dalam tabung G-A serta terjadi pelepasan panas ke lingkungan secara isothermal t
1
= t
5
. Suhu refrigeran ammonia dalam tabung K-E berubah dari t
5
menjadi t
1
, dan konsentrasi larutan ammonia dalam tabung G-A meningkat dari x
5
’ menjadi konsentrasi awal x
1
’.
3.2 Diagram entalpi – konsentrasi
Hubungan antara entalpi dan konsentrasi pada sistem pendinginan absorpsi dengan fluida kerja ammonia – air ditunjukkan oleh Gambar 7 :
Gambar 7. Diagram entalpi – konsentrasi untuk siklus pendinginan absorpsi intermitten menggunakan larutan ammonia – air
Diagram entalpi – konsentrasi diagram h – x terdiri atas garis tekanan konstan isobar dan garis suhu konstan isotermis, dimana perpotongan antara
kedua garis tersebut menunjukkan keadaan larutan atau besarnya konsentrasi baik dalam bentuk cair maupun uap. Disamping itu pada diagram h – x ini ditunjukkan
garis pada kondisi cair jenuh dan garis pada kondisi uap jenuh, dimana keadaan
garis uap jenuh
h
fg
untuk H
2
O pada p = pc
h
fg2
= hfg untuk NH
3
pada p = pc
h
x 1
2 3
4 5
t
1
= t
4
= t
5
= t
2
t
2
2 t
2
t
3
P
1
P
5
P
4
P = P
2
= P
3
= Pc = Pg
3” 2”
t
3
t
2
x’
3
x’
2
x”
3
x”
2
garis cair jenuh
0 1
larutan dibawah garis cair jenuh merupakan keadaan cairan subcooled, sedangkan keadaan uap di atas garis uap jenuh merupakan keadaan uap superheated.
Entalpi penguapan untuk air terletak pada garis sebelah kiri yaitu pada x = 0 atau tidak ada ammonia dalam larutan, sedangkan entalpi penguapan untuk
ammonia terletak di sebelah kanan yaitu pada x = 1 atau tidak ada air dalam larutan. Entalpi penguapan hfg merupakan pengurangan antara entalpi dalam
keadaan uap hg dengan entalpi dalam keadaan cair hf.
3.3 Sifat termodinamika larutan ammonia – air
Sifat-sifat termodinamika dari larutan ammonia – air dapat ditentukan menggunakan tabel p-t-x atau memakai persamaan dan tabel parameter yang
dikembangkan oleh Patek Klomfar Conde-Petit, 2006 untuk menentukan sifat termodinamik baik dalam fase gas maupun fase cair. Beberapa persamaan dan
tabel parameter tersebut antara lain: a. Persamaan dan tabel parameter untuk menentukan suhu larutan sebagai fungsi
tekanan dan konsentrasi dalam fase cair Conde-Petit, 2006 Persamaan :
∑
⎥ ⎦
⎤ ⎢
⎣ ⎡
⎟⎟ ⎠
⎞ ⎜⎜
⎝ ⎛
− =
i ni
mi i
p p
x a
T x
p T
ln 1
, ................................................... 1
Tabel 1. Parameter untuk menentukan suhu larutan dalam fase cair
i m
i
n
i
a
i
1 3.22302E+00
2 1
-3.84206E-01 3
2 4.60965E-02
4 3
-3.78945E-03 5
4 1.35610E-04
6 1
4.87755E-01 7
1 1
-1.20108E-01 8
1 2
1.06154E-02 9
2 3
-5.33589E-04 10
4 7.85041E+00
11 5
-1.15941E+01 12
5 1
-5.23150E-02 13
6 4.89596E+00
14 13
1 4.21059E-02
T
o
= 100 K P
o
= 2 MPa
Persamaan ini digunakan untuk menghitung suhu campuran dalam fase cair dari data suhu dan tekanan yang diketahui. Selain itu juga dengan metoda
interpolasi dapat diketahui nilai konsentrasi dari data tekanan dan suhu yang diketahui. Dalam pengujian ini data yang diukur adalah suhu dan tekanan
campuran. Oleh karena itu untuk memperoleh nilai konsentrasi campuran digunakan metode interpolasi.
b. Persamaan dan tabel parameter untuk menentukan suhu campuran sebagai fungsi dari tekanan dan konsentrasi dalam fase gas
Persamaan :
ni i
mi i
p p
x a
T x
p T
⎥ ⎦
⎤ ⎢
⎣ ⎡
⎟⎟ ⎠
⎞ ⎜⎜
⎝ ⎛
− =
∑
4
ln 1
, ............................................ 2
Tabel 2. Parameter untuk menentukan suhu campuran dalam fase gas
i m
i
n
i
a
i
1 3.24004E+00
2 1
-3.95920E-01 3
2 4.35624E-02
4 3
-2.18943E-03 5
1 -1.43526E+00
6 1
1 1.05256E+00
7 1
2 -7.19281E-02
8 2
1.22362E+01 9
2 1
-2.24368E+00 10
3 -2.01780E+01
11 3
1 1.10834E+00
12 4
1.45399E+01 13
4 2
6.44312E-01 14
5 -2.21246E+00
15 5
2 -7.56266E-01
16 6
-1.35529E+00 17
7 2
1.83541E-01
T
o
= 100 K P
o
= 2 MPa
Seperti pada persamaan 1, persamaan 2 digunakan untuk menghitung suhu campuran dalam fase gas dari data tekanan dan konsentrasi. Tetapi dalam
pengukuran, data yang diukur adalah data suhu dan tekanan maka nilai konsentrasi campuran dihitung menggunakan metode interpolasi.
c. Persamaan dan tabel parameter untuk menentukan konsentrasi uap dari
campuran sebagai fungsi tekanan dan konsentrasi dalam fase cair Persamaan :
⎥ ⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎢
⎣ ⎡
⎟⎟ ⎠
⎞ ⎜⎜
⎝ ⎛
− −
=
∑
i ni
mi i
x p
p a
x x
p x
3
1 ln
exp 1
, ..................................... 3
Tabel 3. Parameter untuk menentukan konsentrasi campuran dalam fase gas
i m
i
n
i
a
i
1 +1,980220 x 10
1
2 1
-1,180926 x 10
1
3 6
+2,774799 x 10
1
4 7
-2,886342 x 10
1
5 1
-5,916166 x 10
1
6 2
1 +5,780913 x 10
2
7 2
2 -6,217367 x 10
8 3
2 -3,421984 x 10
3
9 4
3 +1,194031 x 10
4
10 5
4 -2,454137 x 10
4
11 6
5 +2,915918 x 10
4
12 7
6 -1,847822 x 10
4
13 7
7 +2,348194 x 10
1
14 8
7 +4,803106 x 10
3
p
o
= 2 MPa
d. Persamaan dan tabel parameter untuk menentukan entalpi dari campuran sebagai fungsi suhu dan konsentrasi dalam fase cair
Persamaan :
∑
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
− =
i ni
mi i
x T
T a
h x
T h
1 ,
.............................................................. 4
Tabel 4. Parameter untuk menentukan entalpi campuran dalam fase cair
i m
i
n
i
a
i
1 1
-7.61E+00 2
4 2.57E+01
3 8
-2.47E+02 4
9 3.26E+02
5 12
-1.59E+02 6
14 6.19E+01
7 1
1.14E+01 8
1 1
1.18E+00 9
2 1
2.84E+00 10
3 3
7.42E-01 11
5 3
8.92E+02 12
5 4
-1.61E+03 13
5 5
6.22E+02 14
6 2
-2.08E+02 15
6 4
-6.87E+00 16
8 3.51E+00
h
o
= 100 kJkg T
o
= 273.16 K
e. Persamaan dan tabel parameter untuk menentukan entalpi dari campuran sebagai fungsi suhu dan konsentrasi dalam fase gas
∑
⎟⎟ ⎠
⎞ ⎜⎜
⎝ ⎛
− =
i ni
mi i
x T
T a
h x
T h
1 ,
........................................................ 5 Tabel 5. Parameter untuk menentukan entalpi campuran dalam fase gas
i m
i
n
i
a
i
1 1.28827
2 1
0.125247 3
2 -0.208748
4 3
2.17696 5
2 2.35687
6 1
2 -8.86987
7 2
2 10.2635
8 3
2 -2.3744
9 3
-6.70155 10
1 3
16.4508 11
2 3
-9.36849 12
4 8.42254
13 1
4 -8.58807
14 5
-2.77049 15
4 6
-0.961248 16
2 7
0.988009 17
1 10
0.308482
h
o
= 100 kJkg T
o
= 273.16 K
3.4 Analisis Termodinamika Sistem Pendingin Absorpsi Intermitten
