1.2. Manfaat dan sasaran
Dengan menggunakan zat absorben silika gell sebagai sarana untuk memompa kalor yang ada didalam substansi yang akan didinginkan maka diperoleh alternatif lain
untuk mengoperasikan mesin pendingin yang sering dipergunakan untuk pembuatan es, menyimpan bahan makanan, kenyamanan dirumah, dikantor maupun dipabrik, untuk
pengkondisian lingkungan untuk ruangan yang menyimpan suatu peralatan yang mengharuskan dituntutnya suatu kondisi tertentu yang selama ini masih menggunakan
energi listrik untuk mengoperasikannya. Sasaran selanjutnya setelah dilakukan penelitian ini adalah dirancangnya suatu gedung hemat energi, maksudnya untuk pengkondisian
lingkungan yang berada didalam gedung tersebut tidak menggunakan tenaga listrik untuk mengoperasikan mesin pendingin tetapi pengondisian lingkungan yang akan dipakai
menggunakan suatu sistem yang bekerjanya sesuai dengan prinsip-prinsip yang sesuai dengan penelitian yang sedang dilakukan. Secara sederhana gedung hemat energi yang
dimaksud adalah seperti pada gambar 1.5. Pada atap langit-langit ruangan yang akan dikondisikan ditaruh zat yang mampu menyerap uap air dalam hal ini zat yang dipakai
adalah absorben silika gell. Atap pada ruangan dibuat sedemikian rupa sehingga atap ini dapat dibuka dan ditutup pada langit-langit bahan yang dipakai adalah suatu bahan yang
Gambar 1.5. Sistem pengondisian ruang pada saat siang hari berlubang-lubang sedemikian rupa sehingga dapat dibuka dan ditutup. Pada waktu siang
hari atap ruangan dibuka dan lubang-lubang pada langit-langit dalam keadaan tertutup. Dengan terbukanya atap pada waktu siang hari maka energi matahari yang mengenai
silika gell dipergunakan sebagai energi penguapan untuk menguapkanmembebas molekul lain yang dikandung didalam absorben silika gell. Jika dibukanya tutup atap
cukup lama yaitu selama matahari terik diangkasa maka energi yang diterimanya cukup untuk melepaskan melekul air yang dikandung didalam silika gell. Dan pada waktu
malam hari atap ruangan yang dikondisikan ditutup dan lubang-lubang yang berada didalam langit-langit harus dalam keadaan terbuka maka dengan terbukanya lubang-
lubang yang berada didalam langit-langit maka kontak langsung antara uap air yang berada didalam ruangan yang dikondisikan dengan absorben silika gell yang berada
didalam ruangan antara langit-langit dengan atap gedung. Dengan terhisapnya uap air yang berada didalam ruangan yang akan dikondisikan maka uap air yang dikandung
e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
4
didalam maka sesuain dengan konsep sebelumnya maka dengan menguapnya uap air yang dikandung dalam substansi yang ada didalam ruangan maka diperlukan adanya
energi yang dibutuhkan untuk menguapkan air yang ada didalam substansi, yaitu energi kalor penguapan, energi ini diambil didalam substansi yang didalam ruangan dengan
demikian entalpi yang ada didalam substansi akan turun, hal ini akan mengakibatkan temperatur didalam ruangan yang akan dikondisikan akan turun. Diagram pendinginan
pada saat malam hari dapat ditunjukkan pada gambar 1.6. Jadi sistem pendinginan untuk
Gambar 1.6 Sistem pengkondisisan ruang pada saat malam hari Mendinginkan ruangan gedung hemat energi secara tidak langsung menggunakan energi
matahari, hal ini dimungkinkan karena zat perantara yang dipergunakan adalah zat absorben silika gell. Dalam proses pedinginan maka silika gell akan dipenuhi dengan
melekul-melekul air dan jika zat absorben silika gell sudah jenuh mengikat melekul air maka proses pendinginan sudah tidak dapat terjadi lagi. Untuk agar supaya zat absorben
silika gell dapat dipergunakan lagi maka silika gell tersebut harus betul-betul kering atau tidak ada melekul air yang terkandung didalam pori yang ada pada zat absorben silika
gell. 1.3
Regenerasi zat absorben silika gell Cara yang paling baik dan ekonomis untuk melepaskan melekul-melekul air yang
terikat didalam zat absorben silika gell adalah dengan cara mengeringkannya dibawah terik matahari, dan apabila zat absorben silika gell sudah betul-betul tidak mengikat
molekul uap air maka zat absorben tersebut bisa dipergunakan lagi untuk proses pendinginan di sistem pendinginan yang dimaksud. Jadi secara tidak langsung sistem
pendinginan ini menggunakan energi matahari untuk mengoperasikan mesin pendingin yang menggunakan efek penyerapan entalpi yang dilakukan oleh zat absorben silika gell.
Secara skema blok untuk mendaur ulang zat absorben silika gell untuk proses pendinginan dapat ditunjukkan pada gambar 1.7. Zat absorben silika gell yang jenuh
dengan molekul uap air dan sebelum diregenerasi keadaannya dapat dilihat pada gambar 1.8 sedang zat absorben silika gell yang sudah diproses daur ulang dapat ditunjukkan
pada gambar 1.9.
e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
5
Energi matahari Zat absorben silika
gell + n H
2
O Zat absorben silika
gell bebas H
2
O
Proses pendinginan dengan perantara
silika gell
Gambar 1.7 Skema blok untuk mendaur ulang zat absorben silika gell
Gambar 1.8 Zat absorben silika gellyang jenuh dengan melekul air
e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
6
Gambar 1.9 Zat absorben silika gell yang sudah di daur ulang
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Molekul dan kalor
Menurut teori materi molekuler semua substansi, padat, cair, dan gas disusun dari jutaan partikel submikroscopis yang disebut molekul. Molekul adalah bagian yang
terkecil dari substansi yang masih mempunyai sifat yang sama dari substansi yang disusunnya. Menurut teori molekou mempunyai hubungan dalam ukuran dan jarak yang
dalam fase gas jarak rata-rata selalu beberapa kali dari diameter dari molekul tunggal. Molekul tersusun dari beberapa partikel yang lebih kecil yang disebut atom. Dan atom itu
sendiri tersusun dari proton, elektron, dan netron. Pada segala temperatur tertentu molekul-molekul berada pada gerakan yang tetapi semuanya tidak pada kecepatan yang
sama, dengan demikian setiap molekul mempunyai energi individu yang berbeda-beda. Total enargi yang dimiliki oleh molekul adalah jumlahan dari semua energi yang
dikandung oleh setiap molekul, termasuk energi didalamnya, jumlah dari energi ini menyebabkan bergerak rotasi maupun bervibrasinya atom-atom dan elektron, dan adanya
energi potensial didalam atom-atom. Sejak energi dari suatu molekul bergantung besarnya kecepatan molekul itu sendiri, total energi yang dikandung didalam substansi
yang terdiri dari jutaan molekul bergantung dari total massanya dan kecepatan rata-rata molekul. Teori molekul materi menerangkan adanya tiga hal yang mendasar yang paling
penting yaitu :
1. Kalor adalah salah satu bentuk energi dan total energi yang dikandung didalam
suatu benda atau substansi adalah jumlah dari semua energi yang dikandung oleh setiap molekul penyusun benda atau substansi tersebut.
e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
7