Maka volume total media pendingin adalah: V
tot,mp
= V
air
+ V
garam
+ V
es
= 1 + 0,116 + 2 = 3,116 L
Maka, untuk menampung volume media pendingin tersebut, diperlukan kapasitas volume styrofoam yang mempunyai volume lebih besar dari volume
media pendingin V
styrofoam
3,116 L. Namun, ada beberapa hal lain yang perlu dipertimbangkan seperti aliran angin pada kipas, sehingga dibutuhkan volume
tampung yang minimal berukuran dua kali lebih besar daripada volume media pendingin.
Pada pasaran, terdapat beberapa ukuran standard dari kotak styrofoam. Pada mesin pendingin ruangan ini, dipilih salah satu ukuran standard pada
pasaran dengan dimensi sebagai berikut. Tabel 4.1 Dimensi Styrofoam
No. Nama
Simbol Dimensi
Satuan 1
Panjang Luar p
o
40 cm
2 Lebar Luar
l
o
26 cm
3 Tinggi Luar
t
o
17,8 cm
2 Panjang Dalam
p
i
36 cm
3 Lebar Dalam
l
i
22 cm
4 Tinggi Dalam
t
i
13 cm
Kotak styrofoam jenis ini mempunyai kapasitas volume tampung maksimum sebesar:
V
i,styrofoam
=
� �
�
1000
=
36 22 13 1000
= 10,296 L
Perbandingan antara kapasitas volume tampung dan volume media pendingin adalah:
�
�, �
�
,
=
10,296 3,116
= 3,304 Perbandingan yang didapat memenuhi syarat minimum volume tampung.
Maka digunakanlah kotak styrofoam ini, dengan volume sebesar: V
o,styrofoam
=
1000
=
40
26
17,8 1000
= 18,512 L
4.3 Analisa Sifat dan Kekuatan Bahan
Styrofoam 4.3.1 Densitas
Styrofoam Densitas kerapatan merupakan ukuran kepadatan dari suatu material.
Untuk menghitung kerapatan diperlukan beberapa data sebagai berikut. Diketahui:
- m
= Massa kotak styrofoam = 720 g = 0,720 kg
- V
o,styrofoam
= Volume luar styrofoam = 18,512 L
- V
i,styrofoam
= Volume dalam styrofoam = 10,296 L Volume dari styrofoam dapat dicari dengan menghitung selisih volume
luar dan volume dalamnya. V
= V
o,styrofoam
– V
i,styrofoam
= 18,512 – 10,296
= 8,216 L = 8,216 x 10
-3
m
3
Maka kerapatan dari styrofoam yang digunakan pada mesin pendingin ruangan adalah:
ρ =
�
=
0,720 8,216 10
−3
= 87,634 kgm
3
4.3.2 Kekakuan Styrofoam
Kekakuan styrofoam dilihat berdasarkan besarnya regangan yang terjadi akibat gaya yang diberikan pada styrofoam tersebut. Untuk menghitung besar
regangan, diperlukan beberapa data sebagai berikut. Diketahui:
- V
air
= Volume air = 1 L
- ρ
air
= Massa jenis air = 1000 kgm
3
= 1000 gL -
V
es
= Volume es = 2 L
- ρ
es
= Massa jenis es = 920 kgm
3
= 920 gL -
m
garam
= Massa garam = 250 g
- g
= Percepatan gravitasi = 9,81 ms
2
- p
= Panjang styrofoam = 40 cm
= 0,40 m -
l = Lebar styrofoam
= 26 cm = 0,26 m
- t
= Tinggi styrofoam = 17,8 cm
= 0,178 m -
E = Modulus Young styrofoam = 3300 Mpa = 3,3 x 10
9
Pa
Mula – mula dihitung terlebih dahulu massa air dan massa es.
m
air
= ρ
air
x V
air
= 1000 x 1 = 1000 g
m
es
= ρ
es
x V
es
= 920 x 2 = 1840 g
Maka massa total media pendingin dan beratnya adalah:
m
tot,mp
= m
air
+ m
garam
+ m
es
= 1000 + 250 + 1840
= 3090 g = 3,090 kg
w = m
tot,mp
x g = 3,090 x 9,81
= 30,3129 N
Berat media pendingin w merupakan gaya tarik F yang dikerjakan pada dinding depan, kiri, kanan, dan belakang styrofoam.
Selanjutnya dihitung tegangan tarik yang diaplikasikan pada styrofoam dengan menggunakan persamaan:
� =
�
=
2 +
=
30,3129 2
0,40+0,26 0,178
=
129,013 Pa
Tahap selanjutnya akan dihitung besar regangan pada styrofoam dengan menggunakan persamaan:
� =
�
=
129,013 3,3 10
9
= 3,91 x 10
-8
Maka besar pertambahan panjang yang terjadi akibat tegangan tarik dapat dihitung dengan persamaan:
∆ =
�
x l = 3,91 x 10
-8
x 17,8 = 6,96 x 10
-7
cm
Dari perhitungan diatas dapat dilihat bahwa styrofoam memiliki kekakuan yang sangat besar.
4.4 Analisa Ukuran Ruangan Terhadap Beban Pendingin
Ukuran ruangan dapat ditentukan setelah diketahui beban pendingin total ruangan. Berikut ini adalah data
– data yang akan digunakan untuk menghitung
