Termodinamika Teknik Kimia : Mesin Panas Penghasil Tenaga, Pendinginan, dan Pencairan Gas

 

Pada Vapor Expansion Engine, fluida kerjanya berupa uap bertekanan tinggi dari boiler yang dipanaskan dengan api. Uap ini diekspansikan, kemudian dikondensasikan dan dikembalikan ke boiler sehingga membentuk siklus tertutup, contohnya steam power plant dengan siklus rankine. Siklus ini lebih praktis daripada carnot karena memungkinkan pemanasan hingga superheated dan kondensasi penuh.

 

Sementara itu, pada Internal Combustion Engine, fluida kerjanya berupa gas hasil pembakaran dalam mesin. Energi kimia diubah langsung menjadi energi panas melalui pembakaran, contohnya siklus otto, siklus diesel, dan turbin gas.

 

Pendinginan adalah proses menjaga suhu sistem di bawah lingkungan dengan menyerap panas pada suhu rendah, biasanya melalui penguapan cairan dalam kondisi steady state. Uap dikembalikan menjadi cair dengan dua cara: dikompresi lalu dikondensasi, atau diserap cairan volatilitas rendah lalu diuapkan pada tekanan lebih tinggi. Fluida kerja inilah yang berperan dalam sistem pendingin. Ada tiga metode pendinginan: kompresi, absorbsi, dan siklus udara.

 

Pencairan gas mengubah gas menjadi cair melalui siklus kompresi, pendinginan, dan ekspansi. Prinsip dasarnya adalah Efek Joule-Thomson, yang digunakan dalam sistem modern seperti proses Linde dan Claude.