Oleh: Tri Ayodha Ajiwiguna
Keadaan saturasi sanggup dikatakan keadaan mendidih, di mana temperatur suatu fluida akan tetap (tidak naik) kalau dipanaskan. Pada ketika air mendidih di tekanan 1 atm, walaupun kita panaskan maka air akan tetap pada temperatur sekitar 100 oC. Hal ini dikarenakan kalor yg diberikan pada air dipakai untuk mengubah fasanya dari fasa cair ke gas (uap).
Gambar 1 mengatakan potongan tabel sifat zat air menurut tekanannya. Pada tekanan 100 kPa, air (liquid) mendidih di temperatur 99.6 oC. Dengan fakta ini, sanggup dikatakan bahwa pada tekanan 100 kPa maka temperatur saturasinya adalah 99.6 oC. Dalam tinjauan tekanan, maka sanggup dikatakan bahwa air akan mendidih di 99.6 oC kalau tekanannya di 100 kPa. Pada temperatur 99.6 oC air tidak akan medidih kalau tekanannya lebih besar dari 100 kPa dimana keadaan ini merupakan compressed liquid.
Gambar 1. Temperatarur saturasi air pada tekanan 100 kPa
Kea& saturasi (jenuh) dimulai dari saturasi cair kemudian adonan & berakhir di saturasi gas. Pada tekanan 100 kPa air dalam fasa cair akan mulai mendidih pada 99.6 oC. Keadaan ini disebut dengan saturasi cair. Jika terus diberi kalor (dipanaskan), maka temperatur air diasumsikan tidak naik namun mulai ada sebagian air yg berubah fasa cari cair ke gas (menguap) sehingga ada dua fasa yaitu sebagian cair & sebagian gas. Pada kondisi ini dinamakan campuran. Jika tetap diberikan kalor maka usang kelamaan fasa cairnya habis & yg tersisa hanya fasa gas. Tepat pada keadaan ini (fasa gas, temperatur 99.6 oC) dinamakan saturasi gas. Jika air pada keadaan ini tetap dipanaskan maka mulai naik temperatur yg kemudian dinamakan keadaan superheated.
Dalam tabel saturasi air tekanan & saturasi air simbol f & g yg masing-masing mengatakan sifat zat pada keadaan saturasi cair & saturasi gas. Contoh: air dalam keadaan saturasi cair bertemperatur 100 oC mempunyai volume spesifik vf=0.001044 m3/kg. Jika diuapkan sehingga menjadi saturasi gas maka volume spesifiknya vg menjadi 1.672 m3/kg (gambar 2). Begitu pula untuk variabel lain menyerupai entalpi, energi dalam, & entropi. Dalam tabel ada juga subscript fg (contoh: hfg), ini mengatakan selisih antara nilai g & nilai f / sanggup ditulis hfg = hg -hf.
Gambar 2.
Di atas telah dibahas cara mencari variabel termodinamika untuk keadaan saturasi gas & saturasi cair. Bagaimana mencari variabel untuk keadaan saturasi campuran?
Untuk perkara ini maka diharapkan nilai kualitas x, yaitu perbandingan massa uap (gas) dengan massa totalnya. Misalkan x=0.2, ini berarti 20% dari massa totalnya adalah dalam fasa gas. Sisanya yg 80% adalah fasa cair. Variabel termodinamika pada keadaan adonan merupakan rata-rata dari kedua variabelnya. Untuk lebih jelasnya dibawah ini adalah teladan mencari volume spesifik untuk zat berfasa campuran.
Misalkan ada sebuah zat berfasa satuasi adonan dengan kualitas x, maka volume spesifik keadaan ini sanggup diturunkan dengan carar menghitung nilai rat-ratnya, yaitu:
Dengan persamaan ini maka volume spesifik dalam keadaan adonan sanggup dihitung kalau kualitas x diketahui. Hal ini juga sanggup dipakai untuk variable lainnya sehingga:
Contoh:
Berapakah entalpi yg dimiliki oleh air pada keadaan saturasi adonan di temperatur 150 oC dengan kualitas sebesar 0.9?
Jawab:
