Air Panas Lebih Cepat Beku Ketimbang Air Dingin

Air panas lebih cepat membeku ketimbang air dingin.

Air panas lebih cepat membeku ketimbang air dalam suhu kamar.

Sebagian besar orang sudah mengetahui bahwa air panas lebih cepat membeku ketimbang air dingin. Namun bagaimana fenomena ini terjadi telah menjadi misteri selama bertahun-tahun.

Dikenal sebagai efek Mpemba, air berperilaku tak seperti kebanyakan cairan lain dengan membeku lebih cepat dan padat dari keadaan panas dibandingkan suhu kamar. Para ilmuwan telah mengajukan puluhan teori mengapa hal ini mungkin terjadi. Tetapi, tidak ada yang mampu memberikan penjelasan memuaskan.

Kini, sekelompok fisikawan dari Nanyang Technological University, Singapura, percaya bahwa mereka  mungkin telah memecahkan misteri tersebut. Para ilmuwan ini mengklaim bahwa penjelasan terletak pada interaksi tak biasa antara molekul-molekul air.

Setiap molekul air terikat dengan molekul air lainnya melalui ikatan elektromagnetik yang dikenal sebagai ikatan hidrogen. Seperti diketahui ikatan hidrogen mempengaruhi titik didih suatu senyawa. Pada air, terjadi dua ikatan hidrogen di setiap molekulnya sehingga titik didih air lebih tinggi ketimbang asam florida.

Dr Sun Changqing dan Dr Xi Zhang dari Nanyang Technological University berpendapat bahwa hal ini juga menentukan bagaimana molekul air menyimpan dan melepaskan energi . Mereka menilai, tingkat di mana energi dilepaskan bervariasi dengan keadaan awal air dan air panas dapat melepaskan energi lebih cepat ketika ditaruh dalam lemari pendingin.

"Proses dan laju pelepasan energi dari air bervariasi intrinsik dengan keadaan energi awal dari sumber," ujar Dr Changqing seperti dilansir laman Telegraph.

Pekan lalu, Dr Changqing dan Dr Zhang menerbitkan sebuah makalah di jurnal Scientific Reports yang menunjukkan bagaimana molekul air mengatur diri mereka sendiri ketika membentuk es. Keduanya juga menerbitkan sebuah makalah tentang arXiv Chemical Physicsyang menjelaskan efek Mpemba .

Mereka mengatakan bahwa interaksi antara ikatan hidrogen dan ikatan kuat yang memegang atom hidrogen serta oksigen dalam masing-masing molekul bersama -- dikenal sebagai ikatan kovalen-- adalah yang menyebabkan efek Mpemba.

Biasanya ketika cairan dipanaskan, ikatan kovalen antara atom meregang dan menyimpan energi. Namun kedua ilmuwan ini berpandapat bahwa pada air, ikatan hidrogen menghasilkan efek tak biasa yang menyebabkan ikatan kovalen memendek dan menyimpan energi saat dipanaskan.

Hal ini, ujar mereka, mengarah kepada bahwa ikatan melepaskan energi dengan cara yang eksponensial dibanding jumlah awal yang tersimpan ketika didinginkan dalam lemari pendingin. Dengan demikian, air panas akan kehilangan energi lebih cepat ketimbang air dingin.

"Saat didinginkan di lemari pendingin, ikatan H-O melepaskan energi pada tingkat yang eksponensial tergantung pada energi awal yang disimpan dan karena itu efek Mpemba terjadi," kata Dr Changqing.

Prinsip Kerja Panci Presto

Bagaimana Prinsip Kerja Panci Presto...??

Ketika makan "bandeng presto" pernakah kalian bertanya-tanya:

Bagaimana panci presto bisa melunakkan daging dan tulang (duri) ikan bandeng?

Itulah pertanyaan yang terlintas di benakku saat pertama kali menjumpai masakan "bandeng presto". Yah, bagaimana tidak bertanya-tanya, ikan bandeng yang asalnya penuh duri bisa menjadi lunak begitu. jadi gak ogah lagi melahap ikan yang super gurih itu deh. maknyus bener emang si "bandeng presto". i like it.... :D

Dari pertanyaan di atas itu, akhirnya ku cari jawabannya. Sayangnya baru sempat nge-share di blog sekarang ini. Hmmm,,, gapapa lah, better late than never kan. hehehe....

= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =

Panci presto atau pressure cooker dikenal sebagai alat masak untuk membuat masakan menjadi cepat matang. kenapa bisa cepat matang?...


Prinsip yang digunakan pada panci presto adalah kenaikan titik didih. Secara teori, air akan mendidih pada suhu 100 derajat Celsius pada tekanan 1 atmosfer. Karena panci presto terbuat dari bahan stainless yang tebal dan kuat serta mempunyai tutup yang rapat, maka uap air yang yang dihasilkan saat proses pendidihan tidak mungkin keluar dan hanya  terkumpul dalam panci presto. Air yang terkumpul inilah yang membuat tekanan air dalam panci presto naik, yang menyebabkan temperatur didihnya juga naik menjadi >100 derajat Celsius. Tekanan berbanding lurus dengan Temperatur. Ingat...!! Hukum Gas Ideal: PV = nRT J

Oleh karena itu, panci presto mampu melunakkan daging maupun tulang (atau duri) yang sedang dimasak dalam waktu yang relatif lebih singkat. Sebagai pengaman, maka pada panci presto terdapat katup pengaman yang berfungsi untuk melepaskan tekanan uap pada saat berlebihan. 

*Semoga Bermanfaat*

prinsip kerja turbin

Turbin uap adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial menjadi energi kinetik dan energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros turbin. Poros turbin langsung atau dengan bantuan elemen lain, dihubungkan dengan mekanisme yang digerakkan. Tergantung dari jenis mekanisme yang digerakkan turbin uap dapat digunakan pada berbagai bidang industri, seperti untuk pembangkit listrik.

Komponen-komponen Turbin Uap

  Komponen-komponen utama pada turbin uap yaitu

Cassing yaitu sebagai penutup (rumah) bagian-bagian utama turbin.
 Rotor yaitu bagian turbin yang berputar terdiri dari:

1. Poros
Berfungsi sebagai komponen utama tempat dipasangnya cakram-cakram sepanjang sumbu.
2. Sudu turbin atau deretan sudu
Berfungsi sebagai alat yang menerima gaya dari energi kinetik uap melalui nosel.
3. Cakram
 Berfungsi sebagai tempat sudu-sudu dipasang secara radial pada poros.
4.   Nosel
Berfungsi sebagai media ekspansi uap yang merubah energi potensial menjadi energi kinetik.
5.   Bantalan (bearing)
Merupakan bagian yang berfungsi uuntuk menyokong kedua ujung poros dan banyak menerima beban.
6.   Perapat (seal)
Berfungsi untuk mencegah kebocoran uap, perapatan ini terpasang mengelilingi poros. Perapat yang digunakan adalah :
1. Labyrinth packing
2. Gland packing
7.    Kopling
Berfungsi sebagai penghubung antara mekanisme turbin uap dengan mekanisme yang digerakkan.

 Klasifikasi Turbin Uap

       Turbin Uap dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kategori yang berbeda berdasarkan pada konstruksinya, prinsip kerjanya dan menurut peoses penurunan tekanan uap sebagai berikut :
1.      Klasifikasi Turbin berdasarkan Prinsip Kerjanya
a.       Turbin Impulse
Turbin impuls atau turbin tahapan impuls adalah turbin sederhana berrotor satu atau banyak (gabungan ) yang mempunyai sudu-sudu pada rotor itu. Sudu biasanya simetris dan mempunyai sudut masuk dan sudut keluar.
Ciri-ciri dari turbin impuls antara lain:

 Proses pengembangan uap / penurunan tekanan seluruhnya terjadi pada sudu diam / nosel.
Akibat tekanan dalam turbin sama sehingga disebut dengan Tekanan Rata.

b.      Turbin Reaksi
      Turbin reaksi mempunyai tiga tahap, yaitu masing-masingnya terdiri dari baris sudu tetap dan dua baris sudu gerak. Sudu bergerrak turbin reaksi dapat dibedakan dengan mudah dari sudu impuls karena tidak simetris, karena berfungsi sebagai nossel bentuknya sama dengan sudu tetap walaupun arahnya lengkungnya berlawanan.
Ciri-ciri turbin ini adalah :

Penurunan tekanan uap sebagian terjadi di Nosel dan Sudu  Gerak
Adanya perbedaan tekanan didalam turbin sehingga disebut Tekanan Bertingkat.

PRINSIP KERJA TERMOS

PRINSIP KERJA TERMOS . Termos Vacuum Flash adalah alat bantu komponen yang mempunyai fungsi untuk menyimpan air, di sini menyimpan air tidak hanya menyimpan air biasa tetapi juga menjaga suhu air agar tetap. Contohnya bila diisi air panas maka suhu air dalam termos akan tetap tinggi karena panas tidak bisa merambat pada dinding termos.

Penemuan vacuum flask (tabung hampa udara) oleh Sir James Dewar di OxfordUniversity menjadi cikal bakal penemuan termos tempat menyimpan air panas dan dingin untuk minuman. Penemuan yang di ciptakan secara tidak sengaja ini menjadi produk hotter atau cooler bagi produk minuman di dunia. James Dewar lahir pada tanggal 20 September 1842 di Kincardineon-Fourth, Scotlandia. Ia dibesarkan dari keluarga berprofesi sebagai pedagang anggur. Semenjak kecil dan dewasa ia tinggal di kota kelahirannya. Setelah lulus dari bangku sekolah, ia melanjutkan pendidikan ke Universitas Edonburgh dan m,enjadi murid ilmuan kimia Lyon Playfair.

Menurut Teori Pertukaran dari Henry Prevost Babbage (1824 – 1918) bahwa benda yang lebih dingin selalu menyerap gelombang panas dari benda yang lain sampai keduanya mempunyai temperatur yang sama. Didasarkan pada teori ini maka teh yang panas ataupun dingin dalam termos akan kehilangan panas atau menyerap panas dari tempatnya. Namun, termos sudah didesain agar bisa menghambat ketiga cara panas berpindah: konduksi, konveksi, dan radiasi.

Lalu Bagaimana Prinsip Kerja Termos?

Prinsip kerja termos itu sederhana. Termos menggunakan bahan yang bersifat adiabatik. Bahan adiabatik secara ideal menghambat atau tidak memungkinkan terjadinya interaksi, antara sistem dengan lingkungan.

Kalau tidak ada interaksi antara sistem dan lingkungan, maka tidak ada perpindahan kalor antara sistem dalam termos dengan lingkungannya. Akibatnya tidak terjadi pertukaran temperatur.

Dengan menggunakan bahan adiabatik ini termos mampu mempertahankan suhu air yang berada di dalamnya. Air panas yang udah masuk termos tidak cepat dingin.

konveksi

Konveksi adalah salah satu dari tiga cara perpindahan panas atau kalor; radiasi dan konduksi menjadi dua lainnya. Artikel berikut akan memberikan beberapa contoh konveksi dalam kehidupan sehari-hari, dan ilmu dasar di balik perpindahan panas konveksi. Konveksi adalah gerakan molekul dalam fluida (cairan atau gas). Perpindahan panas secara konveksi yang disebabkan oleh gerakan molekul dalam cairan. Ketika molekul dipanaskan, akan terjadi peningkatan suhu mereka dan mereka cenderung untuk menjauh dari satu sama lain. Hal ini karena gerakan ini bahwa perpindahan panas terjadi. Dalam jenis perpindahan panas, gerakan fisik cairan akan berlangsung tidak seperti konduksi. Gerakan fisik yang dikenal sebagai arus konveksi. Arus ini adalah alasan di balik arus laut, dan angin darat dan laut. Cobalah eksperimen berikut untuk melihat efek dari arus konveksi dan untuk mempelajari aliran panas dalam cairan. Anda akan membutuhkan • 2 botol kosong • makanan cair Berwarna • Sepotong karton kecil atau kartu bermain lama • Air Metode Panaskan air dalam panci dan tuangkan di salah satu botol. Tambahkan beberapa tetes pewarna terhadap air yang hangat. Sekarang, isi botol lainnya dengan air dingin. Tempatkan potongan karton pada botol air dingin dan membalikkannya secara terbalik. Tempatkan botol ini pada botol lain dan perlahan-lahan hilangkan potongan kardus. Anda akan melihat bahwa air panas naik dalam botol yang berisi air dingin. Ini perpindahan cairan adalah karena arus konveksi. Tip: Gunakan warna makanan yang menonjol sehingga perpindahan terlihat jelas. Sejumlah aplikasi kehidupan nyata yang menggunakan prinsip di atas akan diberikan disini. Selain itu, motode perpindahan panas ini dapat dilihat di banyak fenomena alam. Di sini kita melihat beberapa contoh konveksi. Angin Darat dan Laut Seperti yang dinyatakan sebelumnya, udara panas atau cairan yang berada pada suhu yang lebih tinggi menggantikan cairan pada suhu yang lebih rendah. Pembentukan angin di darat atau laut adalah contoh dari konveksi. Anda mungkin telah mengamati bahwa tanah di dekat laut lebih hangat di sore hari daripada di malam hari. Udara hangat ini naik oleh prinsip konveksi, dan digantikan oleh udara dingin. Demikian pula, pada malam hari, udara di dekat laut lebih hangat daripada di pantai. Itu karena udara hangat naik dan digantikan oleh udara dingin. Radiator Ya, radiator adalah sebuah aplikasi dari arus konveksi. Pada radiator, elemen pemanas ditempatkan di bagian bawah mesin. Dengan demikian, udara hangat dari elemen pemanas ini digantikan oleh udara dingin. Kulkas Peralatan freezer kulkas ditempatkan di bagian atas. Alasan di balik ini adalah bahwa udara hangat di dalam lemari es akan naik tapi udara dingin di wilayah freezer akan tenggelam dan menjaga bagian bawah kulkas hangat. Air Kondisioner Peralatan pendingin pada AC ditempatkan di bagian atas. Dengan demikian, udara hangat naik sampai unit pendingin, digantikan oleh udara dingin, dan ruangan akan didinginkan. Air mendidih Merebus air dalam sebuah mangkuk juga beroperasi pada prinsip konveksi. Ketika air mulai semakin dipanaskan, molekul air berkembang dan bergerak dalam panci. Dengan demikian, panas dipindahkan ke bagian lain dari panci dan air dingin mulai tenggelam sementara air hangat naik. Balon udara Panas Alasan utama di balik balon udara panas tinggal di udara untuk waktu yang lama, adalah terkait dengan prinsip konveksi. Udara di dalam balon terus dipanaskan, yang membuatnya lebih hangat. Udara hangat ini naik dan balon juga. Hujan badai Udara hangat dari lautan naik di udara dan berubah menjadi tetesan air jenuh yang membentuk awan. Ketika proses ini terus berlanjut, awan kecil saling bertabrakan dan awan besar terbentuk. Setelah mencapai tahap pertumbuhan akhir, awan kumulonimbus atau badai terbentuk. Konveksi Oven Dalam konveksi oven, prinsip konveksi paksa yang digunakan. Udara di kompartemen dipaksa dengan panas dengan menggunakan elemen pemanas. Karena pemanasan ini, molekul udara berkembang dan bergerak. Makanan yang dimasak di dalam karena udara hangat ini. Minuman mengepul Contoh paling sederhana dari konveksi adalah minuman mengepul. Anda mungkin melihat uap yang diamati keluar dari secangkir teh panas atau kopi. Karena panas dari cairan, udara hangat naik ke atas. Udara hangat ini adalah uap.

analisis termodinamika

Flow work

Flow work adalah energi yang diperlukan untuk mendorong fluida masuk atau keluar dari control volume,merupakan bagian dari energi yang dibawa oleh fluida.

Kita tinjau gambar di atas. Jika tekanan fluida P , luas penampang saluran A, maka gaya yang bekerja pada elemen fluida oleh piston imajiner adalah : F = P A  Untuk memasukkan seluruh elemen fluida ke dalam control volume maka gaya akan bekerja masuk ke dalam control volume :  Wflow = F L = P A L = P V (kJ) Dalam basis massa : wflow = P v (kJ/kg)

STEADY FLOW PROCESS

Proses-proses yang dijumpai dalam sistem keteknikan sangat bervariasi, mulai dari yang sangat sederhana sampai yang rumit. Dalam beberapa hal, proses yang rumit dapat disederhanakan menjadi bagian yang sederhana(dengan pengandaian-pengandaian). Turbin, kompresor dan nozle beroperasi untuk waktu yang lama dengan kondisi yang sama. Peralatan seperti itu diklasifikasikan sebagaisteady flow devices. Proses dari peralatan steady dapat dianalisis dengan suatu idealisasi proses yang disebut “steady flow process”. Steady flow process didefinisikan sebagai suatu proses di mana fluida mengalir dalam control volume secara steady. Hal ini berarti bahwa property dapat berubah dari titik ke titik di dalam control volume tetapi pada setiap titik selalu konstan selama proses.

Karakteristik steady flow process 1. Selama proses tidak ada property yang berubah terhadap waktu. Jadi volume V, massa m dan total energi E konstan. Akibatnya boundary work nol dan total massa dan energi yang masuk control volume sama dengan total massa dan energi yang keluar control volume. Dengan kata lain selama proses kandungan enegi dan massa dari kontrol volume tetap, tidak berubah terhadap waktu. 2. Selama proses sifat fluida di inlet dan outlet tidak berubah terhadap waktu 3. Interaksi energi (berupa panas dan kerja) antara sistem control volume dengan sekelilingnya tidak berubah terhadap waktu Proses dengan perubahan sifat-sifat fluida secara periodik dapat dianalisis sebagai steady flow process.

STEADY FLOW DEVICES 1.

Nozle dan diffuser

Nozle : menambah kecepatan fluida Difuser : menaikkan tekanan fluida dengan menurunkan kecepatan. Beberapa hal yang perlu diperhatikan

·         Q ≅ 0. Laju perpindahan panas antara fluida yang mengalir di dalam nozle atau difuser dengan sekeliling biasanya sangat kecil walaupun tidak diisolasi. Hal ini karena kecepatan fluida cukup tinggi sehingga tidak cukup waktu untuk terjadi transfer panas. Oleh sebab itu jika tidak ada data mengenai transfer panas, prosesnya dianggap adiabatik

·         W ≅ 0 Kerja di dalam nozle dan difuser nol karena hanya berupa bentuk penampang saluran.

·         Δke ≠ 0. Pada waktu fluida melewati nozle aatau difuser terjadi perubahan kecepatan yang besar sehingga perubahan energi kinetik harus diperhitungkan dalam analisis.

·         Δpe = 0. Biasanya tidak terdapat perbedaan elevasi, sehingga faktor energi potensial dapat diabaikan.

Turbin dan kompresor

Di dalam steam power plants peralatan yang menggerakkan generator adalah turbin. Fluida masuk kedalam turbin dan menggerakkan sudu-sudu sehingga memutar poros. Kerja yang dihasilkan turbin adalah positif karena dilakukan oleh fluida. Kompresor adalah alat untuk menaikkan tekanan fluida, seperti juga pompa dan fan. Fan menaikkan tekanan untuk menggerakkan udara sekitar. Kompresor untuk menaikkan tekanan gas menjadi tekanan yang sangat tinggi. Pompa sama seperti kompresor tetapi untuk fluida cair. Beberapa hal yang perlu diperhatikan

·         Q ≅ 0. Laju perpindahan panas kecil dibandingkan dengan kerja poros kecuali ada pendinginan, sehingga dapat diabaikan kecuali ada pendinginan.

·         W ≅ 0. Pada persoalan ini pasti ada kerja poros. Pada turbin berupa daya output, pada pompa dan kompresor berupa daya input.

·         Δke ≅ 0. Perubahan kecepatan fluida biasanya hanya menyebabkan perubahn energi kinetik yang tidak signifikan kecuali pada turbin.

·         Δpe = 0. Perubahan energi potensial biasanya kecil sehingga dapat diabaikan.

Throttling valves

Proses throttling terjadi bila aliran fluida mengalami kehilangan tekanan sewaktu melewati hambatan. Throttling valve menyebabkan penurunan tekanan (pressure drops) di dalam fluida. Pressure drops biasanya diikuti penurunan temperatur yang besar. Pada throttling valve biasanya diasumsikan adiabatik (q ≅0) karena tidak cukup waktu dan daerah untuk terjadinya perpindahan panas. Faktor kerja juga tidak ada (w ≅ 0). Perubahan energi potensial sangat kecil sehingga bisa diabaikan (Δpe ≅ 0). Meskipun kecepatan keluar lebih besar dari kecepatan masuk tetapi dalam banyak kasus perubahan energi kinetik tidak signifikan (Δke ≅ 0).

Sehingga persamaan kekekalan energi menjadi : h2 ≅ h1 (kJ/kg) (4.20) u2 + P2 v2 = u1 + P1 v1 atau energi dalam + flow enegi = konstan Enthalpy pada inlet dan exit sama, disebut proses isenthalpic. Jika flow work naik (P2v2 > P1v1) maka energi dalam akan turun dan diikuti turunnya temperatur. Jika flow work turun (P2v2 < P1v1) maka energi dalam dan temperatur naik.

Heat exchanger

Merupakan perlatan untuk menukar kalor. Di dalam heat exchanger tidak ada interaksi kerja (w = 0) dan perubahan energi kinetik serta energi potensial diabaikan (Δke ≅ 0, Δpe ≅ 0). Perpindahan panas tergantung bagaimana memilih control volumenya. Jika seluruh bagian dipilih sebagai control volume maka tidak terjadi perpindahan panas (Q ≅ 0). Tetapi jika hanya satu fluida yang dipilih sebagai control volume maka ada perpindahan panas dari satu fluida ke fluida yang lain (Q ≠ 0).

Skema pada gambar 5 dapat digambarkan garis kerjanya pada diagram T-s seperti pada gambar 6 berikut ini.

Gambar 6 diagram T-s untuk siklus Rankine ideal sederhana

Keterangan gambar 6 :
Proses 1 – 2 adalah proses pada tekanan konstan yang berlangsung pada boiler. Pada proses ini kalor masuk ke dalam sistem (Q_in).
Proses 2 – 3 adalah proses ekspansi isentropis (adiabatis reversibel) yang berlangsung di dalam turbin uap. Pada proses ini terjadi kerja keluar sistem (W_out)
Proses 3 – 4 adalah proses pada tekanan konstan yang berlangsung di dalam kondensor. Pada proses ini kalor keluar dari sistem (pembuang kalor) (Q_out).
Proses 4 – 1 adalah proses penekanan secara isentropis oleh pompa. Pada proses ini kerja masuk ke dalam sistem (W_in).
Pada siklus Rankine ideal sederhana. Air dipompa oleh pompa pengisi boiler ke dalam boiler. Pompa yang bertugas untuk memompakan air ke dalam boiler disebut feed water pump. Pompa ini harus dapat menekan air ke boiler dengan tekanan yang cukup tinggi (sesuai dengan tekanan kerja siklus). Secara ideal pompa bekerja menurut proses isentropis (adiabatis reversibel) dan secara aktual pompa bekerja menurut proses adiabatis irreversibel.
Di dalam boiler, air yang bertekanan tinggi dipanaskan hingga menjadi uap panas lanjut, prosesnya adalah sebagai berikut:

1. Ekonomiser, air pertama-tama masuk ke ekonomiser. Ekonomier berfungsi sebagai pemanas awal. Sesuai namanya alat ini berfungsi untuk meningkatkan efisiensi boiler dengan cara menggunakan panas sisa gas buang untuk memanaskan awal air yang masuk ke boiler.
2. Evaporator, dari ekonomiser, air masuk ke drum penampung air di evaporator. Di dalam evaporator air dipanaskan melalui pipa-pipa evaporasi hingga berubah menjadi uap. Uap air yang keluar dari evaporator adalah uap jenuh.
3. Superheater, selanjutnya uap jenuh dari evaporator masuk ke superheater. Superheater adalah alat penukar kalor yang dirancang khusus untuk memanaskan uap jenuh menjadi uap panas lanjut dengan menggunakan gas panas hasil pembakaran. Uap panas lanjut yang keluar dari superheater siap digunakan untuk memutar turbin uap.

Uap panas lanjut dari boiler kemudian dialirkan ke turbin uap melalui pipa – pipa uap. Di dalam turbin uap , uap panas lanjut diekspansikan dan digunakan untuk memutar rotor turbin uap. Proses ekspansi di dalam turbin uap berlangsung melalui beberapa tahap yaitu :
1. Proses ekspansi awal di dalam turbin tekanan tinggi (roda Curtis)
Uap panas lanjut yang bertekanan tinggi diekspansikan di nosel dan kemudian digunakan untuk memutar roda Curtis. Roda Curtis adalah turbin uap jenis turbin implus. Pada roda Curtis terjadi penurunan tekanan yang signifikan.
2. Proses ekspansi pada turbin tingkat menengah.
Turbin tingkat menengah menggunakan turbin jenis reaksi dan tersusun atas beberapa tingkat turbin.
3. Proses ekspansi tingkat akhir.
Pada tingkat akhir ini uap terus diekspansikan hingga tekanan sangat rendah (biasanya dibawah tekanan atmosfir ) dengan bantuan kondensor.
Putaran poros yang dihasilkan dari proses ekspansi uap panas lanjut di dalam turbin digunakan untuk memutar beban. Beban dapat berupa generator listrik seperti di PLTU atau propeler (baling-baling) untuk menggerak kapal.
Uap tekanan rendah dari turbin uap mengalir ke kondensor. Di dalam kondensor, uap didinginkan dengan media pendingin air hingga berubah fase menjadi air. Kemudian air ditampung di dalam tangki dan dipisahkan dari gas-gas yang tersisa dan siap untuk dipompa ke dalam boiler oleh pompa pengisi boiler. Proses ini terus berlanjut dan berulang membentuk sebuah siklus yang disebut siklus Rankine.
Pada siklus Rankine ideal. Ke 4 alat dianggap bekerja pada kondisi Steady flow. Sehingga persamaan energi untuk kondisi steady flow dapat ditulis :

Beberapa proses yang berlangsung pada masing-masing alat adalah :

Kerja pompa :

Dimana ν adalah volume spesifik yang besarnya
Kalor masuk ke boiler :

Kerja yang dihasilkan turbin uap :

Kalor yang dibuang oleh kondensor :

Efisiensi thermal siklus Rankine ideal sederhana dapat dihitung :
Dimana  : Untuk menghitung kinerja siklus Rankine, diperlukan tabel sifat-sifat air dan uap air. Berikut ini tabel sifat-sifat air dan uap air.
Untuk uap jenuh variabel tetap temperatur air :

Untuk uap jenuh dengan variabel tetap tekanan

Untuk uap panas lanjut

data lengkap tentang sifat-sifat termodinamika untuk beberapa fluida dapat didownload pada link berikut ini : http://www.4shared.com/web/preview/doc/FKLvf9Fqba. atau http://www.2shared.com/document/oNTrxxp1/appdxs1_2.html

Contoh soal

Sebuah siklus Rankine sederhana ideal bekerja pada temperatur 400 ^oC dan tekanan 80 bar. Tekanan kondensor 0,1 bar. Aliran massa uap yang masuk ke turbin 100 kg/s. Hitunglah kerja turbin, kerja pompa, kalor masuk, kalor keluar dan efisiensi siklus. daya yang dihasilkan turbin dan daya netto siklus.

Jawab

Pertama-tama gambarkan skema siklus Rankine sederhana dan lengkapi dengan data-data yang ada di dalam soal

Gambar  7 data dari soal

Ditanya : kerja turbin (W_t); Kerja pompa (W_p), kalor masuk (Q_in­), kalor keluar (Q_out), efisiensi termodinamika (η_th), daya turbin (P_t) dan daya netto siklus (P_nett).

Dari tabel sifat-sifat uap panas lanjut  di dapat :

Entalpi uap masuk ke turbin : h₁ = 3139,4 kJ/kg

Entropi uap masuk ke turbin : s₁ = 6,3658 kJ/kg.K

Entropi uap keluar turbin sama dengan entropi uap masul turbin (proses ideal atau isentropis) sehingga s₁  = s₂  = 6,3658 kJ/kg.K

Dari tabel uap jenuh, pada tekanan 0,1 bar (10 kPa) didapat :

Entalpi fase uap (h_g2) = 2583,9 kJ/kg

Entalpi fase cair (h_f2) = 191,81 kJ/kg

Entalpi perubahan fase (h_fg2) = 2392,1 kj/kg

Entropi fase uap (s_g1) = 8,1488 kJ/kg.K

Entropi fase cair (s_f2) = 0,6492 kJ/kg.K

Entropi perubahan fase (s_fg2) = 7,4996 kJ/kg.K

Fraksi (kadar) uap (X) dapat dihitung :

Artinya kadar uap yang keluar dari turbin menuju kondensor adalah 76,22 % atau fluida yang keluar dari turbin 76,22 % uap dan 23.78 % cair. Bagian yang cair ini tidak perlu lagi diembunkan, tetapi 76,22 % uap ini yang harus dibuang kalornya supaya fasenya berubah menjadi cair. Maka energi total yang terkandung di dalam 76,22% uap dapat dihitung :

Maka kerja turbin dapat dihitung yaitu :

Daya turbin adalah :

Kalor yang dibuang oleh kondensor :

Siklus Rankine

Siklus Rankine adalah siklus daya uap yang digunakan untuk menghitung atau memodelkan proses kerja mesin uap / turbin uap. Siklus ini bekerja dengan fluida kerja air. Semua PLTU (pembangkit listrik tenaga uap) bekerja berdasarkan prinsip kerja siklus Rankine. Siklus Rankine pertama kali dimodelkan oleh: William John Macquorn Rankine, seorang ilmuan Scotlandia dari Universitas Glasglow. Untuk mempelajari siklus Rankine, terlebih dahulu kita harus memahami tentang T-s diagram untuk air. Berikut ini adalah T-s diagram untuk air.

Gambar 1 diagram T-s untuk air

(sumber : NBS/NRC Steam Tables/1 by Lester Haar, John S. Gallagher, and George S. Kell )

T-s diagram adalah diagram yang menggambarkan hubungan antara temperatur (T) dengan entropi (s) fluida pada kondisi tekanan, entalpi, fase dan massa jenis tertentu. Jadi pada diagram T-s terdapat besaran-besaran tekanan, massa jenis, temperatur, entropi, entalpi dan fase fluida.
Sumbu vertikal T-s diagram menyatakan skala temperatur dan sumbu horizontal menyatakan entropi. Terdapat 2 sistem satuan untuk T-s diagram yaitu sistem satuan internasional seperti pada gambar 1 dan sistem satuan Inggris. Menggunakan diagram ini perlu diperhatikan sistem satuan yang digunakan. Selain itu masing-masing jenis fluida mempunyai diagram T-s nya sendiri-sendiri dan berbeda satu dengan lainnya. Misalnya T-s diagram untuk air tidak akan sama dengan T-s diagram untuk freon R12 dan tidak akan sama dengan T-s diagram untuk amoniak.

Selain diagram T-s juga dikenal Mollier diagram atau h-s diagram. Berikut ini adalah h-s diagram untuk air.

Gambar 2 h-s diagram untuk air

(sumber : NBS/NRC Steam Tables/1 by Lester Haar, John S. Gallagher, and George S. Kell )

Diagram h-s menggambarkan hubungan antara energi total (entalpi (h)) dengan entropi (s). Sama seperti diagram T-s, untuk setiap fluida memiliki diagram h-s nya sendiri-sendiri. Kedua diagram ini dapat digunakan untuk menghitung kinerja pembangkit listrik tenaga uap dengan menggunakan siklus Rankine.
Bagian-bagian T-s diagram dapat dilihat pada gambar 3 berikut ini.

Gambar 3 bagian-bagian T-s diargam

Pada T-s diagram terdapat garis lengkung berbentuk kubah yang disebut kubah uap. Puncak kubah uap ini terdapat sebuah titik yang disebut titik kritis. Bila fluida dipanaskan pada tekanan kritis yaitu tekanan pada titik kritis ini, maka pada saat temperatur fluida mencapai temperatur kritisnya, semua molekul fluida akan berubah secara cepat dari fase cair menjadi fase gas (uap) tanpa ada proses penyerapan panas laten (panas penguapan) oleh sebab itu titik ini disebut titik kristis fluida. Untuk air, titik kritis berapa pada tekanan 218 atm (22,064 MPa) dan temperatur 374 ^oC. Jadi bila air dipanaskan pada tekanan 22,064 Mpa atau 218 atm, maka ketika temperatur air mencapai 374 ^oC, secara cepat air akan berubah langsung dari fase cair menjadi fase gas tanpa melalui proses penyerapan energi untuk proses penguapan.
Dari titik kristis ke arah kanan mengikuti garis kubah uap disebut garis uap jenuh. Bila fluida berada pada kondisi tekanan dan temperatur yang sesuai dengan garis ini, maka fluida tersebut berada pada kondisi 100% uap jenuh. Dari titik kristis ke arah kiri mengikuti garis kubah uap, disebut garis cair jenuh. Pada garis ini fluida memiliki fase cair 100%.
Di dalam kubah uap adalah daerah panas laten yaitu panas penguapan atau panas pengembunan. Pada daerah ini fluida berada dalam kondisi 2 fase yaitu fase cair dan fase gas bercampur menjadi satu. Kadar uap dapat ditentukan dari garis kadar uap.
Daerah di atas kubah uap di sebelah kanan adalah daerah uap panas lanjut ( superheated steam ). Sedangkan daerah di sebelah kiri di luar kubah uap disebut daerah dingin lanjut. Untuk uap jenuh, sifat-sifat termodinamika uap dapat ditentukan hanya dengan mengunakan temperatur atau tekanannya saja, tetapi untuk menentukan sifat-sifat termodinamika uap pada kondisi panas lanjut dan dingin lanjut harus diketahui tekanan dan temperatur uap.
Bila kita memanaskan air dari kondisi cair misalnya pada tekanan konstan 1 atm dan  mulai dari temperatur 18 ^oC hingga temperatur 230 ^oC, maka pada diagram T-s dapat digambar sebagai berikut.

Gambar 4 proses pemanasan air dari 18 ^oC hingga 230 ^oC pada tekanan 1 atm (101,325 kPa)

Proses pemanasan air dapat digambarkan pada diagram T-s seperti pada gambar 4 di atas. Pada tekanan 1 atm , air dengan temperatur awal 18 ^oC memiliki entropi 0,28 kJ/kg.K, bila dipanaskan maka temperatur air akan naik mengikuti garis tekanan konstan hingga mencapai titik temperatur didih yaitu untuk tekanan 1 atm titik didih air adalah 99,98 ^oC. atau entropi air bertambah dari 0,28 kJ/kg.K menjadi 1,3 kJ/kg.K. Entalpi air bertambah dari 82 kJ/kg menjadi 418 kJ/kg. ini adalah energi total (entalpi) yang dibutuhkan untuk memanaskan air dari kondisi cair pada temperatur 18^oC menjadi air siap mendidih (berubah fase) pada temperatur 99,98 ^oC. Pada diagram T-s proses mengikuti garis A-B.
Bila panas terus diberikan, temperatur air tidak akan naik tetapi terjadi perubahan fase air dari fase cair menjadi fase gas. Perubahan fase ini mengikuti garis B-C. Pada proses ini terjadi penyerapan kalor (energi) yang digunakan untuk mengubah fase zat, pada kondisi temperatur konstan. Energi yang diserap ini tidak dapat di ukur dengan mengunakan termometer karena temperatur fluida tidak berubah. Oleh sebab itu, proses ini disebut proses penyerapan panas laten (non sensibel heat). Pada proses ini entropi air bertambah dari 1,3 kJ/kg.K menjadi 7,6 kJ/kg.K. Proses terus berlanjut hingga titik C yaitu titik yang tepat berada pada garis uap jenuh. Pada titik C semua molekul air telah berubah menjadi fase gas. Antara titik B dan titik C adalah kondisi 2 fase yaitu  campuran gas dan cair. Kadar uap dalam campuran ini disebut faktor kebasahan atau sering disingkat dengan huruf X. besar faktor kebasahan dapat dihitung dengan mengunakan rumus :

Keterangan :
X : faktor kebasahan (%) menyatakan persentase uap
h_g(t) : entalpi uap pada temperatur fluida tertentu (kJ/kg)
h_f : entalpi cair (kJ/kg)
h_fg : entalpi perubahan dari cair ke gas (kJ/kg)
s_g(t) : entropi uap pada temperatur fluida tertentu (kJ/kg.K)
s_f : entropi cair (kJ/kg.K)
s_fg : entropi perubahan dari cair ke gas (kJ/kg.K)
misalkan pada proses pemanasan air di atas, kita hendak mengetahui berapa kadar uap pada saat entropi air = 4 kJ/kg.K, maka kadar uap dapat dihitung :

Artinya pada saat entropi fluida mencapai 4 kJ/kg.K kadar uap dalam campuran adalah 44,6 %.
Angka ini dapat dengan mudah ditentukan melalui T-s diagram.
Pada titik C air berada dalam kondisi uap jenuh atau 100 % uap. Bila energi (panas) terus diberikan maka uap jenuh akan berubah menjadi uap panas lanjut. Pada proses pemanasan uap panas lanjut, tekanan dan temperatur fluida akan naik. Tetapi bila proses pemanasan ini dilakukan pada tekanan konstan maka akan mengikuti garis C-D.
Proses yang telah kita bahas ini adalah proses sederhana yang berlangsung pada saat kita memanaskan air. Proses ini hampir sama dengan proses yang terjadi di dalam boiler pada unit pembangkit uap di PLTU.
Siklus Rankine Ideal Sederhana
Siklus Rankine ideal sederhana terdiri dari :

1. Boiler sebagai alat pembangkit uap
2. Turbin uap sebagai alat mengubah uap menjadi kerja
3. Kondensor sebagai alat pengembun uap
4. Pompa boiler sebagai alat memompa air ke boiler

Skema siklus Rankine ideal sederhana dapat dilihat pada gambar 5 berikut ini.

Gambar 5 skema siklus Rankine ideal sederhana

siklus pompa panas

siklus pompa panas

siklus pompa panas

Siklus panas Termodinamika pompa adalah  untuk  dan  . Perbedaan antara keduanya adalah bahwa pompa panas dimaksudkan untuk menjaga tempat yang hangat saat lemari es dirancang untuk mendinginkannya. Siklus refrigerasi yang paling umum adalah  , yang model sistem yang menggunakan  yang fase perubahan. The  merupakan alternatif yang menyerap refrigeran dalam larutan cair daripada menguap itu. Gas siklus refrigerasi termasuk siklus Brayton terbalik . Regenerasi dalam pendingin gas memungkinkan untuk  .

Pemodelan sistem nyata

Siklus termodinamika dapat digunakan untuk model perangkat nyata dan sistem, biasanya dengan membuat serangkaian asumsi. asumsi penyederhanaan sering diperlukan untuk mengurangi masalah ke bentuk yang lebih mudah dikelola. Sebagai contoh, seperti yang ditunjukkan pada gambar, perangkat seperti  atau  dapat dimodelkan sebagai  . Perangkat yang sebenarnya terdiri dari serangkaian tahap, masing-masing itu sendiri dimodelkan sebagai proses termodinamika ideal. Meskipun setiap tahap yang bekerja pada fluida kerja adalah perangkat nyata yang kompleks, mereka dapat dimodelkan sebagai proses ideal yang mendekati perilaku nyata mereka. Asumsi selanjutnya adalah bahwa gas buang akan diteruskan kembali melalui inlet dengan kerugian yang sesuai panas, sehingga menyelesaikan siklus ideal.

Perbedaan antara siklus ideal dan performa sebenarnya dapat menjadi signifikan Ideal Stirling siklus

Realisasi kinerja

Aktual dan ideal dilapis, menunjukkan perbedaan dalam output kerja

Sebagai hasil kerja diwakili oleh interior siklus, ada perbedaan yang signifikan antara output kerja prediksi siklus ideal dan output kerja yang sebenarnya ditunjukkan oleh mesin nyata. Hal ini juga dapat diamati bahwa proses individu nyata menyimpang dari rekan-rekan ideal mereka, misalnya, ekspansi isochoric (proses 1-2) terjadi dengan beberapa perubahan volume aktual.

siklus termodinamika terkenal

Dalam prakteknya, sederhana siklus termodinamika ideal biasanya terbuat dari empat  . Setiap proses termodinamika dapat digunakan. Namun, ketika siklus ideal dimodelkan, seringkali proses di mana satu variabel negara dipertahankan konstan digunakan, seperti  (suhu konstan), (tekanan konstan), (volume konstan), (entropi konstan) , atau  (entalpi konstan). Seringkali  juga digunakan, di mana tidak ada panas yang dipertukarkan.

Beberapa siklus termodinamika contoh dan proses konstituen mereka adalah sebagai berikut:

Sepeda	Proses 1-2 (Compression)	Proses 2-3 (Penambahan Panas)	Proses 3-4 (Ekspansi)	Proses 4-1 (Penolakan Panas)	Catatan
Daya siklus normal dengan  - atau siklus pompa panas:
	adiabatik	isobarik	adiabatik	isobarik	Sebuah Brayton siklus terbalik
	isentropik	isotermal	isentropik	isotermal
	isotermal	isobarik	isotermal	isobarik	kedua  dari 1853
	adiabatik	isobarik	adiabatik	isobarik
	adiabatik	variabel tekanan dan volume	adiabatik	isochoric
	isotermal	isochoric	isotermal	isochoric
	adiabatik	isobarik	adiabatik	isobarik
Daya siklus normal dengan  : adiabatik isobarik adiabatik isobarik versi pembakaran eksternal siklus ini dikenal sebagai pertama  dari 1.833 adiabatik isobarik adiabatik isochoric isobarik isochoric adiabatik (Catatan: Proses 1-2 menyelesaikan keduanya penolakan panas dan kompresi) adiabatik isochoric adiabatik isochoric

Efisiensi

Efisiensi

Efisiensi

Efisiensi mesin panas berhubungan berapa banyak pekerjaan yang berguna adalah output untuk jumlah tertentu masukan energi panas.

Pada operasinya, fluida kerja dari mesin kalor menyerap panas (QH) dari reservoar panas,

kemudian menghasilkan sejumlah kerja bersih (W), melepaskan panas (QC) dari reservoar dingin dan akhirnya kembali pada kondisi awalnya.

Untuk mendapatkan efisiensi thermal 100%, QC haruslah nol. Sayangnya tidak ada satupun mesin yang mampu mencapai kondisi ini, pasti akan selalu ada panas yang dibuang ke reservoar dingin. Hal yang menentukan limit atas efisiensi adalah derajat reversibilitas dari operasinya. Oleh karena itu lah, mesin kalor yang beroperasi secara benar-benar reversibel adalah mesin yang ideal dan disebut dengan mesin Carnot.

Dengan kata lain, mesin panas menyerap energi panas dari sumber panas suhu tinggi, mengubah bagian dari itu untuk pekerjaan yang berguna dan memberikan sisanya untuk heat sink suhu dingin.

Secara umum, efisiensi proses perpindahan panas yang diberikan (apakah itu kulkas, pompa panas atau mesin) didefinisikan secara informal oleh rasio "apa yang keluar" untuk "apa yang Anda meletakkan masuk"

Dalam kasus mesin, satu keinginan untuk mengekstrak dan menempatkan pekerjaan dalam transfer panas.

Efisiensi maksimum teoritis dari setiap mesin panas hanya bergantung pada suhu beroperasi antara. Efisiensi ini biasanya diturunkan menggunakan mesin panas yang ideal imajiner seperti  , meskipun mesin lain yang menggunakan siklus yang berbeda juga dapat mencapai efisiensi maksimum. Secara matematis, hal ini karena di  proses, perubahan  dari reservoir dingin adalah negatif itu dari reservoir panas (yaitu, ), Menjaga perubahan keseluruhan entropi nol.

Dengan demikian: dimana adalah  dari sumber panas dan bahwa dari wastafel dingin, biasanya diukur dalam  . Perhatikan bahwa  adalah positif sementara  adalah negatif, dalam setiap proses kerja-extracting reversibel, entropi keseluruhan tidak meningkat, melainkan dipindahkan dari suatu sistem panas (tinggi entropi) ke dingin (low-entropi satu), mengurangi entropi dari sumber panas dan meningkat bahwa dari heat sink.

Alasan di balik ini menjadi efisiensi maksimal berjalan sebagai berikut. Hal ini pertama diasumsikan bahwa jika mesin panas lebih efisien daripada mesin Carnot adalah mungkin, maka bisa didorong secara terbalik sebagai pompa panas. Analisis matematis dapat digunakan untuk menunjukkan bahwa kombinasi diasumsikan akan menghasilkan penurunan bersih dalam  . Karena, dengan  , ini secara statistik tidak mungkin ke titik pengecualian, efisiensi Carnot adalah atas teoritis terikat pada efisiensi yang handal dari setiap proses.

Secara empiris, tidak ada mesin panas yang pernah ditunjukkan untuk dijalankan pada efisiensi yang lebih besar daripada mesin panas siklus Carnot.

Mesoscopic Engine Panas

Mesin panas mesoscopic adalah perangkat nano yang dapat melayani tujuan fluks panas pengolahan dan melakukan pekerjaan yang berguna pada skala kecil. Potensi aplikasi termasuk perangkat misalnya pendingin listrik. Dalam mesin panas mesoscopic tersebut, bekerja per siklus operasi berfluktuasi karena noise termal. Ada kesetaraan yang tepat yang berkaitan rata-rata eksponen pekerjaan yang dilakukan oleh setiap mesin panas dan perpindahan panas dari mandi panas yang lebih panas. Hubungan ini mengubah ketidaksamaan Carnot ke dalam kesetaraan yang tepat.

Mesin Panas Endoreversible

Efisiensi yang paling Carnot sebagai kriteria kinerja panas mesin adalah kenyataan bahwa dengan sifatnya, setiap siklus Carnot maksimal efisien harus beroperasi pada gradien suhu sangat kecil. Hal ini karena adanya transfer panas antara dua benda pada suhu yang berbeda tidak dapat diubah, dan karena ekspresi efisiensi Carnot hanya berlaku dalam batas sangat kecil. Masalah utama dengan itu adalah bahwa obyek mesin panas yang paling adalah untuk output semacam kekuasaan, dan kekuasaan sangat kecil biasanya tidak apa yang sedang dicari.

Sebuah ukuran yang berbeda efisiensi mesin panas yang ideal diberikan oleh pertimbangan  , di mana siklus identik dengan siklus Carnot kecuali dalam bahwa dua proses perpindahan panas yang tidak reversibel (Callen 1985):

(Catatan: Unit  atau  )

Model ini melakukan pekerjaan yang lebih baik memprediksi seberapa baik dunia nyata mesin panas dapat lakukan (Callen 1985, lihat juga  ):

Panas tambahan mesin

Insinyur telah mempelajari siklus panas mesin berbagai luas dalam upaya untuk meningkatkan jumlah pekerjaan yang dapat digunakan mereka bisa mengambil dari sumber daya yang diberikan. Batas Siklus Carnot tidak dapat dicapai dengan siklus gas-based, tapi insinyur telah bekerja setidaknya dua cara untuk mungkin pergi sekitar batas itu, dan salah satu cara untuk mendapatkan efisiensi yang lebih baik tanpa menekuk aturan.

1.                  Meningkatkan  perbedaan dalam mesin panas. Cara termudah untuk melakukan ini adalah untuk meningkatkan temperatur sisi panas, yang merupakan pendekatan yang digunakan dalam modern gabungan-siklus  . Sayangnya, batas-batas fisik (seperti titik leleh bahan dari mana mesin dibangun) dan keprihatinan lingkungan mengenai  produksi membatasi suhu maksimum pada mesin panas bisa diterapkan. Turbin gas modern dijalankan pada suhu setinggi mungkin dalam kisaran suhu yang diperlukan untuk mempertahankan diterima NO keluaran _x ^. Cara lain meningkatkan efisiensi adalah untuk menurunkan suhu output. Salah satu metode baru untuk melakukannya adalah dengan menggunakan cairan kimia campuran kerja, dan kemudian memanfaatkan perubahan perilaku dari campuran. Salah satu yang paling terkenal adalah apa yang disebut  , yang menggunakan campuran 70/30 dari  dan air sebagai fluida kerjanya. Campuran ini memungkinkan siklus untuk menghasilkan tenaga yang berguna pada suhu jauh lebih rendah daripada proses yang lain.

2.                  Mengeksploitasi sifat fisik fluida kerja. Eksploitasi tersebut yang paling umum adalah penggunaan air di atas titik yang disebut kritis, atau uap superkritis disebut. Perilaku cairan atas perubahan kritis mereka titik radikal, dan dengan bahan seperti air dan  adalah mungkin untuk mengeksploitasi perubahan perilaku untuk mengekstrak efisiensi termodinamika yang lebih besar dari mesin panas, bahkan jika menggunakan Brayton cukup konvensional atau Rankine siklus. Sebuah materi baru dan sangat menjanjikan untuk aplikasi tersebut adalah  . dan  juga telah dipertimbangkan untuk aplikasi seperti, meskipun SO ₂ adalah sedikit beracun untuk sebagian.

3.                  Mengeksploitasi sifat kimia dari fluida kerja. Sebuah mengeksploitasi cukup baru dan novel adalah dengan menggunakan cairan bekerja eksotis dengan sifat kimia menguntungkan. Salah satunya adalah  (NO _2), komponen beracun dari  , yang memiliki alam  sebagai di-nitrogen tetraoxide (N ₂ O _4). Pada suhu rendah, N ₂ O ₄ dikompresi dan kemudian dipanaskan. Meningkatnya suhu menyebabkan setiap N ₂ O ₄ untuk pecah menjadi dua molekul NO _2. Hal ini akan menurunkan berat molekul dari fluida kerja, yang secara drastis meningkatkan efisiensi siklus. Setelah ₂ NO telah diperluas melalui turbin, didinginkan oleh  , yang menyebabkan untuk bergabung kembali ke N ₂ O _4. Hal ini kemudian makan kembali oleh kompresor untuk siklus lain. Spesies seperti  (Al ₂ Br _6), NOCl, dan Ga ₂ I ₆ semuanya telah diselidiki untuk penggunaan tersebut. Sampai saat ini, kelemahan mereka belum dibenarkan penggunaannya, meskipun peningkatan efisiensi yang bisa diwujudkan.