BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Perpindahan kalor dari suatu zat ke zat lain seringkali terjadi dalam
industri proses. Pada kebanyakan proses diperlukan pemasukan atau pengeluaran
ka1or untuk mencapai dan mempertahankan keadaan yang dibutuhkan sewaktu
proses berlangsung. Kondisi pertama yaitu mencapai keadaan yang dibutuhkan
untuk pemrosesan, terjadi umpamanya bila pengerjaan harus berlangsung pada
suhu tertentu dan suhu ini harus dicapai dengan jalan pemasukan atau pengeluaran
kalor. Kondisi kedua yaitu mempertahankan keadaan yang dibutuhkan untuk
operasi proses, terdapat pada pengerjaan eksoterm dan endoterm. Secara umum
perpindahan panas merupakan berpindahnya energi panas dari satu daerah ke
daerah lainnya sebagai akibat dari perbedaan suhu diantara kedua daerah tersebut.
Secara umum ada tiga cara perpindahan panas yang berbeda yaitu:
konduksi, radiasi dan konveksi. Jika kita berbicara secara tepat, maka hanya
konduksi dan radiasi dapat digolongkan sebagai proses perpindahan panas, karena
hanya kedua mekanisme ini yang tergantung pada beda suhu. Sedangkan konveksi
tidak
secara
perpindahannya
tepat
memenuhi
definisi
perpindahan
panas,
bergantung pada transport massa mekanik.
karena
untuk
Tetapi karena
konveksi juga menghasilkan perpindahan energi dari daerah yang bersuhu lebih
tinggi ke daerah yang lebih rendah, maka istilah konveksi telah diterima secara
umum.
Berdasarkan penyelidikan fenomena di alam, Panas itu dapat merambat
dari suatu bagian ke bagian lain melalui zat atau benda yang diam. Panas juga
dapat dibawa oleh partikel-partikel zat yang mengalir. Pada radiasi panas, tenaga
panas berpindah melalui pancaran gelombang elektromagnetik. Ada beberapa alat
penukar panas yang umum digunakan pada industri. Alat-alat penukar panas
tersebut antara lain: double pipe, shell and tube, plate-frame, spiral, dan lamella.
1
Penukar panas jenis plate and frame mulai dikembangkan pada akhir tahun 1950.
Banyak penelitian yang dilakukan pada penukar panas jenis ini, namun umumnya
fluida operasi yang digunakan adalah air. Pada percobaan ini kita akan membahas
perpindahan panas secara konduksi. Joseph Fourier adalah salah seorang yang
mempelajari proses perpindahan panas secara konduksi. Pada tahun 1822, Joseph
Fourier telah
merumuskan hukumnya yang berkenaan dengan konduksi. Tinjauan
terhadap peristiwa konduktif dapat diambil dengan berbagai macam cara. Pada
prinsipnya berakar dari hukum Fourier, mulai dari subjek yang sederhana yaitu
hanya sebatang logam (composite bar). Banyak faktor yang mempengaruhi
peristiwa
konduksi.
Diantaranya
pengaruh luas penampang yang berbeda,
pengaruh luas penampang yang berbeda, pengaruh geomeri, pengaruh permukaan
kontak, pengaruh adanya insulasi dan lain-lainnya. Faktor-faktor tersebut nantinya
akan sangat berpengaruh pula pada saat kita melakukan perhitungan dalam panas
konduksi ini.
Selain itu, sering kali ditemui kesulitan dalam membuktikan penerapan
hukum Fourier untuk berbagai variasi kondisi percobaan. Oleh karena itu pada
percobaan ini diatur sedemikian rupa, yakni percobaan dilakukan dalam empat
tipe yang tentunya dengan menggunakan rumus-rumus yang berbeda dan dengan
asumsi-asumsi yang sesuai. Dengan demikian tentu akan mengurangi kesulitan
dalam melakukan percobaan. Sehingga peristiwa perpindahan panas secara
konduksi ini nantinya akan diketahui pula bagaimana hasil dari panas perhitungan
yang didapat berdasarkan perhitungan hasil percobaan dengan besarnya jumlah
panas yang disupplai. Hal ini tentunya akan lebih dipahami setelah percobaan
mengenai panas konduksi ini dilakukan.
Bahan
konduktor,
yang
misalnya
mempunyai
tembaga,
konduktivitas
alumunium,
yang
perak.
baik
disebut
Sedangkan
bahan
dengan
yang
mempunyai konduktivitas jelek disebut isolator, contohnya adalah asbes, wol,
kaca. Namun dalam hal ini, pada penjabaran rumus perpindahan panas konduksi,
nilai konduktivitas panas selalu dianggap tetap terhadap suhu, meskipun disadari
bahwa pada umumnya konduktivitas panas dipengaruhi suhu , tetapi kenyataan
pengaruh suhu pada konduktivitas panas tidak begitu besar. Untuk benda yang
konduktivitas panasnya tidak dipengaruhi atau
letak titik dalam benda disebut
isotropik. Tetapi, untuk benda yang berserat, misalnya kayu, maka konduktivitas
panas yang diukur sepanjang serat kayu pada penampang kayu akan berbeda
disebut anisotropik.
Atas dasar permasalahan tersebut, penulis tertarik untuk menganalisa lebih
lanjut
tentang
konduktivitas
panas
melalui Tugas Akhir yang berjudul :
Pengukuran Konduktivitas Panas Pada Alumunium dan Besi.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut dapat dirumuskan masalah yang ada
yaitu :
1. Bagaimana cara mengukur daya hantar panas dari alumunium dan
besi?
2. Seberapa besar nilai konduktivitas panas yang terkandung pada
alumunium dan besi ?
1.3 Batasan Masalah
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini penulis membatasi masalah atau ruang
lingkup penulisan yaitu sebagai berikut :
1. Objek yang diteliti hanya alumunium dan besi .
2. Objek yang diteliti hanya untuk menentukan nilai konduktivitasnya
1.4 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk dapat menentukan nilai
konduktivitas
termal pada
batang
alumunium dan besi dari produk pabrik.
logam.
Batang
logam tersebut
adalah
1.5 Manfaat
Manfaat penelitian pada TA ini dinyatakan dalam 3 manfaat. Ketiga
manfaat itu terangkum dalam Tridharma Perguruan Tinggi (PT). Ketiga manfaat
itu adalah untuk : penelitian, pendidikan dan pengajaran (Dikjar) serta untuk
pengabdian kepada masyarakat.
1. Bagi peneliti, memberikan pengalaman meneliti dan melakukan
pengujian bagi penulis
2. Bagi Dikjar, memberikan pengetahuan yang nyata melalui
konsistensi antara teori dengan praktek melalui pelaksanaan
Tugas Akhir (TA) ini.
3. Bagi pengabdian kepada masyarakat, memberikan informasi
tentang
konduktivitas
panas
pada
sejumlah
logam yang
dipublikasikan kepada masyarakat.
1.6 Metodologi
1. Studi Literatur
Mempelajari dan memahami karya tulis, jurnal, makalah serta buku
yang terkait dengan sifat konduktivitas panas pada alumunium dan
besi, alat-alat pendukung dalam penelitian tersebut.
2. Pengamatan (Observasi)
Yaitu
metode
pengumpulan
data
dengan
pengamatan
dan
pencatatan secara langsung yang dilakukan di lokasi penelitian
yaitu di Laboratorium Fisika Dasar FMIPA UGM.
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika
dalam penulisan
ini dijabarkan
dalam 6
(enam) bab
pembahasan yang masing-masing akan diuraikan lagi menjadi beberapa sub bab
sebagai berikut :
1. BAB I, Pendahuluan
Bab ini menjelaskan secara singkat mengenai latar belakang
dilakukannya penelitian di Laboratorium Fisika Dasar FMIPA
UGM, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan metodologi,
serta sistematika penulisan laporan ini
2. BAB II, Tinjauan Pusataka
Pada
bab
dua
ini penulis akan mengkaji mengenai
penjelasan umum tentang konduktivitas panas
3. BAB III, Dasar Teori
Pada bab tiga ini penulis akan menulis beberapa dasar teori
mengenai konduktivitas panas pada sejumlah logam untuk
menjadi acuan disaat penelitian nanti serta mengutip beberapa
praktikum konduktivitas panas pada logam dari berbagai
sumber untuk menjadi refrensi
4. BAB IV, Metode Penelitian
Pada bab empat menjelaskan mengenai bahan dan metode
penelitian, penelitian konduktivitas terhadap sejumlah logam
seperti persiapan penelitian, pelaksanaan penelitian serta data
yang telah didapat dari penelitian di lakukan di Laboratorium
FMIPA UGM
5. BAB V, Hasil Penelitian dan Pembahasan
Bab
ini
menjelaskan
mengenai
hasil
penelitian
konduktivitas panas terhadap sejumlah logam, pembahasan
masalah yang terjadi selama melakukan penelitian tersebut
serta perhitungan hasil penelitian
6. BAB VI, Kesimpulan
Bab ini terdapat kesimpulan dan saran terhadap hasil yang
diperoleh penulis selama melakukan penelitian di Laboratorium
Fisika Dasar FMIPA UGM.