2.1.
Sifat-sifat fisis
Untuk menangani nitrogen maupun oksigen di dalam
penggunaannya pada berbagai macam industri perlu diperhatikan sifat-sifat fisis
maupun termodinamikanya. Tabel (1) dan (2) menunjukkan sifat-sifat fisis yang
dimiliki nitrogen dan oksigen.
Tabel (1): Sifat-sifat fisis nitrogen
Molecular
Formula : N2
Molecular Weight : 28.01
Boiling Point @ 1 atm : -320.5°F (-195.8°C, 77oK)
Freezing Point @ 1 atm : -346.0°F (-210.0°C, 63oK)
Critical Temperature : -232.5°F (-146.9°C)
Critical Pressure : 492.3 psia (33.5 atm)
Density, Liquid @ BP, 1
atm : 50.45 lb/scf
Density, Gas @ 68°F
(20°C), 1 atm : 0.0725 lb/scf
SG, Gas (air=1) @ 68°F
(20°C), 1 atm : 0.967
SG, Liquid (water=1) @
68°F (20°C), 1 atm : 0.808
Specific Volume @ 68°F
(20°C), 1 atm : 13.80 scf/lb
Latent Heat of
Vaporization : 2399 BTU/lb mole
Expansion Ratio, Liquid to
Gas, BP to 68°F (20°C) : 1 to 694
|
Tabel (2): Sifat-sifat
fisis oksigen
Molecular Formula : O2
Molecular Weight : 31.999
Boiling Point @ 1 atm : -297.4°F (-183.0°C, 90oK)
Freezing Point @ 1 atm : -361.9°F (-218.8°C, 54oK)
Critical Temperature : -181.8°F (-118.4°C)
Critical Pressure : 729.1 psia (49.6 atm)
Density, Liquid @ BP, 1
atm : 71.23 lb/scf
Density, Gas @ 68°F
(20°C), 1 atm : 0.0831 lb/scf
SG, Gas (air=1) @ 68°F
(20°C), 1 atm : 1.11
SG, Liquid (water=1) @
68°F (20°C), 1 atm : 1.14
Specific Volume @ 68°F
(20°C), 1 atm : 12.08 scf/lb
Latent Heat of
Vaporization : 2934 BTU/lb mole
Expansion Ratio, Liquid to
Gas, BP to 68°F (20°C) : 1 to 860
Solubility in Water @ 77°F
(25°C), 1 atm : 3.16% by volume
|
2.2. Sifat-sifat termodinamis
Panas
juga merupakan salah satu bentuk energi, dan perubahan bentuk akibat panas akan
sama dengan yang diakibatkan oleh kerja. Karena dalam termodinamika sulit untuk
memperoleh nilai absolut energi, maka sering dinyatakan sebagai perbedaan
keadaan awal dan akhir sistem. Besarnya panas yang terkandung di dalam suatu
zat sangat tergantung pada kondisi (suhu dan tekanan) dimana ia berada. Panas
yang terkandung untuk setiap satuan masa zat pada kondisi tertentu dinyatakan
sebagai enthalpy, sedangkan besarnya enthalphy untuk setiap perubahan suhu
dinyatakan sebagai entropi. Seperti yang terlihat dalam gambar (1) s/d (2)
masing-masing menunjukkan hubungan antara suhu dan entropy serta
besaran-besaran lain untuk nitrogen dan oksigen. Sedangkan gambar (3) menunjukkan hubungan antara konsentrasi dan enthalpy
campuran nitrogen-oksigen. Dengan mengetahui perubahan enthalpu ataupun entropy
dapat digunakan untuk menentukan besarnya bentuk energi lain di dalam proses
penangan nitrognen maupun oksigen.
Gambar
(1): Diagram Suhu-Entropy (T-S) Nitrogen
Perubahan enthalpy maupun entropy juga dapat akibatkan
oleh adanya perubahan fase (bentuk) padat ke cair, cair ke gas, dan sebaliknya
meskipun tanpa mengalami perubahan suhu. Perubahan panas sepertri ini dikenal
sebagai panas laten peleburan, penguapan, pengembunan, atau pembekuan.
Gambar
(2): Diagram Suhu-Entropy (T-S) Oksigen
Melalui condenser, gas nitrogen ataupun oksigen dapat
diembunkan pada suhu tetap maupun tekanan tetap, demikian juga pada proses
penguapannya. Besarnya perubahan enthalpy maupun entropy dari keadaan awal ke
keadaan akhir proses dapat ditentukan dengan menggunakan gambar (1) s/d (3).
Beberapa proses termodinamika yang dialami dalam
penangan maupun penggunaan gas seperti nitrogen dan oksigen kemungkinannya
adalah proses kompresi, ekspansi, condensasi, atau evaporasi. Di dalam
proses-proses tersebut ada kalanya salah satu kondisi dipertahankan, misalnya
suhu konstan, tekanan konstan, entropy konstan, atau enthalpy konstan.
Gambar (3): Diagram Consentrasi-Enthalpy (C-H)
Campuran
Oksigen-Nitrogen
Komentar
Posting Komentar