Menentukan Tingkat Absorbsivitas (Keserapan) Termal Batuan Beku - Universitas Negeri Padang Repository

LAPORAN PENELlTlAN

MENENTUKAN
.TINGKAT ABSORBSIVITAS
(KESERAPAN) TERMAL BATUAN BEKU

Dra. Nurhayati
(Ketua Peneliti)

Penelitian ini dibiayai oleh :
Dana Rutin Universitas Negeri Padang
Tahun Anggaran 199912000
Surat Perjanjian Kerja Nomor : 2751/K12/KUIRutinll999
Tanggal 9 Agustus 1,999

UNIVERSITAS NEGERI PADANG
2000

MENENTUKAN TINGKAT ABSORBSIVITAS
(KESERAPAN) TERMAL BATUAN BEKU

Personalia Peneliti

Ke tua
Anggota

: Dra. Nurhayati
: Drs. Akmav,M.Si.

ABSTRAK
JUDUL : Mcncntukan Tingkat Absorbsivitas ( Keserapan ) Terlnal Batuan Beku
Batuan beku yang terbentuk ole11 pendinginan magma biasanya terdapat disekitar
gunung api disebut batuan beku . Krekel dari batuan beku merupakan salah satu bahan
yang tidak boleh tertinggal apabila ingin membuat sebuah bangunan . Disamping untuk
bahan bangunan krekel juga merupakan bahan yang baik untuk menyimpan panas pada
solar sel. Berdasarkan teksturnya batuan beku dapat diklasifikasikan ~nenjadibatuan
phancri tic, apcniti k dan porous. Batuan phaneritic n~cnlpunyaidaya absorbsivitas bcrbcda
.jcnis tcrsebut adalah batuan syenite, diorite, gabbro, olivin gabbr~~pyroxenite,
dunite dan
pcridotitc.
Penelitian ini bertujuan untuk meneiltukan tingkat absorbsivitas (keserapan)

ternla1 batuan beku pada suhu 25'C - 150°C. Metoda yang digunakan dalcvll penelitian
ini adalah metoda eksperimen yang dilakukan di laboratorium Jurusan Fisika FMIPA
UNP. Data yang diperoleh dianalisa dengan menggunakan persamaan garis lengkung
yang tcrbentuk sclama pemanasan dan pendinginan batuan.
Pada penclitian ini dipcrolch absorbsivitas batuan phaneritik (syenite, diorite,
gabbro, olivin gabbro,pyroxenite, dunite dan peridotite) berturut-turut sebagai berikut
(0.2899 ; 0.286 101; 0,29399; 0,26592; 0,17775 ;0,2432; 0,27453). Suhu tertinggi yang
dapat dicapai batuan beku dalam waktu pelnanasan (120 menit )ternyata yang dapat
dicapai adalah 145.5428' C ole11 batuan dunite dan batuan perodotite serta suhu yang
terendah yang dicapai batuan beku bila didinginkan secara alamiah dalam waktu 120
menit ternyata adalah 26.62777' C.
Setelah data penelitian ini dianalisa ternyata bahwa batuan beku phanaritic jenis
syenite mcrupakan batuan yang terbaik untuk menyimpan panas, dan batuan dunite serta
batuan pcridotite adalah batuan yang berdaya serap tinggi. Batuan yang tercepat
melepaskan panas adalah batuan olivin gabbro.

PENGANTAR

Kegiatan penelitian merupakan bagian dari darma perguruan tinggi, di samping
pendidikan dan pengabdian kepada masyarakat. Kegiatan penelitian ini harus dilaksanakan oleh

Universitas Negeri Padang yang dikerjakan oleh staf akademikanya ataupun tenaga fungsional
lainnya dalam rangka meningkatkan mutu pendidikan, melalui peningkatan mutu staf akademik,
baik sebagai dosen maupun peneliti.
Kegiatan penelitian mendukung pengembangan ilmu serta terapannya. Dalam ha1 ini,
Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang berusaha mendorong dosen untuk melakukan
pcnelitian scbagai bagian yang tidak terpisahkan dari kegiatan mengajarnya, baik yang secara
langsung dibiayai oleh dana Universitas Negeri Padang maupun dana dari sumber lain yang
relevan atau bekerja sama dengan instansi terkait. Oleh karena itu, peningkatan mutu tenaga
akademik peneliti dan h a i l penelitiannya dilakukan sesuai dengan tingkatan serta kewenangan
akademik peneliti.
Kami menyambut gembira usaha yang dilakukan peneliti untuk menjawab berbagai
perrnasalahan pendidikan, baik yang bersifat interaksi berbagai faktor yang mempengaruhi
praktek kependidikan, penguasaan materi bidang studi, ataupun proses pengajaran dalam kelas
yang salah satunya muncul dalam kajian ini. Hasil penelitian seperti ini jelas menambah
wawasan dan pemahaman kita tentang proses pendidikan. Walaupun hasil penelitian ini
mungkin masih menunjukkan beberapa kelemahan, namun kami yakin hasilnya dapat dipakai
sebagai bagian dari upaya peningkatan mutu pendidikan pada umumnya. Kami mengharapkan
di masa yang akan datang semakin banyak penelitian yang hasilnya dapat langsung diterapkan
dalam peningkatan dan pengembangan teori dan praktek kependidikan.
Hasil penelitian ini telah ditelaah oleh tim pereviu usul dan laporan penelitian Lembaga

Penelitian Universitas Negeri Padang, yang dilakukan secara "blind reviewing'. Kemudian
untuk tujuan diseminasi, hasil penelitian ini telah diseminarkan yang melibatkan dosenltenaga
peneliti Universitas Negeri Padang sesuai dengan fakultas peneliti. Mudah-mudahan penelitian
ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pada umumnya, dan peningkatan mutu staf akademik
Universitas Negeri Padang.
Pada kesempatan ini kami ingin mengucaplcan terima kasih kepada berbagai pihak yang
membantu terlaksananya penelitian ini, terutama kepada pimpinan lembaga terkait yang menjadi
objek penelitian, responden yang menjadi sampel penelitian, tim pereviu Lembaga Penelitian dan
dosen senior pada setiap fakultas di lingkungan Universitas Negeri Padang yang menjadi
pembahas utama dalam seminar penelitian. Secara khusus kami menyampaikan terima kasih
kepada Rektor Universitas Negeri Padang yang telah berkenan memberi bantuan pendanaan
begi penelitian ini. Karni yakin tanpa dedikasi dan kerjasama yang terjalin selama ini, penelitian
ini tidak akan dapat diselesaikan sebagaimana yang diharapkan dan semoga kerjasama yang baik
ini akan menjadi lebih baik lagi di masa yang akan datang.

I

Terima kasih.
Maret 2000

Drs. Kumaidi, MA., Ph.D.

A. Latar Bclakang Masalali
I]. I'cl~~ba~asarl
Masal;lll
C. I'csu~~iusanMasalali
I>. l'i~juanPcnclilian
IT. Kcgunan11 I ' c ~ ~ c l i l i : ~ ~ ~
I:. Dcl'cnisi Ol~criisiorii~l

A. Wilnyal~I'cllcl itii111 clan \ ? ' i ~ l i t l ~I'crlclitian
1.1. I'cr-siapi111I'cnclilia~i
C'. V;~~*i;iI)cl
l'c~iclili;~~~
LI. Ilcsai~iI'c11clitii111
E. 'I'ckliik I'c~igumpulan Ilrlta
I:. l'cknik Analisa Ilala

I3A13 IV

I IASIL, DAN I'I~M13AIIASAN
A. Dcskripsi, Lolinsi , Subjck dan Dat:~
13 I'cnibahnsan

DAFTAR GAMBAR

@

Gambar 1. Klasifikasi batuan Beku Berdasarkan Tekstur dan Kandungan
Mineralnya
Gambar 2. Gambar Rangkaian Alat Yang Digunakan untuk Mengumpulkan Data
Gambar 3 Pertambahan Suhu Terhadap Waktu Batuan Synite Selama Pemanasan
Gambar 4 Penurunan Suhu Terhadap Waktu Batuan Synite Selama Pendinginan
Gambar 5 Pertambahan

Suhu Terhadap

Waktu

Batuan

Diorite

Selama

Pemanasan
Gambar 6 Penurunan Suhu Terhadap Waktu Batuan Diorite Selama Pendinginan
Gambar7 Pertmbahan Suhu Terhadap Waktu

Batuan Gabbro Selama

Pemanasan
Gambar 8 Penurunan Suhu Terhadap waktu Batuan GabbroSclama Pendinginan
Gambar 9 Pertambahan

Suhu Terhadap Waktu Batuan Olivin gabbro

Selama Pemanasan
GambarlO Penurunan Suhu Terhadap Waktu Batuan Olivin gabbro Selama
Pendinginan

Gambarll Pertambahan Suhu Terhadap Waktu Batuan Pyroxenite Selama
Pemanasan
Gambar 12 Penurunan Suhu Terhadap Waktu
Pendinginan

Batuan

Pyroxenite Selama

Gambar 13 Pertambahan Suhu Terhadap Waktu Batuan

Dunite Selarna

Pemanasan
Gambar 14 Penurunan Suhu Terhadap Waktu ~ a t u a nDunite Selama Pendinginan
Gambar 15 Pertambahan Suhu Terhadap Waktu Batuan Perodotite Selama

ema an as an
Gambar 16 Penurunan Suhu Terhadap Waktu Batuan Perodotite Selama
Pendinginan

nmI
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi telah memberi dampak
langsung terhadap cara hidup umat manusia.

Hal ini tergarnbar dari

meningkatnya kebutuhan mereka terhadap hasil rakayasa teknologi, seperti hidup
dalam ruangan yang sejuk walaupun suhu di luarnya panas, hidup bebas dari
polusi dan sebagainya.

Hal ini mendorong para praktisi di bidang ilmu

pengetahuan dan teknologi untuk menemukan segala sesuatu yang terdapat di
lingkungannya untuk dapat dijual kepada masyarakat yang membutuhkan dalam
rangka memenuhi kebutuhan rasa nyaman, tetapi ramah lingkungan masyarakat
tersebut. Pennintaan terhadap hasil temuan IPTEK seperti di atas ternyata setiap

hari semakin meningkat.
Hal ini mendorong lembaga pendidikan tinggi umumnya, Universitas
Negeri Padang khususnya untuk ikut proaktif dalarn mengembangkan IPTEK
tcrsebut.

Apalagi snat ini Univcrsitas Ncgcri Padang umumnyn,

FMIPA

khususnya telah mendapat tugas pengembangan mandat untuk mengembangkan
ilmu-ilmu dasar seperti Fisika, Kimia, Biologi dan Matematika. Hal ini dijawab
oleh masyarakat FMIPA Universitas Negeri

Padang dengan membentuk

kelompok bidang kajian
Bertitik tolak dari pendapat Van Vlack (1992) yang menyatakan ilmu dan
teknologi bahan melangkah maju dalam pembendaharaan ilmu.

Ilmu dan

teknologi bahan tersebut mencakup pengembangan dan penerapan pengetahuan
mengenai kompisisi, struktur, termasuk sifat dan apliknsi serta ketnnnipuannyn.

Bahan tidak dapat diperoleh begitu saja. Untuk mendapatkan bahan perlu ada
ilmu khusus yang mempelajari bagaimana cara mendapatkan bahan tersebut.
Untuk itu jurusan Fisika mengembangkan salah satu bidang kajian yaitu bidang
kajinn Fisika Bumi.

Bidnng kajian ini bcrfungsi untuk mcmpc1:ijari sifat fisika

bumi dan sifat fisika elemen pembentuknya, termasuk mengembangkan metoda
eksplorasi yang cocok untuk mendapatkan sifat bumi dan mineral dikandungnya.
Dengan mengetahui sifat fisika bumi dan sifat fisika mineral dikandungnya
diharapkan dapat dijadikan sebagai sumber daya alam yang bermanfaat untuk
kesejehteraan masyarakat yang ada disekitarnya.

Salah satu sifat elemen

pembentuk bumi yang mempunyai prospek masa depan yang baik adalah sifat
keseparan dan hantaran kalor dari batuan beku.
Penelitian tentang keserapan kalor batuan beku ini perlu dikembangkan,
karena batuan jenis ini banyak digunakan sebagai bahan bangunan dan sebagai
penyimpan panas, terutama untuk menyimpan panas bersuhu tinggi pada solar
tcr~nal.Ha1 scpcrti diungkapkan olch (Howell, et al, 1982: 161) berikut ini:
Water and pebbles are most comman materials used for low-temperature
energy strorage because they are low in cost and readily available. Rock
and mineral oil have been proposed for high-temperature energy strorage.
Any structurally and chemically stable solid or liquid, preferably having
high spesific heat and high density, may be used if the cost are justifiable.
Bcbcrapa penelitian telah membuktikan bahwa krekel batuan cukup baik
digunakan sebagai penyimpan panas solar termal, terutama pada suhu tinggi,
ha1 ini karena titik lelehnya tinggi. Tetapi krekel jenis batuan mana yang terbaik
untuk menyimpan panas belum dikembangkan. Disisi lain, apabila krekel yang
digunakan untuk menyimpan panas digunakan krekel dengan absorbsivitas tinggi

tentu akan dapat meningkatkan efektifitas penyimpan panas itu sendiri, terutama
penyimpan panas pada solar termal, karena benda yang mempunyai absorbsivitas
tinggi dan baik akan marnpu melepaskan panas dengan baik pula, sesuai dengan
hukun~kestimbangan alanl. (Ditnlan, Zc~llazky: 1986:101 dan Rcif :19SS:356).
Berarti bahwa untuk bahan penyimpan panas yang baik digunakan krekel batuan
dengan absorbsivitas tinggi, sebagaimana dikemukakan Richard (1 98 1 : 102)
bahwa penyerap haruslah mempunyai nilai absorbsivitas tinggi dalam rangka
efektivitas, sehingga energi dari matahari dapat diterima dari segala arah radiasi.
Disamping mempunyai absorbsivitas tinggi konversi energi termal dibutuhkan
pula bahan yang mempunyai daya simpan panas yang lebih lama, karena nilai
ekonomis sistem konversi energi matahari tergantung kepada kapasitas simpan
panasnya (Howell : 1982). Sedangkan untuk konstruksi yang menginginkan
kestabilan suhu dalam ruangan yang baik dibutuhkan batuan dengan
absorbsivitas rendah.
Berdasarkan proses terbentuk krckel batuan dapat dibedakan atas tiga jcnis
yaitu krekel batuan beku, sedimen dan matamorfosa. (Ludmann dan Cock :1982:
60). Lebih lanjut Richard mengungkapkan bahwa plat benvarna gelap seperti
hitam, coklat, dan hijau mempunyai nilai absorbsivitas tinggi. Karena dilihat dari
sifat fisika yang sangat tergantung pada proses pembentukan dan kandungan
mineral serta warna batuan tersebut di alam banyak tcrsedia jenisnya, maka
tahap awal penelitian ini akan difokuskan kepada batuan beku yaitu batuan yang
terbentuk karena proses pendinginan 1ava.atau magma.

Datuan beku berdasarkan teksturnya dapat diklasifikasikan menjadi
Pheneritic, Aphanitic, Glassy, dan Porous (Ludmann dan Cock :1982: 61)
Berdasarkan uraian di atas dan begitu pentingnya sifat keserapan termal batuan
beku untuk kebutuhan teknologi konstruksi dan penyimpanan panas, maka
penulis melakukan penelitian tentang sifat keserapan termal batuan beku ini,
dengan judul Menentukan Tingkat Absorbsivitas (Keserapan) Batuan Beku.

B. Pembatasan Masalah
Mengingat banyak jenis batuan beku yang tersedia di alam, karena
keterbatasan dana dan waktu serta tenaga, maka dalam penelitian ini hanya diteliti
batuan beku jenis Phaneritic. Jenis batuan Pheneritic yang ditinjau adalah jenis
Syenite, Diorite, Gabbro, olivingabro, peridotite, Dunite dan Pyroxenite. Sifat
absorbsivitas ditinjau berdasarkan kepada seberapa banyak kalor yang diserap
bntuan dalam sclang pcmnnasnn tertentu. ynng mengnkibatkim kenaikan suhu.
Suhu yang digunakan dalaln penelitian ini adalah dari suhu (2.5' C) snmpni dcngan
suhu sedang (1 50°C )

C. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang dan batasan masalah di atas, maka yang menjadi
masalah dalam penelitian ini adalah berapakah absorbsivitas termal batuan beku
jenis Phaneritic dan bagaimanakah klasifikasi batuan jenis ini berdasarkan
absorbsivitasnya.

D. Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang di atas, tujuan penelitian ini adalah untuk:
a. Menentukan absorbsivitas termal batuan beku jenis phaneritic antara suhu
25OC - 150°C
b Mengklasifikasikan batuan beku jenis Phaneritic ,berdasarkan tingkat
absorbsivitas termalnya
c. Menentukan suhu tertinggi yang dapat dicapai batuan beku dalam waktu
pemanasan tertentu.
d. Menentukan suhu yang dapat dicapai batuan beku Phaneritic apabila
didinginkan secara alamiah dalarn waktu tertentu 120 menit.

E. Kegunaan Penelitian
Selesainya penelitian ini diharapkan dapat:
a. Merupakan informasi dan membantu para pengguna batuan beku agar dapat
memilih batuan sesuai dengan jenis yang dibutulkannya.
b. Merupakan informasi dan membantu

para pengguna batuan beku dapat

memilih batuan yang diperlukan sesuai dengan tingkat absorbsivitasnya

.

c. Merupakan informasi dan membantu para pengguna batuan beku memilih
batuan yang diperlukan sesuai dengan larnanya kalor

bertahan pada suhu

tertinggi serta suhu yang dapat dicapai pada waktu pemanasan dan
pendinginan.
d. Sebagai tambahan informasi kepada peneliti di bidang fisika tentang tingkat
absorbtivitas batuan beku.

e. Sebagai deskripsi awal tentang tingkat absorbsivitas batuan umumnya, batuan
beku Phaneritic khususnya.
f. Sebagai cabang penelitian yang dapat diteliti, disempurnakan, dilanjutkan
bagian-bagian khususnya oleh mahasiswa yang tertarik kepada fisika bumi
umumnya, mempelajari sifat termal batuan khususnya.

F. Defenisi Operasional
Agar terdapat persamaan persepsi dalam penelitian ini, maka perlu dijelaskan
beberapa istilah pada judul yang dikemukakan di atas.

Batuan Beku yang

dimaksudkan disini adalah batuan yang terbetuk oleh pendinginan magma yang
biasanya terdapat disekitar gunung api.

Sedangkan absorbsivitas (keserapan)

termal adalah perbandingan panas yang diberikan kepada suatu benda dengan
panas yang dilepaskallnya atau disebut juga dengan kelllampuan benda untuk
menyerap panas yang diterimanya. Jadi absorbsivitas termal batuan beku adalah
kemampuan batuan yang terbentuk oleh proses pendinginan magma menyerap
panasnya yang diberikan padanya.

BAB I1
TINJAUAN PUSTAKA
A. Absorbsivitas (Kcscrapan) Tcrmal Batuan Bcku
Apabila suatu benda diberi energi, maka benda tersebut akan menyerap
sebagian energi tersebut dan sebagian lain dipantulkanJditransmisikanke tempat lain.
Energi yang diterima benda tersebut dapat berupa energi termal (panas).
Kemampuan suatu benda menyerap/mentransmisikan panas yang datang kepadanya
tergantung pada jenis benda tersebut.
Panas yang terdapat pada benda tersebut dapat ditransmisikan

ke

lingkungannya melalui konduksi, konveksi dan radiasi. Khususnya untuk zat padat
(zadat) panas umumnya ditransmisikan secara konduksi dan radiasi, sedangkan untuk
zat alir (zalir) panas ditransmisikan secara konduksi, konveksi dan radiasi, tergantung
kepada kondisi zat itu sendiri.
Sesuai dengan hukum kesetimbangan termal zat, apabila zat mempunyai suhu
lebih tinggi dibandingkan lingkungannya, umumnya zat tersebut memancarkan
(radiasi) kalor berupa gelombang elektromagnetik dan sebaliknya bila zat tersebut
mempunyai suhu yang lebih rendah dibandingkan lingkungannya zat tersebut akan
menyerap kalor dari lingkungamya. Radiasi yang muncul akibat adanya perbedaan
temperatur disebut dengan radiasi termal. Pada umumnya semakin tinggi temperatur
suatu zat, semakin tinggi pula radiasi termal total yang dipancarkannya (Ditman dan
Zemanksy: 1982:94).

Radiasi elektromagnetik yang diemisikan oleh benda bertcmperatur tcrtcntu
dapat dinyatakan dalam bentuk energi persatuan waktu yang disebut dengan daya
emisi.

Daya emisi suatu zat persatuan luas (emisivitas

=

P,(~,a)ddL2)

merupakan daya yang diemisikan dengan sudut polarisasi cx dalam arah

K.

Beberapa

percobaan menunjukan bahwa laju emisi radiasi termal benda tergantung kepada
tcmpcratur dan sifat pcrmukaan bcnda tersebut. (Reif: 1988:382). Dengan demikian
dapat didefenisikan bahwa daya radiasi termal total yang dipancarkan persatuan luas
(eksitansi radiasi atau penyinaran) suatu benda dapat dihitung dengan mengintergral

P, (K, a)ddn terhadap o dan o + d o pada sudut padatan dQ dalam arah K.
Sekarang tinjau en~isi dengan sudut polarisasi a dengan vektor radiasi
(gelombang elektromagnetik) kecil d ~dengan
'
frekuensi o dan o
dalam arah sudut padatan dl2 disekitar

K'.

+ d o merambat

Bila radiasi jenis ini datang pada

pcmukaan benda, nlaka harga dari Pe(K', a ) d d Q merupakan radiasi yang datang
pada benda tersebut (ReiC 1958:387). Dalarn kondisi seperti ini diserap radiasi
scbcsnr n(u4,cx) baginn olch bcnd:~,clan sisnnyrl ditrnns~nisikan kc lingkungannya.
Parameter a ( ~ ' , a ) disebut dcngan absorbsivitas (keserapan) bcndalbatuan yang
merupakan karakteristik khusus dari batuan tersebut. Absorbtivitas suatu benda
secara umum tergantung kepada temperatur.

Untuk

benda

hitam

sempurna

a ( ~ ' , a )= 1 dan laju terserapnya radiasi sama dengan laju terpancarnya radiasi.
Secara matematis dapat dirumuskan dengan :

H =RB

(1)

Dimana 1-1 adalah Iaju radiasi yalig terscrap dan Rb adalah laju radiasi terpancar

Sedangkan untuk benda lain yang bertemperature T dimana harga a ( ~ ' , a )+ 1,
maka daya radiasi yang terserap persatuan didefenisikan dengan:
R = a ( ~ ' , a )H

(2)

Berdasarkan persamaan (1) dan (2), maka diperoleh perbandingan radiasi yang
diserap dengan yang diradiasikan dengan persamaan:

R = a ( ~,a)
' RB

(3)

Dalam bentuk notasi daya radiasi dapat ditulis dengan:

P , ( - K , ~ )= a ( ~ , a ) (e~ , a )

(4)

Persarnaan (3) dan (4) menunjukkan bahwa eksitansi radiasi setiap benda pada
temperatur T sama dengan radiasi benda hitam pada temperature T. Perbadingan
keduanya disebut dengan tingkat absorbtivitas benda. (Ditmann dan Zemansky:
1986: 101, Reif : 1988: 385). Selanjutnya a ( ~ ' , a )tulis dengan a.
Untuk benda yang terletak pada alam terbuka, besarnya kalor yang
dipindahkan oleh radiasi batuan/benda pada lingkungannya berbanding lurus dengan
pangkat empat perbedaan temperature T, yang untuk benda hitam sempurana adalah:

RB= AT)^
Dengan o adalah konstanta Stefan-Boltman = 56,703 nW m-2 K-4

(5)

.

Sekarang ambil suatu ruangan berongga bertemperatur tetap TR. Andaikan
benda bukan hitarn sempurna bertemperatur T diletakan ditengah-tengah ruangan,
dengan asumsi ukuran ruangan jauh lebih besar dari benda maka laju radiasi benda
dapat dinyatakan dengan :
H = RB(TR)

(6)

dan daya radiasi setiap satuan sudut yang dipancarkan persatuan luas dapat
dinyatakan dengan:
R

=

a AT)^.

(7)

Dengan penurunan persaman (7) secara matematis akan diperolell laju pemindahan
kalor oleh radiasi sebesar:
dQ/dt = Aa[RB(TR)- RB(T)].

(8).

Kemudian berdasarkan persamaan (3) sampai dengan persamaan (8), maka
diperoleh besarnya absorbsivitas benda bukan hitam sempurna sebesar:
a

= Ro

T~

(9)

Untuk mendapatkan besarnya absorbsivitas batuan beku dalam penelitian akan
digunakan persamaan (9) yang telah diturunkan di atas.
B. Bntunn Bcku

Sccara umum berdasarkan proses terbentuknya batuan dapat dibedakan atas tiga
jenis yaitu batuan beku (igneous rock), batuan sedimen (simentary rock) dan batuan
metamorfosa (metamorphic rock). Batuan beku adalah batuan yang terbentuk dan
hasil pcmbckuan /pendinginan

magma. Bila keluar sampai kepermukaan disebut

dengan lava. Batuan sedimen adalah batu'm yang terbentuk dari hasil pelapukan dan
bertransportasi malalui agen tertentu seperti air, udara dan sebagainya, serta
mengendap pada tempat tertentu dalam waktu yang cukup lama. (Ludman dan Cock :
1982 : 103). Sedangkan batuan metarnophosa adalah batuan yang terbetuk karena
proses pelapukan batuan beku ataupun batuan sedinian karena penganih pcrubahan

suhu atau terkena zat kimia.
1

Karena urnumnya batuan berasal dari batuan beku,

maka penelitian ini difokuskan kepada batuan beku.

!

Berdasarkan teksturnya (mencakupi ukuran butiran, bcntuk butiran, dnn

I

iterlocking butiran), batuan beku diklasifikasikan menjadi batuan Phaneritic,

I

Aphanitic, Glassy, dan Porous. Pada batuan beku terkandung berjenis-jenis mineral

I

,
,

I

yang juga ikut mempengaruhi sifat batuan itu sendiri. Jenis mineral yang mayoritas
membentuk batuan beku antara lain:
Kwarsa biasanya tidak benvarna (jernih), tidak mempunyai bidang belah,

,
I

I
,

konkoidal, dan butirannya halus.
Feldspar mineral ini sangat penting dalam pembentukan batuan beku, terdiri dari
ortiklas, benvarna merah daging, bidang belahnya dua set dan 90". dan plagioklas
(NaCaF) biasanya benvarna putih dan abu-abu, mempunyai dua set bidang bclah,
mempunyai kristal kembar.
Arnphibol,

minenal

ini

benvarna

gelap,

hijau,

coklat,

atau

hitam.,

vitrous(berkaca-kaca) dan mempunyai dua bidang belah 60".
Piroksen, benvarna hijau sampai dengan hitam, vitrous, bila digores akan
benvarna abu-abu, mempunyai dua set bidang belah 90"
Garnet, berbentuk decocehedral (berbidang 12), benvarna hitam sampai dengan
coklat kemerahan, vitrous.
Olivin, benvarna hijau. dan sebagainya. Berdasarkan kandungan mineralnya dan
tekstur,

batuan

beku

(Ludmann: 1982:61).

dapat

diklasifikasikan

sebagai

gambar

berikut:

Klasifikasi batuan beku berdasarkan tekstur dan mineral yang dikandungnya
dapat dilillat seperti garnbar 1 pada lampiran 1.
Bcntuk tekstur batuan beku ini dapat dilihat dcngan bantuan kaca
pembesar (lup). Pada bagian absorbsivitas termal benda telah dijelaskan bahwa
daya radiasi termal suatu material tergantung kepada bentuk permukaan,
temperatur dan sifat alamiah dari benda itu sendiri. Sifat alamiah termasuk sifat
mineral yang terdapat dalam batuan tersebut (Kern:1967). Karena kandungan
mineral, warna, pada batuan beku berbeda-beda, tentu akan mempunyai tingkat
absorbsivitas yang berbeda pula. Klasifikasi batuan beku berdasarkan tingkat
absorbsivitas ini belum ada diungkapkan secara jelas. Disisi lain sifat ini sangat
penting diketahui untuk keperluan bahan konstruksi bangunan dan sebagai
penyimpan panas pada konservasi energi. Untuk itulah penclitian ini pcnulis
angkat sebagai penelitian pendahuluan.

BAB 111
METODE PENELITTAN

A. Wilayah Pcnclitian dan waktu Pcnclitian
Penelitian ini dikategorikan kepada penelitian eksperimen yang bertujuan
untuk mendeskripsikan tingkat absorbtivitas termal batuan beku. Untuk mendapatkan
deskripsi ini dilakukan eksperimen dan pengukuran dilaboratorium mekanika dan
terrnodinamika jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Padang.
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sensor suhu dengan
ketelitian

+ 0,5OC , sensor tersebut dihubungkan dengan interface 700 ke komputer

PC produksi PASCO.
Waktu penelitian terlambat 1 bulan dari yang direncanakan pada proposal,
kerena kesulitan dalam mendapatkan sampel penelitian dan instrumen penelitian
sedang dipakai oleh mahasiswa yang mengerjakan tugas akhir/skripsi, sehingga
penelitian baru dapat dijalankan pada bulan September 1999 sampai dengan
Desember 1999.

B. Persiapan Penelitian
1 Persiapan Sampel
Sampel yang digunakan pada penelitian ini diambil dari kabupaten Tanah
I

Datar,karena didaerah ini banyak terdapat batuan beku yang berasal dari gunung
berapi.Setelah sampel diambil dibiarkan selama satu bulan

I
i

1
I

berada di labor,

kemudian batu tersebut dipisah sesuai dengan jenisnya , masing - masing jenis
ditcntukan k l a s i f i k a s t ~bcrdasarkan
~
batuan standnr yang sudall ada dilaboratorium.

Setelah jelas klasifikasinya maka ditentukan nama masing -masing kelompok
kemudian batuan tersebut dijadikan kerekel.Banyaknya sampel untuk setiap jenis
batuan adalah 1 kg.
2 Instrumen Penelitian
Instrumen yang baik akan menghasilkan data yang baik pula. Oleh sebab itu
perlu disusun instrumen pengukuran dengan baik. Sebelum instrumen digunakan
untuk penelitian terlebih dahulu diuji coba dengan bahan lain. Hal ini bertujuan agar
dalam pengambilan data yang sebenarnya tidak didapadan banyak kesalahan seperti
daya tahan alat ukur terhadap panas, pengaruh lingkungan terhadap pemanasan,
stabilitas suhu alat pemanas batu'an.
Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Sensor Suhu
Scnsor

iili

digunakan untuk mencatat perubahan suhu batuan yang sedang di

panaskan dcngan scbuah pcmanas. Ketelitian sensor suhu ini adalah

0,5OC

dengan kode CL-6505.
2. Interface 700

Intcrfacc ini ~ncrupakanintcrfacc buatan PASCO dcngan input bcrupa sinyal
dengan keluaran dapat berupa digital dan analog. Peralat'an ini berfungsi untuk
menterjemahkan sinyal dari sensor ke dalam bentuk keluaran digital ataupun
analog. Kemudian sinyal dikirim ke PC.

3. Personal Computer (PC)
PC yang telah dilengkapi dengan software Science Workshop berfungsi sebagai
pengolah data. PC dilengkapi software under windows dan under DOS. Pada

Software Science workshop telah dilengkapi dengan program statistik dan
pendekatan kurva (kurva fit).

Pada layar PC dapat dilihat bentuk analog dari

kelakuan objek penelitian.

C. Variabel Penelitian
Penelitian ini termasuk penelitian eksperimen karena penelitian ini bertujuan
untuk mengamati gejala-gejala atau phenomena-phenomena alam dengan melihat
keterkaitan antar variabel. Sama dengan penelitian-penelitian lain, penelitian ini
memiliki dua variabel yaitu variabel terikat dan variabel bebas.
Sebagai variabel terikat dalam penelitian ini

adalah lama pemanasan.

Sedangkan variabel bebasnya adalah kenaikan suhu batuan .Perubahan suhu suatu
jenis batuan di ukur dalam penelitian ini selama 120 menit baik waktu pemanasan
ataupun waktu pendinginan setiap jenis san~pel. Sebagai variabcl kcndali dolam
penelitian ini adalah suhu ruangan, tekanan, kelembaman udara.. Pengukuran
dilakukan dengan cara memanaskan sampel dalam selang waktu tertentu, pemanasan
akan menyebabkan perubahan suhu batuan beku tersebut.
dengan

menggunakan kompor listrik dengan asumsi

Pemanasan dilakukan
kompor tersebut dapat

memberikan kalor yang konstan pada sampel setiap saat.

.

Kemudian sampel

didinginkan secara alamiah selama 120 menit..
Besaran-besaran yang diukur pada penelitian ini adalah lama pemanasan,
perubahan suhu batuan selama pemanasan dan pendinginan. Sedangkan absorbtivitas
dihitung dengan menggunakan persamaan 9.

D. Dcsnin Pcnclitinn
Desain penelitian dapat dilihat sepcrti pada sketsa berikut ini :
Kajlan teoritls jenls batuan
dan sifat absorbtivitasnya
I

Rurnusan Masalah

I
Pengumpulan Sampel

Kandungan Mineral

r

1

DikeioLpokan
I

I

I
Sampel dldlnglnkan

Sampel dipanaskan

I

I

Waktu Pemanasan dan
kenaikan temperatur

waktu pemanasan dan
penurunan temperatur
I

I

I

I

Dibandingkan
I

I

2

lnterpretasi

KesimpulanlKlasifikasi
Batuan beku Berdasarkan
Tingkat Absorbslvitas

Dari skema di atas dapat dijelaskan bahwa setelah dilakukan kajian teoritis terhadap
jenis batuan dan sifat absorbtivitas benda, maka selanjutnya dilakulcan pengulnpulan
sanlpel dari. populasi yang telah ditetapkan.

Kemudian sampel dikelompokkan

berdasarkan teksturnya. Sampel dijadikan kerekel dan dikeringkan selama 30 hari (1
bulan) dilaboratoriunl fisika FMIPA UNP

. Pada

penelitian ini sampel dipanaskan

sclama 120 menit dan didinginkan secara alamiah selama 120 menit dengan mencatat
perubahan suhu batuan. Selanjutnya dikitung absorbtivitas batuan.

Berdasarkan

analisa yang ada pada software science workshop dicari model yang sesuai dengan
rcspon yang ndu.

E. Teknik Pengumpulan Data
Sebelum dilakukan pengukuran sampel diolah menjadi krekel. Kemudian krckel
dimasukan ke dalam bejana berbentuk bola. Kedalam sampel dimasukkan scnsor
'suhu yang berada dalam tabung reaksi berisi air. Karena tabung reaksi kecil, air
berkontak langsung dengan batuan yang sedang dipanaskan, maka suhu batuan yang
sedang dipanaskan sama dengan suhu air dalam tabung reaksi tersebut. Pen~akaian
sensor suhu dengan menggunakan air ini sesuai dengan petujuk pemakaian sensor
suhu.
Untuk mengukur perubahan suhu pada batuan digunakan sensor suhu dan
interface 700 yang terdapat dilaboratorium jurusan fisika FMIPA Universitas Negeri
Padang.

Untuk menentukan daya serap termal batuan, maka batuan dalam bejana

bola kaca dipanaskan selama 120 menit dengan menggunakan kon~por. Pcrubahan
suhu batuan setiap saat terekam secara analog pada PC yang tclah dihubungkan
dengan sensor suhu melalui interface. Kemudian untuk melihat daya tahan panas
yang tersimpan dalarn batuan, maka batuan didinginkan secara alamiah selama 120
menit dan perubahan suhu setiap saat juga terekam pada PC. Rangkaian alat sewaktu
pengukuran dapat dilihat pada halaman berikut.

.-

19

F. Teknik Analisa Data
Absorbtivitas batuan dihitung dengan menggunakan persamaan 9. Untuk
melihat tingkat absorbtivitas batuan beku terhadap suhu yang diherikan digunakan
analisa regresi lengkung dengan persamaan:

Y,= b,+ b l x j + ... + bmxjl"

(Sudjana : 1994 : 176)

dimana : Y, adalah tingkat absorbtivitas batuan beku
xj adalah nilai taraf faktor dalam ha1 ini adalah temperatur
m adalah jumlah sampel yang digunakan.
bi adalah harga konstanta yang akan dicari besarnya.
Pada persamaan di atas, bila hanya dua suku pertarna, maka persamaan merupakan
persamaan regressi linear. Untuk menyelidiki kemungkinan terjadinya penyimpangan
dari bentuk kuadratik digunakan persamaan berikut:

JK (regresi linear ) =

C C",yu

(Sujana : 1994: 179)

,a,

rc.:

JK (regresi kuadratik

+ r(b:)'

) = r(b )

'

(u

4)

-C

'

x u : - JK(regresi linear)

Semua statistik yang digunakan dalam penelitian ini untuk mengolah data sudah
tersedia pada software yang satu paket dengan sensor dan interface dan PC di
laboratorium Fisika FMIPA Universitas Negeri Padang.

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Deskripsi Data, Lokasi, Subjek dan Data
Pcnelitian dilakukan di laboratorium mekanika dan ternlodinamika Jurusan
Fisika FMIPA UNP

. Pengambilan

data dilaksanakan pada saat sullu ruangan

antara 29OC sampai dengan suhu 30' C, dan tekanan udara 1 atm , oleh sebab itu
pada penelitian ini pembahasan tentang pengaruh suhu dan tekanan lingkungan
tidak perlu dilakukan. Massa batu yang dipanaskan untuk setiap pengumpulan data
adalah 1 kg.
Sampel penelitian setelah diambil dari lokasi, dikeringkan di laboratorium
Fisika selmna satu bulan (30 hari). Dalarn pengumpulan data batu dipanaskan
dengan menggunakan alat pemanas yang sarna dan ukuran panas yang sama pula.
Untuk mengukur suhu pemanasan digunakan sensor suhu dan enterface, PC yang
sama pula. Dengan telah mcngontrol secara ketat variabel berpengaruh lainnya
tcrhadap pcrlakuall objck pcnelitian diharapkan penelitian ini telah memenuhi
syarat untuk penelitian eksperimen .
,

Dalam penelitian ini terdapat 7 jenis batuan beku phaneritik yaitu mulai dari

warna yang lebih terang sampai dengan wnrna yang lebih gelap Jenis batuan beku
phaneritik tersebut adalah syenite, diorite, gabbro, olivin gabbro, pyroxenite, dunite
dan perodotite. Dari hasil pengukuran diperoleh hasil sebagai berikut :

1.. Batuan Syenite
Grafik pcmanasan dan pendinginan batuan syenite seperti terlihat pada
Gombar 3 don 4 dibawah ini.

Graph Display I

I

A A

0

8-

count = 71498
minimum:
x = 0.0000, y = 29.0231
maximum:
x=7149.7002, y = 121.3111
mean:
x = 3574.85000, y = 71.2471 1
standard deviation:
x = 2063.98391, y = 28.89396
[~olynomialFit
y = a l +a2x+a3x"2+...
Degree= 3
a1 = 30.00000 a
a2 = 0.00705 Q
a3 = 2.2370e6
a4 = -2.031 3e-10
&iA2 = 392.19385

7

...-.

.

1

..

0

,
0

$0

@

do

do

do

100

110

Ti me (minutes)

Gambar 3. Pertambahan suhu terhadap waktu batuan syenite selama pemanasan
Gra ph Displav

G m r b a 4 ::ikcl;nu~rtsrr.~~
suhu :cl:hac'lap waktu batua: sycnitc sciirsrla pr:nd!.nginan

Suhu tertinggi yang dicapai setelah dipanaskan selama 120 menit adalah
(12 1,3 1 11 k 0,5)O C dengan persamaan kurva kelengkungan berupa polinomial
berderajat 3 yang mendekati persamaan:

+

y = 30 + 0,00705~ 2,24 1.10-"~

+ 2,03 1.10-'~x"

Persamaan ~llemberikanarti bahwa daya serap panas ( absorbsivitas ) batuan
syenite adalah akar pangkat empat dari 0,00705 Cldt atau sama dengan 0.2899.
Angka terdapat dalam range absorbtivitas benda (0.12 - 0.91) menurut (Howel
1982:338). Pertambahan suhu batuan ini selama pemanasan (120 menit) adalah
71,25 OC.
Kcnludiall setelah pemanasan dihentikan (didinginkan ) batuan ini dapat
menahan suhu tetap selanla (22,69

+ 0,5) menit pada suhu

121,3 11 1 . Suhu

terendah yang dapat dicapai setelah didinginkan selama 120 menit adalah
4 9 , 0 4 ' ~, ini berarti bahwa batuan jenis ini dapat menyimpan suhu lebih lama.
2. Baluan Diorilc

Grafik pemanasan dan pendinginan batuan diorite seperti terlihat pada
gambar 5 dan 6. Suhu tertinggi yang dicapai setelah dipanaskan selama 120
menit adalah

(13 1,4 127 k 0,5)OC dengan persamaan kurva kelengkungan

berupa polinomial berderajat 3 yang mendekati persamaan:
y = 30+0,00670x+3.3191.10~~6x2
-3,2149.10-'~x~

Persamaan memberikan arti bahwa daya serap panas ( absorbsivitas ) batuan
diorite

adalah akar pangkat empat dari 0,00670 Cldt atau sama dengan

0.286 101.

Graph Display2
4

A A

0

5? v

count = 72386
minimum:
x = 0.0000, y = 26.9173
ma)imum:
x = 7238.5000, y = 131.4127
mean:
x = 3619.25000, y = 80.24135
standard deGation:
x = 2089 61826, y = 34.40483
[~olynomialFit ]
y = a l +a2x+a3P2+...
Oegree= 3
a1 = 30.00000
a2 = 0.00670 B
a3 = 3.3191e8
a4 = 3.2149e-10
&iA2 = 526.80682
iterations = 20

8~

'

i

2b

4b

c
0

@

do

do

116012b

Time (minutes)
--

Gambar 5. Pertamballan suhu terhadap waktu batuan diorite selama pemanasan

Graph Display2

I

a1 = 135.00000

a

a3 = 9.4994e-7
&iA2 = 659 59607
iterations = 20
0

o"'2'0

40

do

do

do

120

Time (minuter)

Gambar 6 Penurunan suhu terhadap waktu batuan diorite selama pendinginan

Ailgkn Icrtlnpnt dalniii rnngc absorbtivitiis bcndil (0.12 - 0.91) dalain (Mowel
1982:338). Pertambahan suhu batuan ini selama pemanasan (120 menit) adalah
80,24O C.
Kemudian setelah pemanasan dihentikan (didinginkan )batuan ini dapat
menahan suhu tetap selama (17,5

+ 0,5) menit

pada suhu 131,4127. Suhu

terendah yang dapat dicapai setelah didinginkan selama 120 menit adalah
45,4726'~.

3. Batuan Gabbro
Grafik pemanasan dan pendinginan batuan gabbro seperti terlihat pada
gambar 7 dan 8 berikut. Suhu tertinggi yang dicapai setelah dipanaskan selama
120 nienit adalah (135 3074 t 0,5)OC dengan persamaan kurva kelengkungan
berupa polinomial berderajat 3 yang mendekati persamaan:

+

y = 29.5 - 0,00747~ 8,1029.1o - x~2 - 7,00-'O x3

Persamaan memberikan arti bahwa daya serap panas ( absorbsivitas ) batuan
gabbro

adalah akar

pangkat empat dari 0,00747 Cldt atau sama dengan

0.29399. Angka bcrada dalanl range absorbtivitas benda (0.12 - 0.9 1) (Howell
1982:338). Pertambnhan suliu batunn ini selrlnin pciiiniiasnn 120 iucnit ndalah
80,858G°C.
Kemudian setelah didinginkan batuan ini dapat menahan suhu tetap
selmna (17,8

+ 0,s) menit padn suhu 1 3 8 , 2 4 8 8 ~ ~Suhu
.
tcrendal~yang dapat

dicapai setelah didinginkan selama 120 menit adalah 46,9375 OC

Graph Display
A A

0

53-

-

. . .

.........
I

. . . . . .-

....

..

C

10
o

io

4'0

6'0

do

160

count = 71734
minimum:
x = 0.0000. y = 26.4290
maximum:
x = 7173.2998, y = 135.8074
. mean:
x = 3586.65000. y = 80.85866
standard deviation:
x = 2070.7933, y = 38.65356
[ ~ o l ~ n o m ifai tl 1
y = a1 + a2 x + a3 xA2+ ...
Degree= 3
a1 = 29.50000 0
a2 = -0.00747 a
a3 = 8.1029eB
a4 = -7.000oe-10 a
chiA= 666.92413
iterations = 20

iio

Time (minutes)

Gambar 7. Pertambahan suhu terhadap waktu batuan gabbro selama pemanasan

Graph Display
1

Gambar 8. Penurunan suhu terhadap waktu batuan gabbro selama pendinginan

4. Batuan Olivine Gabbro

Grafik pemanasan dan pendinginan batuan olivin gabbro seperti terlihat
pada gambar 9 dan 10 berikut. Suhu tertinggi yang dicapai setelah dipanaskan
selama 120 menit adalah

(148.9608

+

0,5)OC dengan persamaan kurva

kelengkungan berupa polinomial berderajat 3 yang mendekati persamaan:
y = 30 - 0 , 0 0 5 0 ~+ 7.5129.10-~x~
- 6.3453.10-'~x'
Persamaan memberikan arti bahwa daya serap panas ( absorbsivitas ) batuan
olivin gabbro adalah akar pangkat empat dari 0,0050'~/dt atau sama dengan
0.26592. Angka berada dalam range absorbtivitas benda 0.12 - 0.91 (Howel
1982:338). Pertambahan suhu batuan ini selama pemanasan (120 menit) adalah
92,13O C.
Kemudian setelah didinginkan batuan ini dapat menahan suhu tetap
selama (3,O f 0,5) menit pada suhu 148,9608. Suhu terendah yang dapat dicapai
setelah didinginkan selama 120 menit adalah 41,9935'~

Graph Display
2

A A

0
0

0

-

count = 78863
minimum:
x = 0.0000. y = 28.3517
maximum:
x = 7886.2002. y 148.9608
mean:
= 3~43.1oooo.Y = ~2.12sse
standard deviation:
x = 2276.58315. y = 43.87240
(~olynomial
Fit ]
y = a1 + a 2 x + a3+2+ ...
Degree = 3
a1 = 30.00000
a2 = -0.00500
a3 = 7.5129~-6
a4 = -6.3453e-10
ch iA2 = 6540 .Q0381
iterations = 20

c1

87

u^ -

;
;98-

5s-.
--

a,

I-

a

8-

-

0

I

50

2

lo

.

.

n

-

l

100

-

'

Time (minutes)

Gambar 9. I'ertambahan suhu terhadap waktu batuan olivin gabbro sclallla pelllanasall

Graph Display

-

.

.

.....

.

a

a1 = 16o.ooooo
a2= -0.03125
a3 = 2.8319e-6
a4 = -9.0098e-11
chiA2= 2737.08789
iterations = 20

Time (minutes)

n terhadap waktu batuan olivin gabbro sclama pcndinginan
Gambar 10 P e ~ ~ u r u n asuhu

5. Batuan Pyroxcnite
Grafik pemanasan dan pendinginan batuan pyroxenite seperti terlihat
pada Gambar 1 1 dan 12 berikut. Suhu tertinggi yang dicapai setelah dipanaskan
sclama 120 mcnit adalah

(147,4960 f 0,5)OC dcngan pcrsamaan kurva

kelengkungan berupa polinonlial berderajat 3 yang mendekati persamaan:
y = 30 + 0,OO 1Ox + 6.400.1 o - x~2 - 5.9767.1 0-lox3

Persamaan memberikan arti bahwa daya serap panas ( absorbsivitas ) batuan
pyroxenite adalah akar pangkat empat dari 0,0010 Cldt atau sama dengan
0.1778. Angka berada dalam range absorbtivitas benda 0.12 - 0.91 (Howel
1982:338). Pertambahan suhu batuan ini selama pemanasan (120 menit) adalah
93,05' C.Ketnudian setelah didinginkan batuan ini dapat menahan suhu tetap
selama (13,75

+ 0,5) menit pada

suhu 147,596. Suhu terendah yang dapat

dicapai setelah didinginltan selama 120 menit adalah 46,9069'~

Graph Display

-

1

J

A A

0

8$

count = 73862
minimum:
x = 0.0000, y = 26.3985
maximum:
x = 7386.1001, y = 147.4960
mean:
x = 3693.05000. y = 93.04602
standard deviation:
x = 2132.22671, y = 42.17086
l~olynomialf i t
y = a l +a2x+a3xA2+...
Degree = 3
a1 = 30.00000 O
a2 = 0.00100 0
a3 = 6.4000e-6
a4 = -5.9767e-10
c h i 9 = 1249.29297
iterations= 20

:

I

:'
o

o

lo

40

do

do

ibo

110

Time (minutes)

-

Gambar 1 1. Pertambahan suhu terhadap waktu batuan pyroxenite selama pemanasan

-

A A

0

0

..

.

.-.

87

0 -

i28'

-

count = 72039
minimum:
x = 0.0000, y = 46.9069
maximum:
x = 7203.7998, y = 149.4491
mean:
x = 3601.90000, y = 94.09333
standard deviation:

2% 1
F 3-

a1 = 146.00000
a2 = 0.00180 P
a3 = -6.1000e-6 2
a4 = 5.5000e-10 Q
chiA2= 11219.15527
iterations= 1

c'
0

lo

do

do

sb

160

110

Time (minutes)

Gambar 12. Penurunan suhu terhadap waktu batuan pyroxenite selama pendinginan

6. Batuan Dunitc
Grafik pemanasan dan pendinginan batuan dunite seperti terlihat pada
Gambar 13 dan 14 berikut. Suhu tertinggi yang dicapai setelah dipanaskan
selama 120 menit adalah

(145,5428

+

0,5)OC dengan persamaan kurva

kelengkungan berupa polinomial berderajat 3 yang mendekati persamaan:
y =30-0.0035~+7.6351.l0-~x~
-6,8751.10-

10

x3

Persamaan memberikan arti bahwa daya serap panas ( absorbsivitas ) batuan
duilite adalah akar pangltat empat dari 0,0035 Cldt atau sama dengan 0.2432.
Angka berada dalam range absorbtivitas benda 0.12 - 0.91 (Howel 1982:338).
Pertambahan suhu batuan ini selama pemanasan (120 menit) adalah 94,24O C.
Kemudian setelah didinginkan batuan ini dapat menahan suhu tetap selama

+

(13,O 0,5) menit pada suhu 145,528. Suhu terendah yang dapat dicapai setelah
didinginkau sclalna 120 illcllit adalah 44,4655'~

A A

0
madmum:
x = 7361.6001. y = 145.5428
standard deviation:
x = 2125.15417. y = 43.38621
(~olynomialFit

I

a3 = 7.6351e6
a4 = 6.8751 e-10
chiA2= 1069.76086
iterations= 20

C,

0

2b

40

slb

do

1160

ld0

Time (minutes)

Gambar 13. Pertambahan suhu terhadap waktu batuan dunite selama pemanasan

Gambar 14 Pcnurunan suhu terhadap waktu batuan dunite scloma pcndinginan

7. Batuan Perodotite
Grafik pemanasan dan pendinginan batuan perodotite seperti terlihat
pada Gambar 15 dan 16 berikut. Suhu tertinggi yang dicapai setelah dipanaskan
selama 120 menit adalah

(145,5428

+

0,5)OC dengan persamaan kurva

kelengkungan berupa polinomial berderajat 3 yang mendekati persamaan:
y = 28,O + 0.00568~+ 5.00.1 o - x~2 - 4,9276.1 0-lox3

Persamaan memberikan arti bahwa daya serap panas ( absorbsivitas ) batuan
perodotite adalah akar pangkat empat dari 0,00568 Cldt atau sama dengan
0.27453. Angka berada dalam range absorbtivitas benda 0.12 - 0.91 (Howel
1982:338). Pertamballan suhu batuan ini selama pemanasan (120 menit) adalah
94,1331°C.
Kemudian setelah didinginkan batuan ini dapat menahan suhu tetap
selama (15,OO

+ 0,5) menit pada suhu 145,5428. Suhu terendah yang dapat

dicapai setelah didinginkan selama 120 menit adalah 44,4655'~

Graph Display

I

count = 73617
minimum:
.

.- .

.

.

- -- .... . ...,
,

.

. .

.

.

-

mean:
x = 3680.80000, y = 94.13313
standard deviation:
. x = 2125.15417. y = 43.38621

a1 = 28.00000 a
a2 = 0.00568 g
a3 = 5.0000e-6 8
a4 = -4.9276e-10
c h i A= 1160.12659

Time (minutes)

Gambar 15 Pertambahan suhu terhadap waktu batuan perodotite selama pemanasan

Graph Display

x = 0.0000. y = 44.4655

standard deviation:
y = a l +a2x+a3?2+...
a2 = 4.00124

Q

Gambar 16 Penurunan suhu terhadap waktu batuan perodotite selama pendinginan

13. l ' c ~ ~ ~ b a l i ; ~ s i ~ n

Dari ketujuh sampel batuan di atas , batuan syenite merupakan batuan yang
dapat menyimpan panas pada suhu tertinggi (128OC ) yaitu selama 22,69 menit dan
suhu tcrcndah yang dicapai setclah didinginkan secara alamiah sclama 120 menit
49,0432 OC, maka dapat dilcatakan bahwa batuan syenite merupakan batuan
phaneritik penyimpan panas terbaik tetapi mempunyai daya serap yang rendah. Hal
ini dapat dimaklumi karena batuan syenite merupakan batuan berwarna lebih terang.
Batuan ini Icbih banyak mcngiindung kuarsa .I-la1 ini scsuai dcngan tcori bahwa
bahan berwarna putih merupakan bahan yang lebih lambat menerima kalor dan lebih
lambat pula melepaskan kalor ( Howell: 1982) .
Batuan dunite dan peridotite merupakan batuan yang mempunyai kenaikan
suhu yang sama yaitu 94,133'~, tetapi rnempunyai persamaan garis lengkung yang
berbeda, sehingga absorbsivitasnya berbeda. Hal ini juga dapat mendukung kajian
teori yang menyatakan bahwa bahan hitam merupakan bahan yang mempunyai
absorbsivitas tinggi(Ric11ard :1981).
Bila ditinjau berdasarkan persamaan garis lengkung yang terbentuk selama
pemanasan, dimana koefisien a2 diperoleh dunite -0.0035, sedangkan a2 untuk
perodotite adalah 0.00568, demikian juga dengan koefesien a3 dan

a4

seperti telihat

pada gambar 13 dan 15.
Keseluruhan absorbtivitas batuan yang diperoleh dalam penelitian berada
dalam range daya serap (absorbtivitas) benda yang dapat digunakan untuk
penyimpan panas untuk solar termal. Berdasarkan data ketujuh batuan phaneritik di