Help with Search courses

NERACA MASSA DAN ENERGI A4

Energi potensial
Energi potensial merupakan suatu bentuk energi yang tersimpan di dalam suatu massa
berkaitan dengan suatu kedudukan relatif benda (suatu kedudukan benda terhadap kedudukan
referensi), bila benda tersebut berada dalam suatu medan grafitasi yang uniform.
Gambar 4.2 Kedudukan relatif benda terhadap referensi
Energi potensial dapat dihitung dengan persamaan:
Ep = mgh (4.1)
Ep/m = gh atau Êp = gh (4.2)
dalam hal ini: g = gaya gravitasi
m = massa benda
z = ketinggian
Êp = energi potensial per satuan massa (energi potensial spesifik). 

Contoh 4.2:
Air dipompakan dari suatu tangki penyimpan ke tangki yang lain berjarak 300 ft, seperti terlihat pada Gambar
4.3. Tinggi permukaan cairan tangki pertama dengan permukaan cairan pada tangki yang kedua adalah 40 ft.
Berapakah energi potensial dalam satuan Btu/lbm ?


Energi kinetik
Energi kinetik merupakan suatu bentuk energi yang terkandung dalam suatu benda
bermassa yang bergerak, diukur terhadap kandungan energinya bila dalam keadaan diam.
Besarnya energi kinetik dapat dihitung dengan persamaan:
Ek = ½ mv
2
(4.3)
m
Ek
= ½ v
2
atau Êk = ½ v
2
(4.4)
dengan: v = laju gerak linier seluruh tubuh benda
Êk = energi kinetik spesifik (energi kinetik per satuan massa

Contoh 4.3:
Air dipompakan dari suatu tangki melalui pipa berdiameter (inside diameter) 3 cm dengan laju alir 0,001
m
3
/detik. Berapakah energi kinetik spesifik air tersebut ?
Energi dalam
Energi dalam (U) merupakan energi yang terkandung di dalam benda bermassa yang
terkait dengan energitika atom dan molekul yang menyusun benda itu. Energi dalam
merupakan suatu sifat ekstensif karena harganya bergantung pada massa (kuantitas) sistim.
Akan tetapi energi dalam adalah suatu fungsi keadaan, sehingga harganya terdefinisi secara
pasti oleh keadaan sistim.
Untuk menghitung energi dalam per satuan massa Uˆ diperlukan variabel-variabel lain
yang dapat diukur seperti tekanan, volume, temperatur dan komposisi. Apabila Uˆ merupakan
fungsi T dan Vˆ , maka:
Uˆ = Uˆ (T, Vˆ ) (4.5)
diperoleh turunan
dV
V
U dT
T
U dU
V T
ˆ
ˆ
ˆ ˆ ˆ
ˆ 





∂ + 





∂ = (4.6)
dengan:
V T
U
ˆ
ˆ






∂ = kapasitas panas pada volume tetap = Cv
T V
U






ˆ
ˆ
sangat kecil jika dibandingkan dengan
V T
U
ˆ
ˆ






∂ , sehingga perubahan energi adalah:
 − =
2
1
2 1 ˆ ˆ
T
T
U U CvdT (4.7)
Energi dalam bukan merupakan nilai absolut, tetapi nilai relatif terhadap keadaan rujukan, jadi
yang dapat dihitung hanya perbedaan energi dalam.
Kerja
Kerja didefinisikan sebagai hasil kali gaya dan jarak lintasan benda yang dikenakan
pada gaya tersebut.
 =
2
1
z
z
W Fdz (4.8)
Apabila suatu sistim melakukan kerja ke lingkungannya, sebagian energi sistim berpindah ke
lingkungan atau sebaliknya.
Perhatikan sebuah silinder dengan luas penampang A, diberikan gaya sebesar F, piston
akan bergerak sejauh dz.

Tugas :  Nanti dikirim via wa ada 3 soal