Persamaan Gas Ideal

Persamaan keadaan (Equation of State) adalah persamaan yang menghubungkan antara tekanan, suhu dan volum jenis (spesific volume) dari suatu zat. Pada tulisan sebelum ini, kita telah melihat bagaimana hubungan dari ketiga properti ini melalui tabel yang berlaku untuk air.

Ada banyak jenis persamaan keadaan, namun yang paling sederhana diantaranya adalah persamaan gas ideal.

R  adalah konstanta proporsionalitas yang disebut dengan  gas constant memiliki nilai yang berbeda-beda tergantung jenis gas nya.

Persamaan diatas biasa ditulis dengan:

Karena 

dimana Ru merupakan konstanta gas universal (universal gas constant) dan M adalah berat molekul. Dan, massa adalah jumlah molekul di kalikan dengan berat molekul, yakni m = N.M, persamaan keadaan gas ideal dapat ditulis menjadi:

PV = N Ru T

Nilai untuk Universal Gas Constant, Ru dalam berbagai jenis satuan adalah sebagai berikut:

8.314 kJ/(kmol×K)

8.314 kPa×m3/(kmol×K)

1.986 Btu/(lbmol×R)

1545 ft×lbf/(lbmol×R)

10.73 psia×ft3/(lbmol×R)

Jika suatu gas mengalami tekanan yang jauh lebih rendah dari tekanan kritisnya dan suhu yang jauh lebih tinggi dari suhu kritisnya maka gas tersebut dapat diperlakukan sebagai gas ideal.

Jika suatu gas diperlakukan sebagai gas ideal, maka rumusan berikut berlaku pada gas tersebut:

Persamaan keadaan gas ideal sangat sederhana, namun range penerapannya terbatas, sehingga diperlukan suatu persamaan keadaan yang akurat pada range yang lebar. Persamaan keadaan lain yang dikenal antara lain adalah:

• Persamaan Van der Waals (salah satu persamaan keadaan yang terdahulu)
• Persamaan Beattie-Bridgeman (terkenal dan cukup akurat)
• Persamaan Benedict-Webb-Rubin (terbaru dan sangat akurat)

Persamaan Van der Waals:

dimana :

Persamaan Beattie-Bridgeman:

dimana

Persamaan Benedict-Webb-Rubin

Bahan presentasi bab ini: AMBIL DISINI

Hukum Termodinamika 1

Pada bahasan ini kita akan membahas secara ringkas  jenis energi yang saling berinteraksi dan penggunaan rumusan dasar yang menghubungkan interaksi tersebut.  Jenis energi yang dibahas  antara lain adalah kalor (heat)  dan usaha (work). Hal ini disebabkan jenis energi tersebut dapat melintasi batas dari suatu sistem. Penjelasan yang lebih mendalam mengenai mekanisme dan rumusan dasar ini dibahas dalam matakuliah lain di program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Bengkulu.

Terjadinya interaksi antara kalor dan usaha pastilah akan mempengaruhi kandungan energi yang dimiliki oleh sistem. Sebagaimana bila ada interaksi antara anda makan dan bekerja, anda pasti tahu yang namanya bertambah kuat ataupun menjadi letih. Kandungan energi yang dimiliki oleh sistem ini dikenal dengan nama energi internal (internal energy).

Untuk menganalisis energi internal ini kita perlu juga memahami tentang panas jenis (specific heat) dan enthalpy.

Pengetahuan terhadap jenis energi inilah yang akan kita gunakan untuk memahami lebih dalam tentang bagaimana energi tersebut saling berinteraksi dalam suatu neraca kesetimbangan yang disebut dengan Hukum Termodinamika Pertama.

Perpindahan Panas (Teknik Mesin)

Dalam terminologi keteknikan, panas (heat) dimaksudkan sebagai salah satu bentuk energi. Ini tentunya berbeda dengan terminologi secara umum, yakni panas adalah sesuatu yang suhunya diatas suhu normal, sebagai contoh pada kalimat “badannya panas”, “airnya panas” dll.

Misalkan, bila dua benda saling bersentuhan, benda pertama suhunya( -5°C)  dan benda kedua suhunya (-30°C). Bila kita menggunakan terminologi umum, maka antara keduanya tidak akan terjadi perpindahan panas karena kedua benda tersebut berada dalam keadaan dingin!. Tetapi karena kita menggunakan terminologi keteknikan, maka sudah pasti akan terjadi perpindahan panas dari benda pertama ke benda kedua. Mengapa ?, karena kedua benda tersebut suhunya berbeda, maka pasti akan terjadi perpindahan panas.

Materi perpindahan panas secara mendalam diajarkan di mata kuliah Perpindahan Panas. Dalam bahasan ini hanya akan membicarakan secara ringkas tentang berbagai mode perpindahan panas yang ada.

Dalam proses perpindahan panas dikenal istilah isotermal (isothermal)  dan adiabatis (adiabatic).

Proses isotermal adalah proses yang terjadi pada keadaan suhu yang tidak berubah selama berlangsungnya proses tersebut. Untuk menggambarkannya saya ambil contoh proses anda menyetrika pakaian anda. Pasti anda sepakat bila sedang menyeterika pakaian anda, anda harus mempertahankan suhu setrika agar selalu tetap menggunakan pengatur suhu. Bagaimana kalau anda membiarkan suhu ini terus bertambah tinggi selama proses anda menyetrika…saya kira, anda perlu membeli pakaian baru untuk mengganti pakaian yang anda setrika tersebut.  Inilah penyebab kenapa kita perlu yang namanya proses isotermal.

Bagaimana dengan proses adiabatis.

Proses adiabatis adalah proses dimana tidak terjadi interaksi panas antara sistem dengan lingkungan. Untuk menggambarkannya bayangkanlah ketika anda tidur didaerah yang dingin katakanlah di gunung. Sudah pasti anda akan menggunakan selimut, semakin tebal selimutnya maka semakin nyaman anda tidur. Kenapa menggunakan selimut?, agar suhu lingkungan yang dingin tidak bersentuhan dengan tubuh anda. Sekarang, apakah tubuh anda bisa menjadi hangat dengan menggunakan selimut tersebut?. Jawabannya pasti ya. Mengapa?, karena tubuh anda sendiri mengeluarkan panas, dan panas ini tidak dapat melewati selimut anda. Akibatnya, panas yang terus menerus dikeluarkan oleh tubuh akan semakin meningkatkan suhu didalam selimut anda hingga tercapai suatu saat anda akan merasa suhu tersebut sudah terlalu panas dan menyebabkan anda bahkan berkeringat.

Demikian pula dengan proses adiabatis secara engineering. Dalam proses adiabatis, walaupun tidak ada panas yang dapat melintasi batas sistem, tetapi suhu sistem tetap dapat berubah akibat adanya aktivitas interaksi energi didalam sistem itu sendiri.

Sebagai energi, panas memiliki satuan kJ (SI) atau Btu (British Thermal Unit). Besarnya Energi yang berpindah selama proses perpindahan panas disimbolkan dengan : Q. Bila besarnya energi ini dihitung atas dasar per satuan massa maka simbolnya ditulis dengan : q

Sementara laju perpindahan panas merupakan besarnya energi panas yang berpindah persatuan waktu yang satuannya adalah kJ/detik atau kW. Dalam selang waktu tertentu (dari t1 hingga t2), besarnya energi panas yang berpindah merupakan integral dari laju perpindahan panas pada selang waktu tersebut.

Bila laju perpindahan panas sepanjang selang waktu tersebut adalah konstan, maka rumusan diatas dapat disederhanakan menjadi:

Panas dapat berpindah melalui tiga mekanisme yakni: konduksi, konveksi dan radiasi. Konduksi adalah perpindahan panas yang terjadi akibat adanya interaksi partikel zat dari yang lebih berenergi ke yang kurang berenergi. Terjadi pada umumnya melalui media padat. Pada media cair yang diam, perpindahan panas konduksi juga dapat terjadi, tetapi bila media cair tersebut mulai bergerak, maka analisis yang digunakan adalah analisis konveksi.

Konveksi adalah perpindahan panas dari permukaan media padat ke fluida yang bergerak diatas permukaan media padat tersebut. Sementara radiasi adalah perpindahan panas sebagai akibat terjadinya emisi dari gelombang elektromagnetis.

Perpindahan Panas Konduksi (Teknik Mesin)

Laju perpindahan panas konduksi melalui suatu lapisan material  dengan ketebalan tetap adalah berbanding lurus dengan beda suhu di pangkal dan ujung lapisan tersebut, berbandung lurus dengan luas permukaan tegak lurus arah perpindahan panas dan berbanding terbalik dengan ketebalan lapisan.  Ini dinyatakan dengan:

dimana k adalah koefisien perpindahan panas konduksi atau konduktivitas panas (thermal conductivity) dari material tersebut.

Persamaan ini dikenal dengan hukum Fourier untuk laju perpindahan panas konduksi.

Untuk tebal lapisan mendekati 0, persamaan diatas dapat ditulis kembali menjadi:

Panas dikonduksikan dari tempat yang suhunya tinggi ke tempat yang suhunya rendah. Sebagai akibatnya gradien suhu (dT/dx) kearah x positif  menjadi negatif. Dengan adanya tanda negatif  pada persamaan diatas akan menyebabkan nilai laju perpindahan panas dari suhu tinggi ke suhu rendah ini akan menjadi positif.

Sebagai contoh, bila suhu bervariasi secara linear pada suatu benda dengan ketebalan L, dimana suhu T1 > T2, maka akan terjadi perpindahan panas dari permukaan dengan suhuT1 ke arah permukaan dengan suhu T2.

Gradien suhu menjadi :

Laju perpindahan panas dalam arah x positif menjadi:

Nilai konduktivitas panas dari beberapa material pada suhu ruang dapat dilihat pada tabel berikut:

Perpindahan Panas Radiasi (Teknik Mesin)

Perpindahan panas secara radiasi terjadi tanpa adanya media yang menghubungkan antara pengirim radiasi (benda panas) ke penerima radiasi (benda tidak panas). Sebenarnya, semua benda yang suhunya di atas 0 K akan melepaskan panasnya secara radiasi ke benda di sekelilingnya, tinggal tergantung, benda mana yang paling panas, itulah yang akan menjadi pemberi radiasi panas, sementara yang lebih dingin akan menjadi penerima.

Karena semua benda diatas suhu o K meradiasikan panas, maka basis untuk melakukan penghitungan perpindahan panas secara radiasi adalah menggunakan suhu mutlak ( Kelvin).

Besarnya panas yang diradiasikan oleh suatu benda dirumuskan melalui hukum Stefan-Boltzmann.

dimana A adalah luas permukaan radiasi, Ts adalah suhu mutlak permukaan benda yang mengemisikan panas secara radiasi. Konstanta Stefan-Boltzmann dinyatakan dengan huruf yunani sigma dan besarnya adalah:

Sementara

adalah emisivitas permukaan (emissivity) yang nilai nya bervariasi antara 0 hingga 1. Benda dengan emisivitas 1 disebut dengan black body. Sementara emisivitas dari beberapa material pada suhu 300 K dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel Emisivitas Beberapa Material

Selisih antara laju perpindahan panas radiasi antara dua benda adalah menjadi ukuran untuk menentukan laju perpindahan panas radiasi dari kedua benda tersebut. Namun, harus kita ketahui, bahwa dari seluruh energi panas yang diradiasikan oleh suatu benda, tidak seluruhnya akan diterima oleh benda peneria radiasi. Ini tergantung pada nilai absorsivitas dari benda penerima tersebut. Benda blackbody, tidak hanya dapat mengirimkan seluruhnya energi panas yang diradiasikan, namun juga dapat menerima seluruh energi yang dipancarkan kepadanya.

Pada kasus khusus, dimana sebuah benda (surface, s) dengan luas permukaan yang relatif kecil dibandingkan permukaan benda yang mengelilinginya (surrounding, surr), laju perpindahan panas radiasi dapat dirumuskan dengan:

Share this:

Perpindahan Panas Konveksi (Teknik Mesin)

Bila ada fluida yang bergerak terhadap suatu permukaan, dan kedua suhunya tidak sama, maka akan terjadi mekanisme perpindahan panas secara konveksi. Semakin cepat gerakan fluida tersebut, maka semakin besar laju perpindahan panas konveksinya. Bila fluida tidak bergerak, maka mekanisme perpindahan panas akan menjadi mekanisme perpindahan konduksi kembali.

Perpindahan panas konveksi

Karena konveksi terjadi akibat adanya gerakan fluida, maka dikenal istilah konveksi alami dan konveksi paksa. Konveksi alami (konveksi bebas) terjadi karena fluida bergerak secara alamiah dimana pergerakan fluida tersebut lebih disebabkan oleh perbedaan massa jenis fluida akibat adanya variasi suhu pada fluida tersebut. Logikanya, kalau suhu fluida tinggi, tentunya dia akan menjadi lebih ringan dan mulai bergerak keatas.

Sementara konveksi paksa trjadi karena bergeraknya fluida bukan karena faktor alamiah. Fluida bergerak karena adanya alat yang digunakan untuk menggerakkan fluida tersebut, seperti kipas, pompa, blower dan sebagainya.

Laju perpindahan panas konveksi dirumuskan melalui hukum pendinginan Newton (Newton’s Law of Cooling) yang dinyatakan dengan:

h adalah koefisien konveksi, A luas permukaan konveksi, T_s  adalah suhu permukaan sementara T_f    adalah suhu fluida. Satuan untuk koefisien konveksi h adalah W/(m2.K).

Koefisien konveksi bukan merupakan properti dari suatu fluida. Ia merupakan parameter yang diperoleh berdasarkan experimen yang mana nilainya bergantung kepada semua variabel yang mempengaruhi proses konveksi seperti geometri permukaan, sifat aliran fluida, properti fluida dan kecepatan fluida.

Suspensi Mobil

Ketika orang berpikir tentang   performa mobil, mereka biasanya berpikir tentang daya kuda, torsi dan nol-ke-60 percepatan. Tapi semua daya yang dihasilkan oleh mesin piston tidak ada gunanya jika pengemudi tidak dapat mengendalikan mobil. Itu sebabnya mobil insinyur mengalihkan perhatian mereka ke sistem suspensi segera setelah mereka telah menguasai empat-stroke mesin pembakaran internal.Tugas suspensi mobil adalah untuk memaksimalkan gesekan antara ban dan permukaan jalan, untuk memberikan stabilitas kemudi dengan penanganan yang baik dan untuk menjamin kenyamanan penumpang. Pada artikel ini, kita akan membahas bagaimana suspensi mobil bekerja, bagaimana mereka telah berevolusi selama bertahun-tahun dan di mana desain suspensi dipimpin di masa depan.

Kinematics and Dinamics Mechanical Engineering

Kinematic and dynamic is one of the disciplines in the field of mechanical engineering, general science is learning about the motion that exist in the natural world, in which motions are to be analyzed to determine the components of the motion.Firstly is a component of the force direction of the coordinate axes, from which we will outline the direction of the resultant force x-axis and y-axis for the analysis of two-dimensional (2D), and coupled analysis of the resultant force in the direction of the z-axis for the analysis of three-dimensional(3D).

In the field of kinematic analysis, a movement with more emphasis on analyzing the speed of a motion, angular velocity,after the great unknown velocity and angular velocity, then further analysis is an

analysis of the normal acceleration and tangential acceleration of motion, where the direction of the normal acceleration is the direction of the axis turn of the body moving,while the direction of the tangential acceleration is perpendicular to the moving body.

Kinematic analysis usually end there, for subsequent analysisused dynamic analysis, where the science of this dynamic will be known magnitude of the force generated by a motion, further analysis would be the metallurgical field, where there will be determined what materials are appropriate to the circumstances desired.

That’s a bit of me, Hopefully Helpful!

Las Busur Teredam (Submerged Arc Welding / SAW)

Dalam dunia MEchanical Engineering dikenal beberapa cara atau teknik penyambungan, diantaranya dengan Paku Keling, dengan pasak dan yang ma’ruf di kalanga kita, yaitu sambugan las. Sambugan sendiri ada beberapa metode, dimana pada masing – masing metode mempunyai Keunggulan dan ketrbatasan tersendiri, serta terdapat spesifikasi penggunaan pada setiap metodenya. Teknik las yang sering kita jumpai diantaranya Las Karbit ( Oxyfuel Gas Welding ) dan Las listrik yang menggunakan loncatan bunga api. Berikut ada sedikit tambahan ilmu tentangjenis lain dari teknik Pengelasan, Submerged Arc Welding /SAW. Semoga bermanfaat, aamiin…:)

• Busur las ditutupi butiran (granular) flux yg tdr dr kapur, silika, oksida mangan, kalsium fluorida, dll
• Flux   à   melindungi busur, sinar UV, asap, sbg isolator panas
• Elektroda   à   jenis terumpan (consumable) bentuk kawat f (1.5 – 10)mm
• Arus :  (300 ¸ 2000)A ,  teg. :  satu/tiga fasa s/d 440V
• Karakteristik :
  • Hanya bisa utk posisi datar/horisontal
  • Flux yg masih utuh/baik bisa dipakai ulang
  • Bisa menggunakan banyak elektroda   à   utk pekerjaan besar
  • Utk pengelasan baja karbon/paduan, baja tahan karat (SS) lembaran/pelat
  • Kec. pengelasan :   s/d  5 m/min   à   produktivitas ­
  • Mutu las sangat bagus   à   tangguh, ulet, uniform properties
  • Deposit las   à   (4 ¸ 10) kali SMAW
  • Aplikasi :   pengelasan pelat kapal, bejana bertekanan

Cara Mengganti / Menambah Animasi Emotion pada Cbox

Untuk menambahkan Emoticons juga terbilang sangat mudah, hanya perlu semangat aja untuk membuatnya, hehehe. Untuk contohnya teman-teman bisa melihat Cbox Chat punya saya yang ada di sidebar blog ini.

Ok, langkah-langkahnya sebagai berikut:

1. Buka new tab di jendela browser baru kemudian langsung saja menuju ke alamat ini: sini (masih banyak situs lain yang menyediakan emoticons / smile icon, tapi saya mencantumkan 1 situs saja sebagai contoh tutorial), hehehe...

2. Pilih dulu beberapa emoticons yang menurut teman-teman paling bagus,

3. Jika sudah standby dulu di situs tersebut, lalu masuk ke langkah selanjutnya yaitu memodifikasi Emoticons Cbox chat teman-teman dengan cara >> Login ke akun Cbox teman-teman >> Options >> Smile,

lihat pict

4. Setelah itu teman-teman akan masuk ke halaman Edit Emoticons Cboxnya,

5. Delete terlebih dahulu semua Emoticons defaultnya dengan cara klik tanda X,

6. Kemudian ganti kode (Code) dengan beberapa kode yang biasa digunakan, contoh bisa lihat di bawah ini: 

:), :D, =)), sobat, blogwalking/jalan-jalan, berkunjung, baca-baca, award, ok, :P, cool 

Selanjutnya bisa teman-teman modifikasi sendiri, jika lupa kodenya bisa teman-teman lihat Yahoo Messenger Smile Icons. Untuk lebih jelasnya bisa lihat pict di bawah ini (klik gambar untuk memperbesar),

7. Sekarang kita ganti alamat Url emoticonnya sesuai dengan kode emoticonnya dengan cara klik kanan di gambar emoticonnya lalu klik View Image, nah teman-teman ambil alamat Url imagenya dan taruh di kolom Url pada bagian Edit Emoticons,

lihat pict

8. Untuk melihat perubahan gambar Emoticonnya klik Enter,

9. Jika sudah selesai semua, lalu klik Save,

10. Sekarang kita akan lanjut untuk memasang Cbox Chat barunya (Cbox yang baru saja diedit tadi) ke dalam blog dengan cara klik Publish >> Copy Paste kode script Cbox barunya ke dalam konten HTML/Javascript (Add a Gadget) >> Save. 

Jangan kawatir, semua archive pesan dari teman-teman yang lain tidak akan hilang, asalkan teman-teman melakukan edit Cbox pada akun Cbox yang teman-teman gunakan.

11. Selesai dan lihat perubahan Emoticons barunya pada Cbox Chat teman-teman.

Kira-kira seperti itulah Cara Menambah Emoticons di Cbox Chat (Smile Icons), semoga bisa bermanfaat untuk teman-teman semua dan selamat mencoba, semoga berhasil. :D