Uji Konduktivitas Termal dengan Pyromete
FISIKA LABORATORIUM
1
Uji Konduktivitas Termal dengan Pyrometer pada
Kayu, Karet, dan Arang
Sulistiyawati Dewi K., Dina Mardiana, Anita Dwi A., Zainuri
Jurusan Fisika, Fakultas Ilmu Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
e-mail: dinamardiana241@gmail.com
Abstrak— Percobaan Uji Konduktivitas Termal dengan
Pyrometer pada Kayu, Karet, dan Arang memiliki tujuan untuk
menentukan nilai konduktivitas termal beberapa material serta
mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi nilai konduktivitas
termal pada beberapa meterial. Percobaan ini menggunakan prinsip
perpindahan panas secara konduksi. Percobaan ini dilakukan dengan
memanaskan kompor listrik dengan susunan bawah keatas yaitu besi
-bahan-besi selama 10 menit. Pada percobaan ini didapatkan data
diameter dan tinggi dari masing-masing bahan, serta temperature
antar permukaan bahan (T1, T2, T3, T4). Dari hasil percobaan dapat
disimpulkan bahwa factor-faktor yang mempengaruhi nilai
konduktivitas termal pada bahan yang digunakan adalah adalah
kandungan uap air, suhu, kepadatan, dan porositas. Pada percobaan
ini didapatkan nilai konduktivitas termal untuk Berdasarkan hasil
perhitungan, didapatkan nilai konduktivitas listrik dari kayu 230,48
W/moC, karet 233,78 W/moC, arang 246,34 WS/moC.
Kata Kunci: Arang, karet, kayu, konduksi, Kondukstivitas termal.
I.
D
PENDAHULUAN
alam kehidupan sehari-hari tak pernah terlepas dari
panas atau kalor, setiap material memiliki sifat
termal yang berbeda-beda tergantung jenis material.
Pada umumnya yang kita tahu material yang dapat
menghantarkan panas hanyalah logam, namun sebenarnya
material non logam juga dapat menghantarkan panas
meskipun nilainya kecil.
Konduksi termal adalah suatu fenomena transport di
mana perbedaan temperatur menyebabkan transfer energi
termal dari satu daerah benda panas ke daerah yang lain dari
benda yang sama pada temperatur yang lebih rendah.
Koefisien konduktivitas termal k didefinisikan sebagai laju
panas pada suatu benda dengan suatu gradien temperatur .
Dengan kata lain konduktivitas termal menyatakan
kemampuan bahan menghantarkan kalor. Nilai konduktivitas
termal penting untuk menentukan jenis dari penghantar yaitu
konduksi panas yang baik (good conductor) untuk nilai
koefisien konduktivitas termal yang besar dan penghantar
panas yang tidak baik (good insulator) untuk nilai koefisien
panas yang kecil [1].
Konduktivitas thermal dipengaruhi oleh beberapa
faktor, diantaranya yaitu suhu, kepadatan dan porositas, serta
kandungan uap air. Pengaruh suhu terhadap konduktivitas
thermal kecil. Namun secara umum dapat dikatakan bahwa
konduktivitas thermal akan meningkat apabila suhu
meningkat. Keadaan pori-pori bahan akan mempengaruhi
konduktivitas thermal. Semakin besar rongga akan semakin
buruk konduktivitasnya. Kandungan uap air juga
mempengaruhi konduktivitas thermal. Berikut adalah tabel
nilai konduktivitas suatu bahanBerikut adalah tabel nilai
konduktivitas suatu bahan [1].
Tabel 1. Nilai konduktivitas terman beberapa bahan
Bahan
Konduktivitas
termal (k) W/m
Logam
Perak(murni)
410
Tembaga(murni)
385
Alumunium (murni)
202
Nikel(murni)
93
Besi(murni)
73
Baja karbon,1%
43
Timbal (murni)
35
Baja krom - nikel(18%Cr,8%Ni)
16.3
Bukan logam
Kuarsa(sejajar sumbu)
41.6
Magnesit
4.15
Marmar
2.08-2.94
Batu pasir
1.83
Kaca, jendela
0.78
Kayu, maple atau ek
0.17
Serbuk gergaji
0.059
Wol kaca
0.038
Zat Cair
Air Raksa
8.21
Air
0.556
Ammonia
0.540
Minyak Lumas, SAE 50
0.147
Freon 12
0.073
Gas
Hidrogen
0.175
Helium
0.141
Udara
0.024
Uap air
0.0206
Karbon dioksida
0.0146
Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki
oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor
yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu
benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang
dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya
jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit. Besar
kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda (zat) bergantung
pada 3 faktor yaitu: massa zat, jenis zat (kalor jenis), dan
perubahan suhu [2].
Perpindahan kalor merupakan ilmu yang mempelajari
tentang bagaimana kalor berpindah/mengalir dari tempat yang
bertemperatur tinggi ke temperatur lebih rendah jadi panas
FISIKA LABORATORIUM
dapat berpindah karena adanya beda temperatur. Seperti yang
kita ketahui bersama, bahwa yang namanya kalor itu adalah
berupa suatu energi. Dimana berdasar hukum kekekalan
energi, energi dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat
lain dan dapat pula berubah bentuk, dari bentuk energi satu ke
energi lain. Apabila ditinjau dari perpindahannya kalor dapat
berpindah dengan tiga cara, yaitu: konduksi (hantaran),
konveksi (aliran), dan radiasi (pancaran) [2].
Konduksi adalah Bila panas yang di transfer tidak
diikuti dengan perpindahan massa dari benda. Konduksi
diakibatkan oleh tumbukan antar molekul penyusun zat. Ujung
benda yang panas mengandung molekul yang bergetar lebih
cepat. Ketika molekul yang bergetar cepat tadi menumbuk
molekul di sekitarnya yang lebih lambat, maka terjadi transfer
energi ke molekul disebelahnya sehingga getaran molekul
yang semula lambat menjadi lebih cepat. Molekul ini
kemudian menumbuk molekul lambat di sebelahnya dengan
disertai transfer energi. Demikian seterusnya sehingga pada
akhirnya energi sampai pada ujung benda yang lainnya. Untuk
perpindahan panas konduksi ini digunakan Hukum Fourier,
yang dinyatakan secara matematis sebagai berikut:
q = - kA
dimana q adalah laju perpindahan kalor konduksi (Watt), A
adalah luas penampang (m2), k adalah konduktivitas bahan
(W/moC). Konveksi terjadi karena gerakan massa molekul dari
satu tempat ke tempat lain. Konveksi terjadi perpindahan
molekul dalam jarak yang jauh. Radiasi adalah perpindahan
panas tanpa memerlukan medium [3].
Pirometer adalah sebuah termometer yang sangat
akurat yang mengukur suhu benda dengan jalan mengukur
besarnya radiasi total atau radiasi pada salah satu panjang
gelombang. Pirometer dapat mengukur suhu yang sangat
tinggi (kira-kira 500oC – 3000oC). Secara teori, suatu benda
yang panas akan memancarkan radiasi dan cahaya
disekelilingnya, semakin tinggi suhu benda tersebut maka
makin besar radiasi dan intensitas cahaya yang dipancarkan.
Besarnya radiasi dan intensitas cahaya ini tergantung dari suhu
benda dan dari warna atau panjang gelombang sinar yang
dipancarkan. Dengan mengukur radiasi total atau radiasi pada
salah satu panjang gelombang maka temperature benda akan
dapat ditentukan tanpa menyentuh benda tersebut, bahkan jika
Anda berdiri agak jauh dari benda tersebut [4].
Pirometer dibagi menjadi 2, yaitu: Pirometer Radiasi
dan pirometer optik. Prinsip kerja pirometer radiasi yaitu
dengan mengukur radiasi total yang dipancarkan oleh benda
yang diukur. Pengukuran radiasinya dilakukan dengan
menggunakan sensor panas seperti termokopel, radiasi yang
datang diubah menjadi panas dan akan menaikkan temperature
sensor atau sebuah sel peka cahaya mengubah energy cahaya
menjadi besaran listrik. Sedangkan prinsip kerja
pirometeroptik yaitu dengan mengukur radiasi pada salah satu
warna (panjang gelombang). Pirometer optic bekerja
berdasarkan pengukuran radiasi pada suatu panjang
gelombang tertentu. Radiasi ini dinyatakan oleh terang benda
tersebut pada warna yang sesuai dengan panjang gelombang.
Pengukuran terang benda ini dilakukan dengan cara
2
Gambar 1. Prinsip kerja pyrometer
membandingkan dengan suatu lampu standard yang terangnya
dapat diatur. Dengan mengatur arus yang melalui lampu,
filamen dari lampu dapat dibuat sama terang dengan benda
yang akan diukur suhunya. Bila terang filament dan benda
telah sama maka keduanya akan terlihat baur menjadi satu.
Bila suhu salah satu lebih tinggi maka akan terlihat berbeda.
Besarnya arus yang melalui filamen lampu dapat langsung
dikalibrasi menjadi temperature dari benda tersebut. Faktor
yang mempengaruhi ketelitian pengukuran adalah jarak dan
ukuran dari target area, penyerapan radiasi oleh media udara,
lensa dan lain-lain, sensivitas dari mata dalam membedakan
terang [5].
II.
METODOLOGI
Metodologi pada percobaan ini, yaitu:
a. Alat dan bahan
Pada percobaan ini alat dan bahan yang digunakan
yaitu : satu buah kompor listrik sebagai sumber kalor,
penggaris sebagai alat pengukur ketinggian dan diameter,
penjepit bahan sebagai alat penjepit bahan ketika diukur
temperaturnya, pyrometer sebagai alat pengukur suhu bahan,
stopwatch sebagai penghitung mundur waktu pemanasan
bahan yang diuji. Sedangkan bahan yang digunakan pada
percobaan ini adalah dua buah aluminium sebagai objek
percobaan, dan kayu, karet, arang sebagai objek percobaan.
b. Skema Alat
Skema alat pada percobaan ini dapat dilihat pada
gambar 2 dibawah.
c. Cara kerja
Langkah kerja pertama yaitu alat dan bahan disiapkan,
selanjutnya dipotong kayu, karet, arang dengan ketinggian
1.5cm. Diameter dan tinggi masing-masing bahan diukur
menggunakan penggaris. Setiap bahan yang akan diuji diberi
tanda permukaan atas dan permukaan bawahnya untuk
menghindarai kesalahan peletakan saat percobaan selanjutnya.
Setelah itu, kompor dinyalakan dan bahan disusun diatas
kompor listrik dengan susunan aluminium-sampel-aluminium
(gambar 2). Sampel dipanaskan diatas kompor tersebut selama
10menit. Setelah itu, diukur temperatur atas dari aluminium
FISIKA LABORATORIUM
3
START
T4
T3
T2
T1
Disiapkan Alat dan Bahan
Kompor listrik dinyalakan
Disusun sampel seperti gambar 2
Dipanaskan sampel selama 10 menit
Diukur suhu T1, T2, T3, T4
Gambar 2. Skema percobaan
atas (T4), temperatur bawah dari aluminium atas (T3),
temperatur atas aluminium bawah (T2) dan temperature bawah
aluminium bawah (T1) dengan menggunakan pyrometer
sehingga diketahui nilai temperatur pada setiap sisi bahan.
Lalu percobaan diulangi sebanyak tiga kali, dan diulangi
menggunakan sampel yang lain. Data yang diperoleh pada
percobaan ini antara lain panjang bahan, luas penampang
bahan, temperatur sesudah pemanasan,dan waktu pemanasan.
d. Rumus
Adapun pada percobaan ini, digunakan rumus berikut:
qaluminium = qsampel
e. Flowchart
Adapun Flowchart pada percobaan ini dapat dilihat
pada gambar 3.
III.
HASIL DAN PEMBAHASAN
a.
Analisa Data
Setelah dilakukan percobaan diperoleh data sebagai
berikut:
Tabel 2. Data Percobaan
Bahan
Kayu
Karet
Arang
r (m)
0,019
t(m)
0,017
0,0189
rata rata
0,014
0,02
rata rata
0,016
ratarata
b. Hasil perhitungan
T1(oC)
71
75
79
T2(oC)
67
69
71
T3(oC)
37
40
41
T4(oC)
36
36
39
75
82
85
89
69
71
74
75
39,33
35
37
42
37
32
33
39
85,33
57
61
88
73,33
48
56
81
38
45
36
40
34,66
34
35
39
68,66
61,66
40,33
36
Dilakukan pengulangan sebanyak 3x
Sampel
diganti
Variasi bahan
sudah dipakai
semua?
FINISH
Gambar 3. Flowchart Percobaan
Dari data hasil percobaan, dapat dihitung nilai
konduktivitas termal pada bahan seperti contoh berikut:
Diketahui :
Laluminium
= 0.015 m
Lkaret
= 0.014 m
K aluminium
= 220 W/moC
A aluminium
= 0,00311 m2
A karet
= 0,00311 m2
T1
= 85,33ºC
T2
= 73,33ºC
T3
= 38ºC
T4
= 34,66ºC
Ditanya : k (karet) ?
Jawab:
Untuk mengukur konduktivitas termal dari sempel
digunakan persamaan di bawah ini :
Q Aluminium = Q karer
=
=
-2303,796 = -9,8545 Kkaret
Kkaret= 233,7811 W/moC
Dengan menggunakan perhitungan seperti diatas, maka
didapatkan nilai konduktivitas termal pada kayu, karet, arang
seperti pada tabel 3 berikut ini:
Tabel 3. Hasil perhitungan
FISIKA LABORATORIUM
Bahan
Kayu
r (m)
t(m) T 1 (C) T 2 (C) T 3 (C) T 4 (C)
0,019 0,017
rata - rata
Karet
0,019 0,014
rata - rata
Arang
0,02
rata-rata
C.
4
71
67
37
36
75
69
40
36
79
71
41
39
75
69
39,33
37
82
71
35
32
85
74
37
33
89
75
42
39
85,33 73,33
0,016
38
34,66
57
48
45
34
61
56
36
35
88
81
40
39
40,33
36
68,66 61,66
A (m2) sampel (W/m C
0,004295
230,48
0,003905
233,78
0,004522
246,34
Pembahasan
Percobaan Uji Konduktivitas Termal dengan Pyrometer
pada Kayu, Karet, dan Arang memiliki tujuan untuk
menentukan nilai konduktivitas termal beberapa material serta
mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi nilai
konduktivitas termal pada beberapa meterial. Percobaan ini
menggunakan prinsip perpindahan panas secara konduksi..
Percobaan dilakukan guna menentukan besar nilai
konduktivitas termal dari suatu bahan yang nantinya akan
dibandingkan dengan literaturnya. Metode singkat dari
percobaan ini adaah dengan mengalirkan panas pada logam uji
yang telah disusun. Kemudian suhu pada masing-masing
persambungannya di ukur dengan menggunakan pyrometer.
Percobaan dilakukan dengan melakukan pengambilan data
T(C) pada persambungan masing-masing bahan. Seharusnya
T4
1
Uji Konduktivitas Termal dengan Pyrometer pada
Kayu, Karet, dan Arang
Sulistiyawati Dewi K., Dina Mardiana, Anita Dwi A., Zainuri
Jurusan Fisika, Fakultas Ilmu Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
e-mail: dinamardiana241@gmail.com
Abstrak— Percobaan Uji Konduktivitas Termal dengan
Pyrometer pada Kayu, Karet, dan Arang memiliki tujuan untuk
menentukan nilai konduktivitas termal beberapa material serta
mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi nilai konduktivitas
termal pada beberapa meterial. Percobaan ini menggunakan prinsip
perpindahan panas secara konduksi. Percobaan ini dilakukan dengan
memanaskan kompor listrik dengan susunan bawah keatas yaitu besi
-bahan-besi selama 10 menit. Pada percobaan ini didapatkan data
diameter dan tinggi dari masing-masing bahan, serta temperature
antar permukaan bahan (T1, T2, T3, T4). Dari hasil percobaan dapat
disimpulkan bahwa factor-faktor yang mempengaruhi nilai
konduktivitas termal pada bahan yang digunakan adalah adalah
kandungan uap air, suhu, kepadatan, dan porositas. Pada percobaan
ini didapatkan nilai konduktivitas termal untuk Berdasarkan hasil
perhitungan, didapatkan nilai konduktivitas listrik dari kayu 230,48
W/moC, karet 233,78 W/moC, arang 246,34 WS/moC.
Kata Kunci: Arang, karet, kayu, konduksi, Kondukstivitas termal.
I.
D
PENDAHULUAN
alam kehidupan sehari-hari tak pernah terlepas dari
panas atau kalor, setiap material memiliki sifat
termal yang berbeda-beda tergantung jenis material.
Pada umumnya yang kita tahu material yang dapat
menghantarkan panas hanyalah logam, namun sebenarnya
material non logam juga dapat menghantarkan panas
meskipun nilainya kecil.
Konduksi termal adalah suatu fenomena transport di
mana perbedaan temperatur menyebabkan transfer energi
termal dari satu daerah benda panas ke daerah yang lain dari
benda yang sama pada temperatur yang lebih rendah.
Koefisien konduktivitas termal k didefinisikan sebagai laju
panas pada suatu benda dengan suatu gradien temperatur .
Dengan kata lain konduktivitas termal menyatakan
kemampuan bahan menghantarkan kalor. Nilai konduktivitas
termal penting untuk menentukan jenis dari penghantar yaitu
konduksi panas yang baik (good conductor) untuk nilai
koefisien konduktivitas termal yang besar dan penghantar
panas yang tidak baik (good insulator) untuk nilai koefisien
panas yang kecil [1].
Konduktivitas thermal dipengaruhi oleh beberapa
faktor, diantaranya yaitu suhu, kepadatan dan porositas, serta
kandungan uap air. Pengaruh suhu terhadap konduktivitas
thermal kecil. Namun secara umum dapat dikatakan bahwa
konduktivitas thermal akan meningkat apabila suhu
meningkat. Keadaan pori-pori bahan akan mempengaruhi
konduktivitas thermal. Semakin besar rongga akan semakin
buruk konduktivitasnya. Kandungan uap air juga
mempengaruhi konduktivitas thermal. Berikut adalah tabel
nilai konduktivitas suatu bahanBerikut adalah tabel nilai
konduktivitas suatu bahan [1].
Tabel 1. Nilai konduktivitas terman beberapa bahan
Bahan
Konduktivitas
termal (k) W/m
Logam
Perak(murni)
410
Tembaga(murni)
385
Alumunium (murni)
202
Nikel(murni)
93
Besi(murni)
73
Baja karbon,1%
43
Timbal (murni)
35
Baja krom - nikel(18%Cr,8%Ni)
16.3
Bukan logam
Kuarsa(sejajar sumbu)
41.6
Magnesit
4.15
Marmar
2.08-2.94
Batu pasir
1.83
Kaca, jendela
0.78
Kayu, maple atau ek
0.17
Serbuk gergaji
0.059
Wol kaca
0.038
Zat Cair
Air Raksa
8.21
Air
0.556
Ammonia
0.540
Minyak Lumas, SAE 50
0.147
Freon 12
0.073
Gas
Hidrogen
0.175
Helium
0.141
Udara
0.024
Uap air
0.0206
Karbon dioksida
0.0146
Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki
oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor
yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu
benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang
dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya
jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit. Besar
kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda (zat) bergantung
pada 3 faktor yaitu: massa zat, jenis zat (kalor jenis), dan
perubahan suhu [2].
Perpindahan kalor merupakan ilmu yang mempelajari
tentang bagaimana kalor berpindah/mengalir dari tempat yang
bertemperatur tinggi ke temperatur lebih rendah jadi panas
FISIKA LABORATORIUM
dapat berpindah karena adanya beda temperatur. Seperti yang
kita ketahui bersama, bahwa yang namanya kalor itu adalah
berupa suatu energi. Dimana berdasar hukum kekekalan
energi, energi dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat
lain dan dapat pula berubah bentuk, dari bentuk energi satu ke
energi lain. Apabila ditinjau dari perpindahannya kalor dapat
berpindah dengan tiga cara, yaitu: konduksi (hantaran),
konveksi (aliran), dan radiasi (pancaran) [2].
Konduksi adalah Bila panas yang di transfer tidak
diikuti dengan perpindahan massa dari benda. Konduksi
diakibatkan oleh tumbukan antar molekul penyusun zat. Ujung
benda yang panas mengandung molekul yang bergetar lebih
cepat. Ketika molekul yang bergetar cepat tadi menumbuk
molekul di sekitarnya yang lebih lambat, maka terjadi transfer
energi ke molekul disebelahnya sehingga getaran molekul
yang semula lambat menjadi lebih cepat. Molekul ini
kemudian menumbuk molekul lambat di sebelahnya dengan
disertai transfer energi. Demikian seterusnya sehingga pada
akhirnya energi sampai pada ujung benda yang lainnya. Untuk
perpindahan panas konduksi ini digunakan Hukum Fourier,
yang dinyatakan secara matematis sebagai berikut:
q = - kA
dimana q adalah laju perpindahan kalor konduksi (Watt), A
adalah luas penampang (m2), k adalah konduktivitas bahan
(W/moC). Konveksi terjadi karena gerakan massa molekul dari
satu tempat ke tempat lain. Konveksi terjadi perpindahan
molekul dalam jarak yang jauh. Radiasi adalah perpindahan
panas tanpa memerlukan medium [3].
Pirometer adalah sebuah termometer yang sangat
akurat yang mengukur suhu benda dengan jalan mengukur
besarnya radiasi total atau radiasi pada salah satu panjang
gelombang. Pirometer dapat mengukur suhu yang sangat
tinggi (kira-kira 500oC – 3000oC). Secara teori, suatu benda
yang panas akan memancarkan radiasi dan cahaya
disekelilingnya, semakin tinggi suhu benda tersebut maka
makin besar radiasi dan intensitas cahaya yang dipancarkan.
Besarnya radiasi dan intensitas cahaya ini tergantung dari suhu
benda dan dari warna atau panjang gelombang sinar yang
dipancarkan. Dengan mengukur radiasi total atau radiasi pada
salah satu panjang gelombang maka temperature benda akan
dapat ditentukan tanpa menyentuh benda tersebut, bahkan jika
Anda berdiri agak jauh dari benda tersebut [4].
Pirometer dibagi menjadi 2, yaitu: Pirometer Radiasi
dan pirometer optik. Prinsip kerja pirometer radiasi yaitu
dengan mengukur radiasi total yang dipancarkan oleh benda
yang diukur. Pengukuran radiasinya dilakukan dengan
menggunakan sensor panas seperti termokopel, radiasi yang
datang diubah menjadi panas dan akan menaikkan temperature
sensor atau sebuah sel peka cahaya mengubah energy cahaya
menjadi besaran listrik. Sedangkan prinsip kerja
pirometeroptik yaitu dengan mengukur radiasi pada salah satu
warna (panjang gelombang). Pirometer optic bekerja
berdasarkan pengukuran radiasi pada suatu panjang
gelombang tertentu. Radiasi ini dinyatakan oleh terang benda
tersebut pada warna yang sesuai dengan panjang gelombang.
Pengukuran terang benda ini dilakukan dengan cara
2
Gambar 1. Prinsip kerja pyrometer
membandingkan dengan suatu lampu standard yang terangnya
dapat diatur. Dengan mengatur arus yang melalui lampu,
filamen dari lampu dapat dibuat sama terang dengan benda
yang akan diukur suhunya. Bila terang filament dan benda
telah sama maka keduanya akan terlihat baur menjadi satu.
Bila suhu salah satu lebih tinggi maka akan terlihat berbeda.
Besarnya arus yang melalui filamen lampu dapat langsung
dikalibrasi menjadi temperature dari benda tersebut. Faktor
yang mempengaruhi ketelitian pengukuran adalah jarak dan
ukuran dari target area, penyerapan radiasi oleh media udara,
lensa dan lain-lain, sensivitas dari mata dalam membedakan
terang [5].
II.
METODOLOGI
Metodologi pada percobaan ini, yaitu:
a. Alat dan bahan
Pada percobaan ini alat dan bahan yang digunakan
yaitu : satu buah kompor listrik sebagai sumber kalor,
penggaris sebagai alat pengukur ketinggian dan diameter,
penjepit bahan sebagai alat penjepit bahan ketika diukur
temperaturnya, pyrometer sebagai alat pengukur suhu bahan,
stopwatch sebagai penghitung mundur waktu pemanasan
bahan yang diuji. Sedangkan bahan yang digunakan pada
percobaan ini adalah dua buah aluminium sebagai objek
percobaan, dan kayu, karet, arang sebagai objek percobaan.
b. Skema Alat
Skema alat pada percobaan ini dapat dilihat pada
gambar 2 dibawah.
c. Cara kerja
Langkah kerja pertama yaitu alat dan bahan disiapkan,
selanjutnya dipotong kayu, karet, arang dengan ketinggian
1.5cm. Diameter dan tinggi masing-masing bahan diukur
menggunakan penggaris. Setiap bahan yang akan diuji diberi
tanda permukaan atas dan permukaan bawahnya untuk
menghindarai kesalahan peletakan saat percobaan selanjutnya.
Setelah itu, kompor dinyalakan dan bahan disusun diatas
kompor listrik dengan susunan aluminium-sampel-aluminium
(gambar 2). Sampel dipanaskan diatas kompor tersebut selama
10menit. Setelah itu, diukur temperatur atas dari aluminium
FISIKA LABORATORIUM
3
START
T4
T3
T2
T1
Disiapkan Alat dan Bahan
Kompor listrik dinyalakan
Disusun sampel seperti gambar 2
Dipanaskan sampel selama 10 menit
Diukur suhu T1, T2, T3, T4
Gambar 2. Skema percobaan
atas (T4), temperatur bawah dari aluminium atas (T3),
temperatur atas aluminium bawah (T2) dan temperature bawah
aluminium bawah (T1) dengan menggunakan pyrometer
sehingga diketahui nilai temperatur pada setiap sisi bahan.
Lalu percobaan diulangi sebanyak tiga kali, dan diulangi
menggunakan sampel yang lain. Data yang diperoleh pada
percobaan ini antara lain panjang bahan, luas penampang
bahan, temperatur sesudah pemanasan,dan waktu pemanasan.
d. Rumus
Adapun pada percobaan ini, digunakan rumus berikut:
qaluminium = qsampel
e. Flowchart
Adapun Flowchart pada percobaan ini dapat dilihat
pada gambar 3.
III.
HASIL DAN PEMBAHASAN
a.
Analisa Data
Setelah dilakukan percobaan diperoleh data sebagai
berikut:
Tabel 2. Data Percobaan
Bahan
Kayu
Karet
Arang
r (m)
0,019
t(m)
0,017
0,0189
rata rata
0,014
0,02
rata rata
0,016
ratarata
b. Hasil perhitungan
T1(oC)
71
75
79
T2(oC)
67
69
71
T3(oC)
37
40
41
T4(oC)
36
36
39
75
82
85
89
69
71
74
75
39,33
35
37
42
37
32
33
39
85,33
57
61
88
73,33
48
56
81
38
45
36
40
34,66
34
35
39
68,66
61,66
40,33
36
Dilakukan pengulangan sebanyak 3x
Sampel
diganti
Variasi bahan
sudah dipakai
semua?
FINISH
Gambar 3. Flowchart Percobaan
Dari data hasil percobaan, dapat dihitung nilai
konduktivitas termal pada bahan seperti contoh berikut:
Diketahui :
Laluminium
= 0.015 m
Lkaret
= 0.014 m
K aluminium
= 220 W/moC
A aluminium
= 0,00311 m2
A karet
= 0,00311 m2
T1
= 85,33ºC
T2
= 73,33ºC
T3
= 38ºC
T4
= 34,66ºC
Ditanya : k (karet) ?
Jawab:
Untuk mengukur konduktivitas termal dari sempel
digunakan persamaan di bawah ini :
Q Aluminium = Q karer
=
=
-2303,796 = -9,8545 Kkaret
Kkaret= 233,7811 W/moC
Dengan menggunakan perhitungan seperti diatas, maka
didapatkan nilai konduktivitas termal pada kayu, karet, arang
seperti pada tabel 3 berikut ini:
Tabel 3. Hasil perhitungan
FISIKA LABORATORIUM
Bahan
Kayu
r (m)
t(m) T 1 (C) T 2 (C) T 3 (C) T 4 (C)
0,019 0,017
rata - rata
Karet
0,019 0,014
rata - rata
Arang
0,02
rata-rata
C.
4
71
67
37
36
75
69
40
36
79
71
41
39
75
69
39,33
37
82
71
35
32
85
74
37
33
89
75
42
39
85,33 73,33
0,016
38
34,66
57
48
45
34
61
56
36
35
88
81
40
39
40,33
36
68,66 61,66
A (m2) sampel (W/m C
0,004295
230,48
0,003905
233,78
0,004522
246,34
Pembahasan
Percobaan Uji Konduktivitas Termal dengan Pyrometer
pada Kayu, Karet, dan Arang memiliki tujuan untuk
menentukan nilai konduktivitas termal beberapa material serta
mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi nilai
konduktivitas termal pada beberapa meterial. Percobaan ini
menggunakan prinsip perpindahan panas secara konduksi..
Percobaan dilakukan guna menentukan besar nilai
konduktivitas termal dari suatu bahan yang nantinya akan
dibandingkan dengan literaturnya. Metode singkat dari
percobaan ini adaah dengan mengalirkan panas pada logam uji
yang telah disusun. Kemudian suhu pada masing-masing
persambungannya di ukur dengan menggunakan pyrometer.
Percobaan dilakukan dengan melakukan pengambilan data
T(C) pada persambungan masing-masing bahan. Seharusnya
T4