Neraca Makroskopis untuk Sistem Multikomponen

Macroscopic Balances for Multicomponent Systems

Aplikasi hukum kekekalan massa, momentum, dan energi pada sistem aliran teknik telah dibahas di Bab 7 (sistem isotermal) dan Bab 15 (sistem non-isotermal). Di bab ini, pembahasan dilanjutkan dengan memperkenalkan tiga faktor tambahan yang tidak ditemukan pada bab sebelumnya: (a) fluida dalam sistem terdiri dari lebih dari satu spesies kimia; (b) reaksi kimia mungkin terjadi, dengan perubahan komposisi serta produksi atau konsumsi panas; dan (c) massa mungkin masuk ke sistem melalui permukaan pembatas (yaitu, melintasi permukaan selain bidang 1 dan 2). Berbagai mekanisme melalui mana massa dapat masuk atau keluar melalui permukaan pembatas sistem ditunjukkan pada Gambar 23.0-1.

Gambar 23.0-1. Cara massa dapat masuk atau keluar melalui permukaan pembatas: (a) asam benzoat masuk ke sistem melalui pelarutan dinding; (b) uap air masuk ke dalam sistem, yang didefinisikan sebagai fase gas, melalui penguapan, dan uap amonia keluar melalui penyerapan; (c) oksigen masuk ke dalam sistem melalui transpirasi melalui dinding berpori.

Pada bab ini, kami merangkum neraca makroskopik untuk situasi yang lebih umum seperti yang dijelaskan di atas. Setiap neraca ini akan mengandung satu suku tambahan, untuk memperhitungkan perpindahan massa, momentum, atau energi melintasi permukaan pembatas. Neraca yang diperoleh ini mampu menggambarkan proses perpindahan massa industri, seperti absorpsi, ekstraksi, pertukaran ion, dan adsorpsi selektif. Karena keseluruhan risalah telah didedikasikan untuk topik-topik ini, yang coba kami lakukan di sini adalah menunjukkan bagaimana materi yang dibahas dalam bab-bab sebelumnya membuka jalan untuk mempelajari operasi perpindahan massa. Pembaca yang tertarik untuk mempelajari lebih lanjut topik-topik ini harus merujuk pada buku teks dan risalah yang tersedia.

Fokus utama bab ini adalah pada neraca massa untuk campuran. Oleh karena itu, §23.1 dilengkapi dengan lima contoh, yang mengilustrasikan masalah yang muncul dalam ilmu lingkungan, pemisahan isotop, evaluasi ekonomi, dan ilmu biomedis. Pada §23.2 hingga §23.4, neraca makroskopik lainnya diberikan. Dalam Tabel 23.5-1, mereka dirangkum untuk sistem dengan beberapa saluran masuk dan keluar. Dua bagian terakhir bab ini menggambarkan penerapan neraca makroskopik pada sistem yang lebih kompleks.

Sub-bab – sub-bab pada bab ini, antara lain sebagai berikut;