71
4.4. Menghitung Energi Yang Digunakan dan Energi Yang Terbuang
Untuk mengetahui besar energi yang digunakan dalam proses elektrolisis adalah perkalian antara voltase, kuat arus dan waktu elektrolisis. Namun dalam
penelitian ini kuat arus divariasikan untuk mengetahui besar pengaruh kuat arus terhadap produksi H
2
dan O
2
sedangkan untuk voltasenya tetap. Sehingga didalam setiap pengujian waktu produktifitas gas H
2
berbeda serta energi yang digunakan berbeda-beda, besarnya jumlah energi yang digunakan pada proses elektrolisa
,jumlah energi yang terbuang dan persentase energi yang hilang dapat digunakan persamaan berikut.
E = V x I x t ΔT = T
f
-T
S
H
Lost
= ΔT -V
f
Lost =
��� �
x 100 Dimana :
E = Energi yang digunakan dalam mesin drycell Watt-hours.
V = Tegangan yang digunakan mesin drycell Volt.
I = Kuat arus yang digunakan mesin drycell Ampere.
t = Waktu yang dibutuhkan untuk proses elektrolisis hours.
ΔT = Perubahan Temperatur C.
T
f
= Tempertur Akhir C. T
S
= Temperatur Awal C. V
f
= Volume air cm
3
. H
Lost
= Energi Terbuang kalori. Lost = Persentase energi yang terbuang.
4.4.1. Besarnya Energi Yang Digunakan
Pengujian pengaruh ketebalan gasket terhadap produktifitas gas hidrogen membutuhkan energi untuk mengelektrolisis air. Perhitungan energi akan dibagi
menjadi beberapa bagian, karena tebal gasket berpengaruh terhadap waktu produksi, laju produksi dan suhu. Sehingga dapat dihitung.
Universitas Sumatera Utara
72 1.
Pengujian dengan KOH 4 Dengan tebal gasket 1,5 dan kuat arus 20A, 22A, 24A, 26A, serta voltase
50 V dan waktu produksi 80, 77, 75, 72 detik, energi dapat diperoleh, E=V.I.t = 50 x 20 x 803600 = 22,22 wh
Pada hasil pengujian tebal gasket 1,5 pada arus 20 A diperoleh suhu akhir 41,71 Celsius sehingga diperoleh,
ΔT = T
f
-T
S
= 41,71
o
C – 25
o
C = 16,7
o
C sehingga, H
Lost
= ΔT -V
f
= 16,7
o
C – 1500 cm
3
= -1483,29 kalori tanda minus merupakan energi terbuang, dan persentasenya,
Lost =
��� �
x 100 =
, ,
x 100 = 0,07761. Begitu juga untuk perhitungan pada kuat arus selanjutnya dan tebal
gasketnya, atau dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4.25. Energi yang digunakan, Energi yang hilang dan persentase energi yang terbuang
Tebal Gasket
mm Kuat
Arus
A Waktu
Produksi detik
Suhu C
Energi Wh
ΔT C
H
Lost
kalori Persentase
H
lost
20 80
41,71 22,22222
16,71 -1483,29
-0,077614 1,5
22 77
42,78 23,52778
17,78 -1482,22
-0,073254 24
75 43,19
25 18,19
-1481,81 -0,068921
26 72
43,84 26
18,84 -1481,16
-0,066242 20
94 40,96
26,11111 15,96
-1484,04 -0,066088
3 22
91 41,89
27,80556 16,89
-1483,11 -0,062022
24 89
42,88 29,66667
17,88 -1482,12
-0,058092 26
87 43,38
31,41667 18,38
-1481,62 -0,054838
20 115
39,72 31,94444
14,72 -1485,28
-0,054065 4,5
22 112
39,92 34,22222
14,92 -1485,08
-0,05046 24
109 40,18
36,33333 15,18
-1484,82 -0,047519
26 107
40,27 38,63889
15,27 -1484,73
-0,044681 20
132 38,97
36,66667 13,97
-1486,03 -0,047126
6 22
130 39,07
39,72222 14,07
-1485,93 -0,043498
24 127
39,16 42,33333
14,16 -1485,84
-0,040812 26
125 39,26
45,13889 14,26
-1485,74 -0,038273
NB: Tanda minus - menunjukkan energi yang terbuang
Universitas Sumatera Utara
73 Dari hasil perhitungan energi, dapat dilihat bahwa semakin tinggi kuat
arus dan semakin tebal gasket, maka energi yang digunakan semakin tinggi. Grafik data hasil percobaan antara energi dan kuat arus dengan KOH 4
mengalami peningkatan yang hampir sama dan dapat dilihat pada gambar 4.13.
Gambar 4.13. Grafik Energi yang digunakan Vs Kuat Arus Pada KOH 4
2. Pengujian dengan KOH 4,33
Dengan tebal gasket 1,5 dan kuat arus 20A, 22A, 24A, 26A, serta voltase 50 V dan waktu produksi 78, 77, 74, 71 detik, energi dapat diperoleh,
E=V.I.t = 50 x 20 x 783600 = 21,66 wh Pada hasil pengujian tebal gasket 1,5 pada arus 20 A diperoleh suhu akhir
42,12 Celsius sehingga diperoleh, ΔT = T
f
-T
S
= 42,12
o
C – 25
o
C = 17,12
o
C sehingga, H
Lost
= ΔT -V
f
= 17,12
o
C – 1500 cm
3
= -1482,88 kalori tanda minus merupakan energi terbuang, dan persentasenya,
Lost =
��� �
x 100 =
, ,
x 100 = 0,07958. Begitu juga untuk perhitungan pada kuat arus selanjutnya dan tebal
gasketnya, atau dapat dilihat pada tabel berikut :
20 30
40 50
20 22
24 26
E nerg
i Ya
ng dig
un a
k a
n
w h
Kuat Arus A
Energi vs Kuat Arus
1.5 3
4.5 6
Universitas Sumatera Utara
74
Tabel 4.26. Energi yang digunakan, Energi yang hilang dan persentase energi yang terbuang.
Tebal Gasket
mm Kuat
Arus
A Waktu
Produksi detik
Suhu C
Energi Wh
ΔT C
H
Lost
kalori Persentase
H
lost
20 78
42,12 21,66667
17,12 -1482,88
-0,07958 1,5
22 77
43,05 23,52778
18,05 -1481,95
-0,07324 24
74 43,57
24,66667 18,57
-1481,43 -0,06983
26 71
44,08 25,63889
19,08 -1480,92
-0,06716 20
90 41,14
25 16,14
-1483,86 -0,06902
3 22
88 41,93
26,88889 16,93
-1483,07 -0,06413
24 87
42,94 29
17,94 -1482,06
-0,05943 26
85 43,4
30,69444 18,4
-1481,6 -0,05613
20 113
39,83 31,38889
14,83 -1485,17
-0,05502 4,5
22 110
40,07 33,61111
15,07 -1484,93
-0,05137 24
107 40,23
35,66667 15,23
-1484,77 -0,04841
26 105
40,37 37,91667
15,37 -1484,63
-0,04553 20
130 38,98
36,11111 13,98
-1486,02 -0,04785
6 22
128 39,18
39,11111 14,18
-1485,82 -0,04417
24 125
39,23 41,66667
14,23 -1485,77
-0,04146 26
123 39,37
44,41667 14,37
-1485,63 -0,03889
NB: Tanda minus - menunjukkan energi yang terbuang
Dari hasil perhitungan energi, dapat dilihat bahwa semakin tinggi kuat arus dan semakin tebal gasket, maka energi yang digunakan semakin tinggi.
Grafik data hasil percobaan antara energi dan kuat arus dengan KOH 4,33 mengalami peningkatan yang hampir sama dan penambahan KOH mempengaruhi
jumlah energi yang digunakan dan dapat dilihat pada gambar 4.14.
Universitas Sumatera Utara
75
Gambar 4.14. Grafik Energi yang digunakan Vs Kuat Arus Pada KOH 4,33
3. Pengujian dengan KOH 4,66
Dengan tebal gasket 1,5 dan kuat arus 20A, 22A, 24A, 26A, serta voltase 50 V dan waktu produksi 75, 73, 70, 68 detik, energi dapat diperoleh,
E=V.I.t = 50 x 20 x 753600 = 20,83 wh Pada hasil pengujian tebal gasket 1,5 pada arus 20 A diperoleh suhu akhir
42,28 Celsius sehingga diperoleh, ΔT = T
f
-T
S
= 42,28
o
C – 25
o
C = 17,28
o
C sehingga, H
Lost
= ΔT -V
f
= 17,28
o
C – 1500 cm
3
= -1482,72 kalori tanda minus merupakan energi terbuang, dan persentasenya,
Lost =
��� �
x 100 =
, ,
x 100 = 0,0827. Begitu juga untuk perhitungan pada kuat arus selanjutnya dan tebal
gasketnya, atau dapat dilihat pada tabel berikut :
10 20
30 40
50
20 22
24 26
E nerg
i Ya
ng Dig
un a
k a
n w
h
Kuat Arus A
Energi Vs Kuat arus
Gaket 1,5 Gasket 3
Gasket 4,5 Gasket 6
Universitas Sumatera Utara
76
Tabel 4.27. Energi yang digunakan, Energi yang hilang dan persentase energi yang terbuang.
Tebal Gasket
mm Kuat
Arus
A Waktu
Produksi detik
Suhu C
Energi Wh
ΔT C
H
Lost
kalori persentase
H
lost
20 75
42,28 20,83333
17,28 -1482,72
-0,082756 1,5
22 73
43,21 22,30556
18,21 -1481,79
-0,077246 24
70 43,92
23,33333 18,92
-1481,08 -0,073808
26 68
44,42 24,55556
19,42 -1480,58
-0,070111 20
87 41,19
24,16667 16,19
-1483,81 -0,071394
3 22
84 41,97
25,66667 16,97
-1483,03 -0,067186
24 82
42,98 27,33333
17,98 -1482,02
-0,063047 26
80 43,48
28,88889 18,48
-1481,52 -0,059632
20 109
39,95 30,27778
14,95 -1485,05
-0,057032 4,5
22 107
40,17 32,69444
15,17 -1484,83
-0,052809 24
104 40,31
34,66667 15,31
-1484,69 -0,0498
26 102
40,48 36,83333
15,48 -1484,52
-0,046865 20
127 39,02
35,27778 14,02
-1485,98 -0,048979
6 22
125 39,23
38,19444 14,23
-1485,77 -0,045233
24 122
39,37 40,66667
14,37 -1485,63
-0,042479 26
118 39,41
42,61111 14,41
-1485,59 -0,040539
NB: Tanda minus - menunjukkan energi yang terbuang Dari hasil perhitungan energi, dapat dilihat bahwa semakin tinggi kuat
arus dan semakin tebal gasket, maka energi yang digunakan semakin tinggi. Grafik data hasil percobaan antara energi dan kuat arus dengan KOH 4,66
mengalami peningkatan yang hampir sama dan penambahan KOH mempengaruhi jumlah energi yang digunakan semakin tinggi KOH semakin sediki energi yang
digunakan dan dapat dilihat pada gambar 4.15.
Universitas Sumatera Utara
77
Gambar 4.15. Energi Vs Kuat arus pada KOH 4,66
Analisa: 1.
Besarnya energi yang digunakan semakin meningkat sehubung semakin meningkatnya kuat arus dan ketebalan gasket.
2. Semakin tinggi konsentrasi KOH maka akan semakin sedikit energi yang
digunakan. Sehingga dapat dilihat pengaruh penambahan KOH melalui grafik Energi
yang digunakan dengan ketebalan gasket pada kuat arus konstan 20 A seperti gambar 4.16. Energi yang digunakan meningkat sehubung meningkatnya tebal
gasket, dan energi cendrung menurun sehubung bertambahnya konsentrasi KOH
Gambar 4.16. Grafik Energi yang digunakan Vs Tebal Gasket Pada Kuat Arus 20A
15 20
25 30
35 40
45
20 22
24 26
E nerg
i Ya
ng Dig
un a
k a
n
k g
s
Kuat Arus A
Energi Vs Kuat Arus
Gaket 1,5 Gasket 3
Gasket 4,5 Gasket 6
20 22
24 26
28 30
32 34
36 38
1,5 3
4,5 6
E nerg
i Ya
ng Dig
un a
k a
n w
h
Tebal Gasket mm
Energi Vs Tebal Gasket
KOH 4 KOH 4,33
KOH 4,66
Universitas Sumatera Utara
78
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan