Penggunaan Zat Absorber Silica Gell Pada Mesin Pendingin
Achiruddin Jurusan Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Pada saat ini untuk mengoperasikan mesin pendingin baik untuk pembuatan es, menyimpan bahan makanan dan minuman, sayuran, menyimpan daging, ikan segar untuk
skala rumah tangga maupun industri dan untuk keperluan kenyamanan dirumah-rumah, dikantor dan diindustri, semua mesin pendinginnya digerakkan dengan menggunakan
energi listrik. Pada hal energi dalam bentuk ini pada saat ini terbatas persediaannya, untuk mengatasi hal ini perlu diadakan cara lain untuk mendapatkan mesin-mesin
pendingin yang tidak menggunakan energi listrik, untuk keperluan tersebut yang dipergunakan zat yang mampu mengambil atau memompa keluar kalor yang terkandung
didalam suatu substansi yang akan didinginkan dengan jalan mengabsorbsi uap air yang ada didalam substansi yang akan didinginkan secara paksa. Dengan adanya perubahan
fase dari cairan ke fase uap maka harus ada energi untuk merubahnya menjadi fase uap yaitu energi penguapan dari fase padat menjadi fase uap yang diambil dari substansi itu
sendiri. Energi penguapan air ini cukup besar untuk persatuan massa air.
1.1.1 Mesin pendingin listrik
Kalau ditinjau secara garis besar maka mesin pendingin yang digerakkan oleh energi listrik maka mesin pendingin ini terdiri dari kompresor, kondenser, katup ekspansi
dan evaporator. Dan secara sederhana mesin pendingin yang menggunakan energi listrik dapat digambarkan seperti pada gambar 1.1.
Gambar 1.1 Diagram mesin pendingin listrik CONDENSER
KATUP EKSPANSI
CONDENSER KOMPRESOR
e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
1
Cara kerja mesin pendingin listrik ini dapat dijelaskan sebagai berikut, kompresor yang ada pada sistem pendingin dipergunakan sebagai alat untuk memampatkan fluida
kerja refrigent, jadi refrigent yang masuk kedalam kompresor oleh kompresor tersebut yang dialirkan ke condenser yang kemudian dimampatkan di condenser. Di bagian
kondenser ini refrigent yang dimampatkan akan berubah fase dari refrigent fase uap akan berubah keadaan menjadi refrigent fase cair, dengan adanya perubahan fase dari fase uap
ke fase cair maka refrigent mengeluarkan kalor yaitu kalor penguapan yang terkandung didalam refrigent. Adapun besarnya kalor yang dilepaskan oleh kondenser adalah
jumlahan dari energi kompresor yang diperlukan dan energi kalor yang diambil evaparator dari substansi yang akan didinginkan. Pada kondensor tekanan refrigent yang
berada dalam pipa-pipa kondenser relatif jauh lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan refrigent yang berada pada pipi-pipa evaporator. Setelah refrigent lewat kondenser dan
setelah melepaskan kalor penguapan dari fase uap kefase cair maka refrigent dilewatkan melalui katup ekspansi, pada katup ekspansi ini refrigent tekanannya diturunkan pada
suatu harga yang memungkinkan refrigent maupun berubah kondisi dari fase cair ke fase uap yang kemudian refrigent dialirkan ke evaporator, di dalam evaporator ini refrigent
akan berubah keadaannya dari fase cair ke fase uap, perubahan fase ini disebabkan karena tekanan fregent dibuat sedemikian rupa sehingga tekanan refregent setelah melewati
katup ekspansi dan melalui evaporator tekanannya menjadi sangat turun. Hal ini secara praktis dapat dilakukan dengan jalan diameter pipa yang ada dievaporator relatif lebih
besar jika dibandingkan dengan diameter pipa yang ada pada kondenser. Dengan adanya perubahan kondisi refrent dari fase cair ke fase uap maka untuk merubahnya dari fase cair
ke refregent fase uap maka proses ini membutuhkan energi yaitu energi penguapan, dalam hal ini energi yang dipergunakan adalah energi yang berada di dalam substansi
yang akan didinginkan. Dengan diambilnya energi yang diambil dalam substansi yang akan didinginkan maka enthalpi substansi yang akan didinginkan akan menjadi turun,
dengan turunnya enthalpi maka temperatur dari substansi yang akan didinginkan akan menjadim turun. Proses ini akan berubah terus-menerus sampai terjadi pendinginan yang
sesuai dengan keinginan. Dengan adanya mesin pendingin listrik ini maka untuk mendinginkan atau menurunkan temperatur suatu substansi dapat dengan mudah
dilakukan, tetapi sistem ini menggunakan energi listrik untuk mengoperasikan padahal energi dalam bentuk ini pada saat ini sangat terbatas persediaannya.
1.1.2
Sistem mesin pendingin tanpa tenaga listrik Untuk mengatasi terbatasnya persediaan jumlah energi listrik yang diperlukan
untuk mengoperasikan mesin pendingin tenaga listrik maka diperlukan suatu sistem yang mampu menurunkan temperatur suatu substansi yang akan didinginkan atau suatu sistem
yang dapat menurunkan kandungan enthalpi yang dikandung dalam suatu substansi yang akan didinginkan. Kalau ditinjau suatu wadah tertutup yang menampung air m1 dan
mempunyai temperatur t1, tekanan p1 seperti pada gambar 1.2.
e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
2
Isolator
Gambar 1.2 Sistem penguapan air secara paksa Jika uap air yang berada didalam wadah diambil diserap dengan suatu zat yang
mampu menghisap uap air maka tekanan pada wadah akan menjadi turun t2, sebab berkurangnya molekul-molekul uap air, dan dengan berkurangnya tekanan uap air
diwadah maka air yang berada didalam wadah akan melepaskan melekul airnya menguap. Pada saat melekul air fase cair melepaskan diri dari air fase cair dan menjadi
melekul air fase uap maka melekul yang melepaskan diri dari keadaan cair membawa energi yang dikandung didalam air fase cair. Jadi untuk merubah air fase cair menjadi
fase uap diperlukan energi yang berubah kalor penguapan, semakin banyak uap air yang diserap maka energi yang dibawa oleh uap air juga banyak. Maka dengan diambilnya
enthalpi maka enthalpi substansi air menjadi turun yaitu h2, dengan turunnya enthalpi maka temperatur air akan turun pula yaitu t2, hal ini dapat ditunjukkan pada gambar 1.3.
Isolator p2p1
m2m1 h2h1
t1t1
Gambar 1.3 Sistem penguapan air paksa setelah tekanan diturunkan
m 1, t 1 air
p 1 Uap air
Air m2, h2, t2 Uap air p2
1.1.3 Sistem pendinginan menggunakan zat absorben silika gell
