Perpindahan kalorselama proses tersebut adalah22.426,74 kJ. Sedangkantekanan akhirpada tangki tersebut adalah 403,42 kPa.

Penjelasan dengan langkah-langkah

• Diketahui:  Sebuah tangki mempunyai volume 1,3 m³ berisi uap air pada tekanan 600 KPa dan temperatur 300° C. Uap kemudian didinginkan sehingga temperaturnya 60° C.
• Ditanya: Tentukan perpindahan kalor selama proses dan tekanan akhir dalam tangki!
• Jawab:

Langkah 1

Volume tangki, V = 1,3 m³

Tekanan air, P₁ = 600 kPa

Suhu air, T₁ = 300 °C

Suhu uap didinginkan, T₂ = 60 °C

Tangki diisi dengan air dan suhunya 300 °C, yang berada di atas titik didih air. Oleh karena itu, air berada dalam keadaan cair. Pada 300 °C, volume spesifik air adalah:

v₁  = 1/ρ₁  = 1/(1,114 x 10³)

= 0,895 m³/kg

Menggunakan Hukum Gas Ideal, kita dapat menghitung jumlahnya mol air dalam tangki.

n = (PV) / (RT) = (600000 x 1,3) / (8,314 x 573) = 18,255 kg

Langkah 2

Sekarang kita dapat menghitung energi internal air dalam tangki menggunakan kapasitas panas spesifik dari air.

c = 4,18 kJ/kg

-K∆U = m c ∆T

= (18,255 x 4,18 x (300 - 0)) kJ

= 23.007,81 kJ

Perpindahan kalor adalah energi yang dipindahkan dari suatu sistem ke lingkungannya karena perbedaan suhu. Dalam hal ini, air di dalam tangki didinginkan dari 300 °C menjadi 60 °C. Oleh karena itu, kalor dipindahkan dari air ke lingkungan. Perpindahan kalor diberikan oleh:

q = m c ∆T = (18,255 x 4,18 x (300 - 60)) kJ

= 22.426,74 kJ

Tekanan akhir di dalam tangki:

Pada 60 °C , volume spesifik uap adalah:

v₂ = 0,194 m³/kg

Menggunakan Hukum Gas Ideal, kita dapat menghitung tekanan akhir uap:

P₂ = nRT₂ / V₂

= (18,255 x 8,314 x (60 + 273)) / 0,194

= 403.424,39 Pa

= 403,42 kPa

Jadi, tekanan akhir di dalam tangki adalah 403,42 kPa.

Pelajari lebih lanjut

Materi tentang kalor: yomemimo.com/tugas/52034962

#BrlajarBersamaBrainly #SPJ1