Pengukuran Konduktivitas Termal Bata Merah Pejal

KAJIAN JURNAL :
PENGUKURAN KONDUKTIVITAS TERMAL BATA MERAH PEJAL
Disusun Oleh :
Brigita Octovianty Yohana W
125100601111030
Jatmiko Eko Witoyo
125100601111006
Ravendi Ellyazar
125100600111006
Riyadhul Badiah
125100600111004
Rizky Ayu Febriana
125100601111016
Sofyan Kurniawan
125100601111029
PROGRAM STUDI TEKNIK BIOPROSES
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2013
Paper Kajian Jurnal :
Pengukuran Konduktivitas Termal Bata Merah Pejal
1. Latar Belakang
Dalam memilih bahan untuk pembuatan dinding diperlukan material yang memiliki
konduktivitas thermal yang tinggi. Dinding dengan material yang memiliki konduktivitas
thermal yang tinggi akan mempercepat perpindahan panas pada ruangan tersebut, sehingga
suhu ruangannya dapat dipertahankan. Salah satu meterial yang layak digunakan adalah batu
bata merah pejal yang bahan bakunya adalah tanah. Kekuatan fisik bata merah sangat
ditentukan oleh jenis tanah serta komposisi bahan pengisi pada saat dilakukan proses
pemanasan (pematangan). Pada proses pemanasan bertujuan untuk memperbaiki sifat
fisisnya seperti deformasi termal, sifat-sifat hantaran kalor dan listrik.
Faktor paling dominan yang menentukan dalam proses pemanasan (pematangan)
adalah deformasi termal yang berhubungan dengan ukuran rata-rata pori (porous) yang
dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur tanah. Semakin besar
ukuran partikel, maka semakin besar pula ukuran porinya sehingga konduktivitas thermalnya
rendah artinya kurang layak digunakan sebagai bahan bangunan. Sebaliknya semakin kecil
ukuran partikel, semakin kecil pula ukuran porinya sehingga konduktivitas thermalnya
semakin tinggi yang menandakan bahan tersebut layak digunakan sebagai bahan bangunan.
Material yang memiliki konduktivitas thermal tingggi berarti material tersebut akan
semakin cepat dalam menghantarkan panas. Perpindahan panas didefinisikan sebagai
berpindahnya energi dari satu tempat ke tempat lainnya yang disebabkan perbedaan
temperatur antara tempat-tempat tersebut.Pada umumnya terdapat tiga proses perpindahan
panas yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Konduksi adalah proses perpindahan kalor
dimana kalor mengalir dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah dalam suatu
medium atau antara medium yang berlainan yang tidak disertai dengan perpindahan molekul.
Konveksi adalah perpindahan kalor pada suatu zat yang disertai perpindahan partikelpartikel zat tersebut. Radiasi adalah cara perpindahan energi elektromagnetik yang bersinar
melalui vakum dan ruang kosong antara atom.
Setiap zat baik berbentuk padat, cair maupun gas tersusun dari partikelpartikel.Jarak antar partikel pada zat padat sangat dekat; jarak partikel pada zat fluida lebih
jauh dibandingkan dengan jarak antar partikel pada zat padat; sedangkan pada gas, jarak
antar partikel berjauhan. Hal inilah yang menyebabkan gaya tarikmenarik antar partikel atau
kohesi pada zat padat lebih besar daripada kohesi zat cair. Karena itu gerak partikel-partikel
pada zat padat sangat terbatas, dan hanya bergetar pada tempat tertentu .Konduktivitas panas
suatu bahan adalah ukuran kemampuan bahan untuk menghantarkan panas (termal) .Satuan
SI untuk konduktivitas termal adalah Js-1 m-1 K-1. Kebalikan dari konduktivitas termal
sebuah disebut resistivitas. Dalam satuan SI, konduktivitas listrik zat padat zat cairgasgas
diukur dalam siemens per meter. Bila menyangkut fluida, konduktivitas elektrolit diperoleh
dari perbandingan kerapatan arus terhadap kuat medan listrik.
2. Rumusan Masalah
Sesuai dengan latar belakang masalah diatas, dapat dirumuskan masalah sebagai berikut :
1) Bagaimana hubungan antara konduktivitas termal dengan kelayakan penggunaan bata
merah ?
2) Bagaiman cara mengukur konduktivitas termal pada bata merah?
3. Tujuan Masalah
Sesuai dengan rumusan masalah di atas, maka dapat diambil tujuan sebagai berikut :
1) Untuk mengetahui hubungan antara konduktivitas termal dengan kelayakan penggunaan
bata merah ?
2) Untuk mengetahui cara mengukur konduktivitas termal pada bata merah ?
4. Metode Penelitian
Pada pengukuran konduktivitas termal bata merah pejal , sampel batu bata merah
pejal yang digunakan berasal dari tempat pembuatannya di daerah kotamadya Bengkulu dan
kabupaten Bengkulu utara. Digunakannya bata merah pejal sebagai bahan yang diteliti
adalah untuk membuktikan teori tentang konduktivitas termal bahwa semakin besar
konduktivitas suatu bahan, maka bahan tersebut mempunyai daya hantar atau kemampuan
termal yang tinggi,sehingga direkomendasikan untuk bahan bangunan. Metode pendekatan
yang digunakan adalah metode pelat tunggal.
Sampel dari sisi bawah dipanaskan pada temperatur 300C (temperatur kamar),
sehingga menjamin tidak ada kalor yang masuk atau keluar ke lingkungan. Pada sisi atas
dipasang pendingin, sehingga kalor akan mengalir ke temperatur yang lebih rendah. Laju
aliran kalor ∆Q , gradien temperatur ∆T, luas plat A, dan ketebalan plat d diukur. Energi
listrik ∆W yang diserap pemanas selama interval waktu ∆t sebanding dengan kuantitas kalor
yang mengalir pada sampel selama selang waktu tertentu. Bila diasumsikan tidak ada
kehilangan energi, maka kuantitas yang
diperoleh digunakan untuk menghitung
konduktivitas termal k sampel dengan persamaan :
5. Hasil Penelitian
Data dan hasil pengamatan penelitian ini tercantum pada tabel berikut ini :
Catatan :
 Konduktivitas (k) berasal dari rumus berikut :
6. Pembahasan
Bila dilihat dari besarnya permeabilitas untuk semua sampel bata merah pejal yang
diperoleh, baik yang berasal dari Kotamadya Bengkulu dan Kabupaten Bengkulu Utara.
Ternyata bata merah pejal yang mempunyai nilai konduktivitas termal yang paling tinggi
adalah bata merah pejal yang berasal dari daerah Nakau, Bengkulu Utara. Bata merah pejal
yang lainnya mempunyai konduktivitas termal yang bagus juga, karena hasilnya tidak
memberikan perbedaan angka yang signifikan. Dapat direkomendasikan sesuai dengan teori
yang diungkapkan oleh Leybold,1986 dalam Buku Physics Experiment Volume 3, bahwa
bata merah pejal Nakau mempunyai daya hantar atau kemampuan termal yang sangat tinggi
jika dibandingkan dengan bataan merah pejal lainnya. Artinya komposisi dari bata merah
pejal Nakau bila dibandingkan dengan bata merah pejal lainnya mempunyai pori dan ukuran
partikel yang sangat rendah, sehingga dapat mempunyai kemampuan termal yang sangat
tinggi.
7. Kesimpulan
Bata merah pejal yang berasal dari daerah Nakau mempunyai konduktivitas termal
(k) yang tinggi sebesar 0,380 (J s-1 m-1 K-1), mengindikasikan sangat layak digunakan sebagai
bahan bangunan karena memiliki daya hantar panas yang tinggi, kekuatan tinggi dan tahan
terhadap korosi. Perbedaan nilai konduktivitas antara semua sampel tidak memberikan nilai
yang signifikan, artinya mutu dan kualitas bata merah pejal lainnya masih tergolong bagus
juga digunakan sebagai bahan bangunan. Perbedaan konduktivitas termal pada saat diuji
menurut pengamatan peneliti disebabkan oleh beberapa faktor yaitu bata merah pejal Nakau
mempunyai komposisi tanah yang sangat bagus serta pada saat dilakukan pemanasan
(pematangan) lebih sempurna.