah dimensi dari berbagai besaran yg diberikan skala ukuran secara sembarang .  “Dimensi Kedua” ( Secondary Dimensions ) adalah dimensi dari besaran lain yang diukur dengan menggunakan dimensi utama .  We refer to physical quantities such as length , time , mass , and temperature as dimensions . In terms of particular system of dimensions all measurable quantities can be subdivided into two groups – primary quantities and secondary quantities . We refer to small group of dimensions from which all others can be formed as primary quantities . Primary quantities are those for which we set up arbitrary scales of measure ; secondary quantities are those quantities

11

whose dimensions are expressible in terms of the dimensions of the primary quantities . Units are the arbitrary names ( and magnitudes ) assigned to the primary dimensions adopted as standards for measurement.  Dua set dimensi utama yang sering digunakan : 1. Dimensi utama : massa , panjang , dan waktu  Sistem : M L T ............... ( M L t T ) 2. Dimensi utama : gaya , massa , panjang , dan waktu  Sistem : F M L T ............ ( F M L t T ) Dimensi Utama tambahan diperlukan bila terdapat tambahan fenomena fisik yang ikut dikaji . Temperatur muncul dalam kajian termodinamika , arus listrik disertakan dalam aplikasi ke listrikan .  Bila sejumlah dimensi utama telah dipilih , maka perlu ditetap kan “satuan dasar” (base unit) dari setiap dimensi utama tsb .

1.4.1

SATUAN : S I ( S I UNIT ) S I merupakan singkatan dari Système International d’Unités ( Sistem Satuan Internasional ) merupakan sistem yang secara legal diterima di banyak negara . Konvensi mengenai S I dipubli kasikan dan dikendalikan oleh organisasi perjanjian internasional . S I Unit menganut sistem M L T . Dimensi M untuk besaran “massa” Dimensi L untuk besaran “panjang” Dimensi T untuk besaran “waktu” • Satuan dasar SI untuk panjang adalah meter , m , yang didefinisikan sebagai panjang lintasan yang ditempuh oleh cahaya dalam kondisi vakum untuk kurun waktu tertentu . The SI base unit of length is the meter (metre) , m , defined as 1,650,763.73 wave-length in vacuum of the orange-red line of the spectrum of krypton-86 .

12

• Satuan dasar untuk waktu adalah detik , s , didefinisikan sebagai waktu untuk 9.192.631.770 siklus radiasi atom Cesium pada transisi tertentu . The second is defined as the duration of 9,192,631,770 cycles of the radiation associated with a specified transition of the cesium atom . Satuan Dasar SI ( SI Base Unit ) diberikan pada Tabel 1.2 : Tabel 1.2 Satuan Mekanika untuk SI Unit : Besaran

Dimensi

Panjang

L

Waktu Massa

Satuan

Nama lain

Simbol

meter

-

m

T

sekon

-

s

M

kilogram

-

kg

Kecepatan

L/T

m/s

-

-

Percepatan

L / T2

m / s2

-

-

Frekuensi

1/T

1/s

hertz

Hz

Newton

N

Pascal

Pa

Joule

J

Watt

W

Gaya

ML / T2

kg.m / s2

Tekanan

M / T2L

kg / (s2.m) = N / m2

ML2 / T2

Energi

kg.m2 / s2 = N.m

2

Daya

ML / T

3

2

kg.m / s =J/s

3

• Hukum kedua Newton mengenai gerak menyatakan bahwa gaya neto yang bekerja pada sebuah benda berbanding lurus dengan perkalian antara massa dan percepatan .  F α ma dimana :

.........................................................

(1.1)

α = konstanta perbandingan = konstanta proporsionalitas

Satuan SI untuk gaya adalah Newton . Newton didefinisikan sedemikian sehingga perbandingannya sama dengan satu . Sehingga : F = ma 13

konstanta

....................... (1.2)

Satu Newton , N , adalah besarnya gaya yang dibutuhkan untuk mempercepat suatu massa sebesar 1 kg pada laju percepatan 1 meter per detik kuadrat .



1 N = ( 1 kg ) ( 1 m / s2 ) = 1 kg.m / s2 ............ (1.3)

• Catatan : Berat suatu benda selalu dipengaruhi oleh gravitasi . Yang dimaksud dengan berat suatu benda adalah besarnya gaya yang menarik benda tersebut ke bumi atau ke benda lain . Berat benda di hitung berdasarkan massa benda dan percepatan gravitasi setempat. Dengan demikian maka berat suatu benda dapat berubah akibat perbedaan percepatan gravitasi terhadap posisi setempat , tetapi massa benda adalah tetap . • Pada penggunaan sistem satuan SI , sering dijumpai perhitungan dgn nilai yang sangat besar atau sangat kecil . Untuk penyederhanaan di pergunakan awalan standar seperti pada Tabel 1.3 berikut : Tabel 1.3 Awalan Satuan SI :

1.4.2

Faktor

Awalan

Simbol

1012

tera

T

109

giga

106

Faktor

Awalan

Simbol

10-2

senti

c

G

10-3

mili

m

mega

M

10-6

mikro

µ

103

kilo

k

10-9

nano

n

102

hekto

h

10-12

piko

p

SATUAN : INGGRIS ( ENGLISH UNIT ) English Engineering Unit atau British Unit yang menganut sistem F M L T dimana : Dimensi F untuk besaran “gaya” Dimensi M untuk besaran “massa” Dimensi L untuk besaran “panjang” Dimensi T untuk besaran “waktu”

14

 Satuan dasar untuk panjang adalah feet , ft , atau inci , in , dimana besarnya feet dalam meter adalah : 1 ft = 0,3048 m

1 ft = 12 in

1 m = 3,2808 ft = 39,37 in

1 in = 2,54 cm

Satuan Dasar Inggris ( English Base Unit ) diberikan pada Tabel 1.4 dibawah . Tabel 1.4 Satuan Mekanika untuk English Base Unit : Besaran

Dimensi

Panjang

L

Waktu

Satuan

Nama lain

Simbol

feed

-

ft

T

sekon

-

s

Massa

M

pound mass

-

lbm

Gaya

F

pound gaya

-

lbf

Kecepatan

L/T

m/s

-

-

Percepatan

L / T2

m / s2

-

-

Frekuensi

1/T

1/s

hertz

Hz

Tekanan

F / L2

lbf / ft2

-

psf*

Energi

FL

ft . lbf

-

-

Daya

FL/T

ft . lbf / s

-

-

psf* psi

: pound (lbf) per square foot  lbf / ft2 : pound (lbf) per square inch  lbf / in2

 Dalam English Unit konstanta kesetaraan sesuai dengan hukum kedua Newton bisa dituliskan : F =

( 1 / gc ) m a

........................................

(1.4)

Dengan demikian maka pound gaya adalah besarnya gaya yang bekerja pada 1 (satu) pound massa yang terletak pada suatu lokasi di permukaan bumi dengan percepatan gravitasi standar 32,1740 ft / s2 . Persamaan (1.4) dapat ditulis : 1 lbf = ( 1 / gc ) ( 1 lbm ) ( 32,1740 ft / s2 ) Sehingga :

gc = 32,1740 ( lbm.ft ) / ( lbf.s2 ) 15

 Dengan pendekatan seperti ini konstanta kesetaraan dalam hukum kedua Newton memiliki besaran dan nilai numerik yg tidak sama dengan 1 (satu).

Beberapa catatan tambahan : • We have three basic system of dimensions , corresponding to the different ways of specifying the primary dimensions : 1. Mass ( M ), length ( L ) , time ( t ) , temperature ( T ) . 2. Force ( F ), length ( L ) , time ( t ) , temperature ( T ) . 3. Force ( F ), Mass ( M ), length ( L ) , time ( t ) , temperature ( T ) . ( IFM )

• English System of Unit yang menganut sistem

MLT :

 If the proportionality constant is arbitrarily set equel to unity and made dimensionless , the dimension of force are : ( F ) = (M) . (L) / ( t )2 and the unit of force is : 

1 poundal = 1 lbm. ft / s2

( FHMT )

• In the Absolute Metric system of units , the unit of mass is the gram , the unit of length is the centimeter , the unit of time is the second , and the unit of temperature is the Kelvin . Since force is a secondary dimension , the unit of force , the dyne , is defined in terms of Newton’s second law as :  1 dyne ≈ 1 gr. cm / sec2

( IFM )

• In the British Gravitational system of units , the unit of force is the pound (lbf) , the unit of length is the foot , the unit of time is the second , and the unit of temperature is the Rankine ( R ) . Since mass is a secondary dimension , the unit of mass , the slug , is defined in terms of Newton’s second law as :  1 slug ≈ 1 lbf. sec2 / ft

( IFM )

• British Thermal Unit ( Btu ) as the unit of thermal energy . One British Thermal Unit will raise the temperature of 1 lbm of water at 68 oF by 1 oF .

16

It is equivalent to 778,16 ft .lbf , which is thermed the mechanical equivalent of heat . 

1 Btu

= 778,16 ft .lbf



1 Btu menaikkan suhu 1 lbm air 1 oF pada 68 oF .

( FHMT )

1 kcal menaikkan suhu 1 kg air 1 oC pada 20 oC . • Since a force of 1 lbf accelerates 1 lbm at 32,2 ft / s2 , it would accelerate 32,2 lbm at 1 ft / s2 . A slug also is accelerated at 1 ft / s2 by a force of 1 lbf . Therefore : 

1 slug ≈

32,2 lbm

( IFM

)

• In the SI and British Gravitational systems of units , the constant of proportionality in Newton’s law is dimensionless and has a value of unity . Consequently , Newton’s second law is written as F = ma . In these system , it follows that the gravitational force (the “weight”) on an object of mass , m , is given by : 

W = m.g

( IFM )

g : gravity on Earth • Dari persamaan (1.4) maka dapat disimpulkan : 

gc = 32,174 lbm.ft / lbf.s2 gc = 1 slug.ft / lbf.s2 gc = 1 gr.cm / dyn.s2 gc = 1 kg.m / N.s2 gc = 9,806 kgm.m / kgf.s2



(holman)

1-pon (pound) gaya akan mempercepat 1-lbm massa 32,17 ft / s2 . 1-pon (pound) gaya akan mempercepat 1-slug massa 1 ft / s2 . 1-dyne gaya akan mempercepat 1-gr massa 1 cm / s2 . 1-Newton gaya akan mempercepat 1-kg massa 1 m / s2 . 1-kilogram gaya akan mempercepat 1-kgm massa 9,806 m / s2 . (holman)

• In recent years there has been a strong trend toward worldwise usage of a standard set of unit . In 1960 the SI ( Système Interna-tional d’Unités ) system of units was defined by the Elevent General 17

Conference on Weight ang Measures and recomended as a worldwise standard . In response to this trend , the American Society of Mechanical Engineers (ASME) has required the use of SI units in all of its publications since July 1 , 1974 . ( FHMT )

• Tabel 1.5 : Beberapa konversi satuan ------------------------------------------------------------------------------------------• Length

:

1 1 1 1

• Massa

:

1 kg 1 slug

= 2,2046 lbm = 6,8521 x 10-2 slug = 1 lbf . s2 / ft = 32,174 lbm

• Force

:

1 N 1 dyn 1 lbf

= 1 kg . m / s2 = 0,22481 lbf = 1 gr . cm / s2 = 4,4482 N = 4,4482 x 105 dyn

• Pressure

:

1 Pa 1 bar 1 atm

= = = =

1 N / m2 = 1,4504 x 10-4 lbf / in2 105 Pa = 14,504 lbf / in2 = 106 dyn/cm2 101325 Pa = 14,696 lbf / in2 ( psia ) 1 kgf / cm2 = 760 torr

• Energy

:

1 1 1 1

= = = = =

4186,8 J (Joule) 1 kg.m2 / s2 = 9,4787 x 10-4 Btu 778,16 ft. lbf = 252 cal = 1055 J 0,9478 Btu = 0,23884 kcal 737,56 ft. lbf

• Power

:

1 W 1 hp

= 1 kg. m2 / s3 = 1 J / s = 3,413 Btu / hr = 550 ft. lbf / s = 2545 Btu / hr = 746

1 dK

= 75 kgf. m / s

in cm m ft

kcal J Btu kJ

= 0,0254 m = 0,3937 inch = 39,370 inch = 3,2808 ft = 12 inch = 0,3048 m

W

• Specific Heat

:

1 kJ / kg.K = 0,238846 Btu / lbm.oR 1 Btu / lbm.oR = 4,1868 kJ / kg.K

• Viscosity

:

1 Poise = 0,1 kg / m.s 1 Stoke = 0,0001 m2 / s

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

1.5 Dua Sifat Terukur : Volume Spesifik dan Tekanan 18

1.5.1 VOLUME SPESIFIK Volume spesifik - ( v ) adalah volume per satuan massa . Densitas ( density ) - ( ρ ) adalah massa per satuan volume .

1.5.2



v = 1/ ρ

;

ρ = 1 / v



Satuan v

: m3 / kg ; ft3 / lbm

Satuan ρ

: kg / m3 ; lbm / ft3

Ξ

TEKANAN Tekanan ( pressure ) adalah gaya per satuan luas . Dalam buku ini yg dimaksud tekanan adalah tekanan absolut kecuali jika diberikan penjelasan lain . Peralatan ukur tekanan umumnya memberikan perbedaan antara tekanan absolut dalam sistem dengan tekanan absolut dari atmosfer yang berada di luar alat ukur . Besarnya perbedaan ini disebut sebagai tekanan gage (gage pressure) atau tekanan vakum (vacuum pressure) . Tekanan gage digunakan jika tekanan sistem lebih tinggi dari tekanan atmosfer setempat , patm .



p (gage)

= p (absolut) + patm (absolut) .....(1.5)

Jika tekanan atmosfer setempat lebih tinggi dari tekanan sistem maka digunakan istilah tekanan vakum .



p (vakum) = patm (absolut) - p (absolut) ...... (1.6)

Catatan : psia  pound per square inch absolut psig  pound per square inch gage

19

Satuan tekanan :

1 Pascal (Pa) 1 psia 1 bar

= 1 N / m2 = 1 lbf / in2 = 105 N / m2

Meskipun tekanan atmosfer berubah terhadap lokasi di permukaan bumi , nilai referensi standard untuk atmosfer dan dibandingkan dengan satuan yang lain adalah :



1 standard atmosfer ( atm ) = 101325 N / m2 = 14,696 lbf / in2

1.6 Pengukuran Temperatur 1.6.1 KESETIMBANGAN TERMAL • Jika 2 benda yang satu lebih panas dari yang lain disatukan , akan terjadi interaksi termal (kalor) – ( thermal / heat inte raction )  akan terjadi perubahan sifat benda .

20

• Ketika perubahan sifat dan interaksi berakhir , tercapailah kondisi : kesetimbangan termal ( thermal equilibrium ) . • Dua benda akan berada dalam kesetimbangan termal apabila keduanya memiliki “temperatur” yang sama . • Insulator ideal dapat dibayangkan untuk mencegah terjadinya interaksi termal . Insulator ideal seperti ini disebut dinding adiabatik ( adiabatic wall ) . An ideal insulator can be imagined that would preclude them from interacting thermally . Any such ideal insulator is called an adiabatic wall . • Apabila suatu sistem yang dibatasi dinding adiabatik melaku kan proses , maka tidak akan terjadi interaksi termal dengan lingkungannya . Proses seperti ini disebut proses adiabatik (adiabatic process) . When a system undergoes a process while enclosed by an adiabatic wall , that process is an adiabatic process . • Proses yang berlangsung pada temperatur tetap disebut proses isotermal (isothermal process) . Suatu proses adiabatik tidak selalu berarti proses isotermal , begitu pula sebaliknya . 1.6.2 TERMOMETER • Apabila dua benda berada dalam kesetimbangan termal dgn benda ketiga , maka keduanya berada dalam kesetimbangan termal . Pernyataan seperti ini dikenal sebagai hukum ke-nol termodinamika ( zeroth law of thermodynamics ) , yang sering mendasari pengukuran temperatur . When two bodies are in thermal equilibrium with a third body , they are in thermal equilibrium with one another . This statement , which is sometimes called is the zeroth law of thermodynamics , is tacitly assumed in every measurement of temperature . • Benda apapun yang memiliki sedikitnya satu sifat yang berubah terhadap perubahan temperatur dapat digunakan sbg termometer . Sifat semacam ini disebut sebagai sifat termometrik ( thermometric property ) . Senyawa yang memiliki sifat termometrik disebut senyawa termometrik .

21

Termometer Gas :

 mandiri Sensor temperatur lainnya :

 mandiri 1.6.3 SKALA TEMPERATUR GAS DAN SKALA KELVIN • Berdasarkan persetujuan internasional digunakan titik standar berupa titik tripel ( triple point ) air , yang menunjukkan keadaan kesetimbangan antara fase air berupa : uap, es, dan cairan. Untu memudahkan , maka temperatur pada titik standar ini ditetapkan pada 273,16 kelvin atau 273,16 K . Berdasarkan hal ini maka interval temperatur antara titik es (273,15 K) dengan titik uap akan sama dengan 100 K shg sesuai dengan interval skala Celsius ( 100 derajat Celsius ) . Skala Gas :

 mandiri Skala Kelvin :

 mandiri 1.6.4 SKALA CELSIUS , RANKINE , DAN FAHRENHEIT • Skala temperatur Celsius (centigrade) menggunakan satuan derajat Celsius ( oC ) yang besarnya sama dengan Kelvin . Jadi , perbedaan temperatur pada kedua skala adalah sama besar . Namun , titik nol pada skala Celsius bergeser ke titik 273,15 K seperti ditunjukkan dalam hubungan berikut : T ( oC ) = T ( K ) - 273,15 ......................

(1.7)

Dari persamaan diatas tampak bahwa titik tripel air terjadi pada 0,01 oC pada skala Celsius , sedangkan 0 K setara dgn -273,15 oC . • Skala Rankine , dengan satuan derajat Rankine ( oR ) memiliki hubungan dengan temperatur Kelvin sbb : T ( oR ) = 1,8 T ( K ) .................................

22

(1.8)

• Skala Fahrenheit , dipergunakan derajat yang sama besarnya dengan skala Rankine , namun titik nol-nya digeser seperti pd persamaan berikut : T ( oF ) = T ( oR ) - 459,67 ......................

(1.9)

Dengan subtitusi pers. (1.7) dan (1.8) maka diperoleh : T ( oF ) = 1,8 T ( oC ) + 32 ......................

(1.10)

1.7 Perancangan dan Analisis Teknik Metodologi penyelesaian masalah teknik : 1. Know ( Diketahui ) 2. Find ( Ditanyakan ) 3. Schematic and Given Data (Gambar skema dan Data yg ada) 4. Assumptions ( Asumsi ) 5. Analysis ( Analisis ) 6. Comments ( Komentar )

23