PENGARUH TEKANAN DAN TEMPERATUR TERHADAP KONDUKTIVITAS TERMAL

9.2 PENGARUH TEKANAN DAN TEMPERATUR TERHADAP KONDUKTIVITAS TERMAL

Ketika data konduktivit as termal dari komponen spesifik tidak dapat ditemukan, dapat diestimasikan dengan menggunakan grafik pada gambar 9.2- 1, yang berdasarkan data konduktivitas termal untuk beberapa material monoatomik. Grafik ini yang serupa dengan grafik viskositas pada gambar 1.3-1, menggambarkan penurunan konduktivitas termal kr = kkc’, dimana konduktivitas termal pada tekanan P dan temperatur T dibagi dengan konduktivitas termal pada titik kritis. Hasilnya digambarkan sebagai fungsi dari penurunan temperatur Tr = TTc dan penurunan tekanan Pr = PPc. Gambar 9.2-1 didasarkan pada jumlah yang terbatas dari data percobaan untuk material monoatomik, tetapi dapat digunakan untuk estimasi kasar dari material poliatomik. Hal ini tidak seharusnya digunakan pada nilai yang mendekati titik kritis. Gambar 9.2-1. Penurunan Konduktivitas Termal Untuk Material Monoatomik Sebagai Fungsi Dari Penurunan Temperatur Dan Tekanan Translated by : Hermawan Prasetyo 3335110604 Muhammad Rizky Fadhilah 3335111119 Dapat dilihat bahwa konduktivitas termal dari gas mendekati fungsi batas limiting function dari T pada tekanan rendah; untuk kebanyakan gas batas limit ini dicapai pada tekanan sekitar 1 atm. Konduktivitas termal dari gas pada densitas rendah meningkat seiring kenaikan temperatur, dimana konduktivitas termal dari kebanyakan cairan menurun seiring kenaikan temperatur. Korelasinya kurang dapat diterapkan untuk fasa liquid; polar atau campuran liquid seperti air, dapat memperlihatkan nilai maksimum dari kurva k terhadap temperatur. Sifat utama dari grafik hubungan keadaan yaitu salah satunya mendapatkan gambaran secara luas dari perlakuan terhadap konduktivitas termal dari gas dan liquid. Nilai kc dapat diestimasikan dengan dua cara : i nilai K pada tempertaur dan tekanan yang diketahui, lebih baik mendekati pada kondisi dimana nilai k dapat diestimasikan, nilai kr dapat dilihat dari grafik dan menghitung kc = k kr; atau ii nilai k untuk densitas rendah dapat diestimasikan dengan metode pada 9.3 dan dilanjutkan menggunakan cara i. Nilai kc didapat menggunakan metode i yang terdapat dalam Appendix E. Untuk campuran, nilai konduktivitas termal dapat diestimasikan dengan metode analogi seperti yang dijelaskan pada 1.3. Keakuratan dari prosedur pseudocritical diketahui sangat kecil untuk diterapkan pada nilai konduktivitas termal, sebagian besar disebabkan sedikitnya data dari campuran pada tekanan tinggi. CONTOH SOAL 9.2-1 Pengaruh Tekanan terhadap Konduktivitas Termal Soal : Estimasikan nilai konduktivitas termal dari Etana pada T=153 F dan P=191,9 atm dari data percobaan k=0,0159 BtuJam..Ft.F pada 1 atm dan 153 F. Jawaban : Nilai k didapatkan dari grafik, maka digunakan metode i. Pertama, hitung Pr dan Tr pada kondisi nilai yang diukur : Dari gambar 9.2-1 didapat kr=0,36. Diperoleh nilai kc : Pada 153 F Tr=1,115 dan 191,9 atm pr=3,98, dilihat dari grafik nilai kr = 2,07. Didapat nilai prediksi konduktivitas termal : Nilai yang sudah didapat sebesar 0,0453 BtuJam.Ft.F . Ketidaksesuaian nilai yang didapat tidak dapat digunakan pada korelasi untuk material poliatomik dan atau kondisi yang mendekati titik kritis.

9.3 Teori Konduktivitas Panas Gas Pada Densitas Rendah