Latar Belakang Masalah PENDAHULUAN

1

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Secangkir teh atau kopi panas yang dibiarkan begitu saja, maka lama kelamaan secangkir teh atau kopi tersebut menjadi dingin. Hal itu terjadi karena adanya proses pendinginan. Proses pendinginan menyebabkan suhu teh atau kopi yang tinggi menjadi rendah, bahkan suhunya menjadi sama. Keadaan dimana suhu teh atau kopi menjadi sama diseluruh sistem dinamakan sebagai keadaan kesetimbangan termal. Kesetimbangan termal yaitu bila dua benda saling kontak atau melakukan perpindahan panas sehingga suhu kedua benda tersebut menjadi sama Schroeder, 2000; Young, 2002. Proses pendinginan suatu benda terjadi karena adanya perpindahan panas. Ada tiga macam perpindahan panas yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Konduksi merupakan perpindahan panas melewati suatu bahan, tanpa disertai perpindahan partikelnya. Sedangkan konveksi merupakan perpindahan panas yang disertai dengan perpindahan partikelnya. Konduksi dan konveksi membutuhkan partikel sebagai medium. Adapun, radiasi merupakan perpindahan panas dalam bentuk gelombang elektromagnetik seperti cahaya tampak, infra merah, dan radiasi ultra ungu Benson, 1995; Giambattista, 2008; Young, 2002; Halliday, 2010. Secara umum, proses pendinginan yang melibatkan perpindahan panas secara konduksi, konveksi, dan radiasi mengikuti suatu hukum yang dikenal 2 sebagai hukum pendinginan Newton. Hukum pendinginan Newton menjelaskan laju pendinginan suatu benda yang sebanding dengan beda suhu. Dalam banyak keadaan yang sesungguhnya, ketiga perpindahan panas terjadi secara serentak, walaupun salah satu lebih efektif dibandingkan yang lainnya Tipler, 1991. Berdasarkan hukum pendinginan Newton, suhu benda mengalami penurunan secara eksponensial. Hukum pendinginan Newton berlaku pada beda suhu yang kecil yakni ΔT 50⁰C . Pada beda suhu tersebut, perpindahan panas secara radiasi sangat kecil sehingga adanya penggunaan pendekatan dalam hukum pendinginan Newton. Eksperimen proses pendinginan suatu benda telah dilakukan dengan beda suhu ΔT 50⁰C. Data yang diperoleh dianalisa menggunakan hukum pendinginan Newton. Hasil analisa menunjukkan bahwa proses pendinginan yang terjadi pada benda tidak sesuai dengan hukum pendinginan Newton. Ketidaksesuaian disebabkan karena pada ΔT 50⁰C perpindahan panas secara radiasi lebih dominan daripada yang lainnya [Vollmer, 2009]. Macam-macam eksperimen tentang proses pendinginan suatu benda telah banyak dilakukan. Proses pendinginan suatu benda dilakukan untuk menentukan panas peleburan es. Eksperimen tersebut menggunakan termometer raksa untuk mengukur suhu selama proses pendinginan. Pengambilan data selama proses pendinginan dilakukan setiap selang waktu tertentu, dengan cara melakukan pembacaan pada termometer raksa. Pembacaan pada termometer raksa sering kali menggunakan pendekatan angka atau perkiraan dikarenakan skala pada termometer terbatas. Disamping itu, 3 proses pendinginan suatu benda selama eksperimen terjadi cukup lama. Sehingga pengambilan data membutuhkan perhatian yang lebih untuk melakukan pembacaan suhu setiap selang waktu tertentu NN, 2011. Proses pendinginan suatu benda untuk menentukan nilai koefisien konveksi telah dilakukan oleh Conti, dkk 2014. Proses pendinginan dilakukan dengan cara memanaskan air terlebih dahulu hingga mecapai suhu tertentu. Suhu air dalam bejana, dan suhu lingkungannya dimonitor dengan menggunakan sensor suhu yang telah dihubungkan dengan komputer melalui interface LabPro. Nilai suhu air dan suhu lingkungan dicatat secara kontinyu menggunakan software LoggerPro. Proses pendinginan yang dilakukan pula oleh Suryani dan Santosa 2014 untuk menentukan nilai konstanta pendinginan Newton. Selain digunakan untuk pengambilan data, software LoggerPro dapat digunakan untuk menampilkan grafik, serta menganalisa grafik dengan cara memfit menggunakan persamaan yang sesuai. Dewasa ini, eksperimen berbasis komputer menjadikan eksperimen lebih mudah. Dengan eksperimen berbasis komputer, peneliti lebih mudah memonitor suhu selama proses pendinginan suatu benda karena komputer dilengkapi dengan software LoggerPro dan suhu benda serta suhu lingkungan dimonitor dengan sensor suhu. Analisa data menjadi mudah dengan menggunakan software LoggerPro. 4 Pada penelitian ini dilakukan proses pendinginan pada bejana yang berisi air 100 ml dengan beda suhu ΔT 50⁰C. Pengambilan data selama proses pendinginan menggunakan sensor suhu, dan software LoggerPro. Software LoggerPro digunakan untuk memonitor serta mencatat suhu air dalam bejana, dan suhu lingkungan sekitarnya secara kontinyu. Bejana yang digunakan pada penelitian ini adalah bejana berbahan kaca, kaleng, dan plastik.

B. Rumusan Masalah