7 laporan konduksi

LAPORAN

PRAKTIKUM SEKOLAH 1

KONDUKSI

Disusun Oleh

Nama : Abdul Salim

NPM : A1E008018

Asisten : Diya Novarina

Dosen : Dra. Connie Fransiska, M.Pd

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS BENGKULU

2010

I. JUDUL :

Konduksi

II. TUJUAN :

Membandingkan Daya Hantar Kalor Berbagai Zat

III. LANDASAN TEORI

Konduksi adalah perpindahan panas antara dua sustansi dari sustansi yang

bersuhu tinggi, panas berpindah ke sustansi yang bersuhu rendah dengan adanya

kontak kedua sustansi secara langsung. ketika tangan kamu memegang gelas

panas, maka telapak tangan kamu akan menerima panas dari gelas tersebut.

http://3gplus.wordpress.com/2008/05/20/radiasikonveksi-dan-konduksi/

Konduksi disebut juga perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan partikel

karena adanya selisih suhu. Sebuah benda padat panjang dipanaskan pada salah

satu ujungnya, akan menyebabkan pada ujung tersebut partikel-partikelnya akan

bergetar lebih cepat karena suhunva naik. Partikel vang energi kinetiknva lebih

besar akan memberikan energinya kepada partikel tetangganya melalui tumbukan.

Misalnya sendok dingin dimasukkan ke sup yang panas, maka ujung sendok yang

lain akan panas.

Dalam logam, kalor dipindahkan melalui elektron-elektron bebasnya.

Elektron bebas adalah elektron yang dengan mudah dapat berpindah dari satu

atom ke atom vang lain. Di tempat yang dipanaskan, energi elektron bertambah

besar dan dapat diberikan dengan tumbukan elektron disekitarnya dengan panas

lebih cepat.

Logam disebut juga sebagai konduktor. Benda yang sukar menghantarkan

panas disebut isolator.

Manfaat konduktor dalam kehidupan sehari-hari :

1) memasak menggunakan panci logam,

2) setrika menggunakan logam untuk menghantarkan panas

3) solder listrik

4) dll


Laju hantaran kalor tiap satu satuan waktu dituliskan dengan

persamaan :

Keterangan:

H = kelajuan hantaran kalor (joule/sekon)

Q = banyaknya kalor yang mengalir (joule)

t = lamanya kalor mengalir (sekon)

Laju hantaran kalor antara dua titik pada suatu benda tergantung pada:

1) panjang benda,

2) luas penampang benda,

3) jenis bahan

4) selisih suhu

(http://soal.yavenu.info/?p=14)

Energi termis ditransfer dari satu tempat ke tempat lain lewat tiga proses

yaitu: konduksi, konveksi, dan radiasi. Pada konduksi, energi termis ditransfer

lewat interaksi antara atom-atom atau molekul, walaupun atom-atom molekulnya

sendiri tidak berpindah. Pada konveksi, panas dipindahkan langsung lewat

perpindahan massa. Contohnya yaitu bila udara dekat lantai dipanaskan, udara

memuai dan naik karena kerapatannya yang lebih rendah. Jadi energi termis di

udara panas ini dipindahkan dari lantai lantai kelangit-langit bersama dengan

massa udara panas. Pada radiasi, energi dipancarkan dan diserap oleh benda-

benda dalam bentuk radiasi elektromagnetik. Radiasi ini bergerak lewt ruang

dengan kelajuan cahaya. Radiasi termis, gelombang cahaya, gelombang radio,

gelombang televisi, dan sinar-X semuanya adalah bentuk radiasi elektromagnetik

yang saling berbeda hanya dalam panjang gelombang dan frekuensinya. Semua

benda memancarkan dan menyerap radiasi elektromagnetik. Bila benda ada dalam

kesetimbangan termis dengan sekitarnya, benda memancarkan dan menyerap

energi pada laju yang sama.

Namun, jika benda dipanaskan sampai temperatur yang lebih tinggi

daripada sekitarnya, maka benda meradiasi keluar lebih banyak energi daripada

H = Q/t

http://soal.yavenu.info/?p=14

yang diserapnya, dengan demikian benda menjadi lebih dingin sementara

sekitarnya menjadi lebih panas.

(Tipler, Paul. A. 1998: 606)

Ada suatu perbedaan antara kalor (heat) dan energi dalam dari suatu

bahan. Kalor hanya digunakan bila menjelaskan perpindahan energi dari satu

tempat ke yang lain. Kalor adalah energi yang dipindahkan akibat adanya

perbedaan temperatur.. Sedangkan energi dalam (termis) adalah energi karena

temperaturnya

Kalor merupakan bentuk energi yang berasal dari perubahan energi bentuk

lain, seperti :

1) Energi listrik berubah menjadi energi kalor, contonya pada setrika listrik

2) Energi gerak berubah menjadi energi kalor, contohnya saat orang

menggergaji logam.

Bila dua benda atau lebih terjadi kontak termal maka akan terjadi aliran

kalor dari benda yang bertemperatur lebih tinggi ke benda yang bertemperatur

lebih rendah, hingga tercapainya kesetimbangan termal. Proses perpindahan panas

ini berlangsung dalam 3 mekanisme, yaitu : konduksi, konveksi dan radiasi.

(Munandar, Aris dkk. 2003 ; Hal 16)

Ketika salah satu bagian logam bersentuhan dengan nyala lilin atau nyala

api, secara otomatis kalor mengalir dari nyala lilin (suhu tinggi) menuju bagian

logam tersebut (suhu rendah). Walaupun hanya salah satu bagian logam yang

bersentuhan dengan nyala api, semua bagian logam tersebut akan kepanasan juga.

Tanganmu bisa terasa panas, karena kalor mengalir dari logam (suhu tinggi)

menuju tanganmu (suhu rendah). Kalor tuh energi yang berpindah. Kita bisa

mengatakan bahwa ketika salah satu bagian benda yang bersuhu tinggi

bersentuhan dengan benda yang bersuhu rendah, energi berpindah dari benda yang

bersuhu tinggi menuju bagian benda yang bersuhu rendah.

Ketika benda yang memiliki perbedaan suhu saling bersentuhan, terdapat

sejumlah kalor yang mengalir dari benda atau tempat yang bersuhu tinggi menuju

benda atau tempat yang bersuhu rendah. Ketika mengalir, kalor juga

membutuhkan selang waktu tertentu. Perlu diketahui bahwa setiap benda

(khususnya benda padat) yang dilewati kalor pasti mempunyai bentuk dan ukuran

yang berbeda. Ada benda padat yang panjang, ada juga benda padat yang pendek.

Ada yang gemuk (luas penampangnya besar), ada juga yang kurus (luas

penampangnya kecil). Untuk mengetahui secara pasti hubungan antara jumlah

kalor yang mengalir melalui suatu benda selama selang waktu tertentu akibat

adanya perbedaan suhu, maka kita perlu menurunkan persamaan

Amati gambar di bawah…

Benda yang terletak di sebelah kiri memiliki suhu yang lebih tinggi (T1)

sedangkan benda yang terletak di sebelah kanan memiliki suhu yang lebih rendah

(T2). Karena adanya perbedaan suhu (T1 - T2), kalor mengalir dari benda yang

bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah (arah aliran kalor ke kanan).

Benda yang dilewati kalor memiliki luas penampang (A) dan panjang (l).

Berdasarkan hasil percobaan, jumlah kalor yang mengalir selama selang

waktu tertentu (Q/t) berbanding lurus dengan perbedaan suhu (T1 – T2), luas

penampang (A), sifat suatu benda (k = konduktivitas termal) dan berbanding

terbalik dengan panjang benda. Secara matematis bisa ditulis sebagai berikut :

Keterangan :

Q = Kalor (satuannya kilokalori (k) atau Joule (J) )

t = Waktu (satuannya sekon (s) )

Q/t = Laju aliran kalor (satuannya kilokalori per sekon (kkal/s) atau Joule/sekon

(J/s). 1 J/s = 1 watt )

A = Luas penampang benda (Satuannya meter kuadrat (m2) )

T1 – T2 = Perbedaan suhu (Satuannya Kelvin (K) atau derajat celcius (oC) )

T1 = Suhu alias Temperatur tinggi (Satuannya Kelvin (K) atau derajat celcius

(oC) )

T2 = Suhu alias Temperatur rendah (Satuannya Kelvin (K) atau derajat celcius

(oC) )

l = Panjang benda (satuannya meter (m) )

T1 - T2 / l = Gradien suhu (satuannya Kelvin per meter (K/m) atau derajat celcius

per meter (oC/m) )

k = Konduktivitas termal benda

Persamaan konduktivitas termal

Kita oprek persamaan laju aliran kalor di atas untuk memperoleh persamaan

konduktivitas termal…

Satuan konduktivitas termal

Kita bisa menurunkan satuan konduktivitas termal dengan mengoprek persamaan

konduktivitas termal :

Berikut ini nilai konduktivitas termal beberapa benda yang diperoleh

melalui percobaan.

Jenis benda Konduktivitas Termal (k)J/m.s.Co Kkal/m.s.Co

Perak 420 1000 x 10-4

Tembaga 380 920 x 10-4

Aluminium 200 500 x 10-4

Baja 40 110 x 10-4

Es 2 5 x 10-4

Kaca (biasa) 0,84 2 x 10-4

Bata 0,84 2 x 10-4

Air 0,56 1,4 x 10-4

Tubuh manusia 0,2 0,5 x 10-4

Kayu 0,08 – 0,16 0,2 x 10-4 – 0,4 x 10-4

Gabus 0,042 0,1 x 10-4

Wol 0,040 0,1 x 10-4

Busa 0,024 0,06 x 10-4

Udara 0,023 0,055 x 10-4

Benda yang memiliki konduktivitas termal (k) besar merupakan

penghantar kalor yang baik (konduktor termal yang baik). Sebaliknya, benda yang

memiliki konduktivitas termal yang kecil merupakan merupakan penghantar kalor

yang buruk (konduktor termal yang buruk).

http://www.gurumuda.com/konduksi/

IV. ALAT DAN BAHAN

IV.1. Tabel Alat Dan Bahan Yang Digunbakan Dalam Praktikum

NO Kode Katalog Nama alat dan bahan jumlah

1 FME 51.01 Dasar statif 2

2 FME 51.03 Batang statif pendek 1

3 FME 51.04 Batang statif panjang 2

4 FPA 12.02 Pipa baja 1

5 FPA 12.03 Pipa aluminim 1

6 KKW 71 Jam henti 1

7 FPA 12.04 Pipa tembaga 1

8 KST 36 Boss-head 2

9 KBS 26 Pembakar sipiritus 1

10 KST 34 Klem universal 2

11 - Lap basah 1


V. LANGKAH PERCOBAAN

V.1. Langkah-Langkah percobaan

1. Dipasang pipa alumunium dan pipa tembaga pada masing-masing klem

universal dengan jarak ± 25 cm dari ujung batang dan kedua ujung

logam didekatkan. Posisi kedua ujung logam berada 3 cm di atas

pembakar spritus (dilihat pada gambar).

2. Lilin diteteskan pada jarak 5 cm dari ujung masing-masing pipa.

3. Pembakar spritus dinyalakan. Dinyalakan sampai stabil (± 20 detik)

diletakkan tepat di bawah ujung kedua batang pipa.

4. Dicatat waktu yang diperlukan sampai masing-masing tetesan lilin

meleleh dan hasilnya diisikan pada tabel.

5. Setelah semua tetesan lilin meleleh, api pembakar spritus dimatikan.

6. Dilap kedua ujung pipa dengan kain basah sampai suhu kedua batang

kembali seperti semula. Dari kedua jenis logam di atas, logam mana

yang mempunyai daya hantar lebih besar?

7. Diulangi langkah percobaan di atas dengan menggunakan batang pipa

tembaga dan pipa baja.

8. Dari percobaan kedua, dibandingkan logam mana yang mempunyai daya

hantar kalor lebih besar?

V.2. Gambar Percobaan

I. gambar percobaan pada Tembaga dengan Aluminium

Bastang satatif

Klem universal

Pipa tembaga

lilin

Pipa aluminium

Dasar statif

II. gambar percobaan pada Tembaga dan Baja

VI. HASIL PENGAMATAN

VI.1. Table Hasil Pengamatan

No Nama bahanWaktu lilin meleleh

Jarak 3 cm Jarak 6 cm Jarak 9 cm

1 Tembaga 38.46 Sekon 49.43 Sekon 1Menit 11.43 Sekon

2 Aluminium 13.24 Sekon 26.85 Sekon 52.68 Sekon

3 Baja 32.78 Sekon 1menit 21.35 Sekon 3.04.43 Sekon

4 Tembaga 24.23 Sekon 31.87 Sekon 57.36 Sekon

VI.2. Pembahasan

Dalam landasan teori bahwa konduksi dikatakan sebagai perpindahan

panas antara dua subtansi dari subtansi yang bersuhu tinggi, panas berpindah ke

sustansi yang bersuhu rendah dengan adanya kontak kedua sustansi secara

langsung. Dan dikataklan juga bahwa konduksi itu adalah perpindahan kalor tanpa

disertai perpindahan partikel karena adanya selisih suhu.

Pada percobaan ini ( konduksi) bahan yang digunakan adalah logam yang

berbeda yang dijadikan disebut juga sebagai konduktor, yaitu piapa tembaga, pipa

Klem universal

Pipa tembaga

Pipa baja

lilin

Batang statif

Dasar statif

baja, dan pipa aluminium. Dalam logam diketahui dalam landasan teori bahwa

kalor dipindahkan melalui elektron-elektron bebasnya. Elektron bebas adalah

elektron yang dengan mudah dapat berpindah dari satu atom ke atom vang lain. Di

tempat yang dipanaskan, energi elektron bertambah besar dan dapat diberikan

dengan tumbukan elektron disekitarnya dengan panas lebih cepat.

Konduksi panas hanya dapat terjadi dalam suatu benda apabila ada bagian-

bagian benda itu berada pada suhu yang tidak sama, dan arah alirannya dari titik

yang suhunya lebih tinggi ke titik yang suhunya lebih rendah.

Pada percobaan konduksi ini bertujuan untuk membandingkan daya hantar

kalor berbagai zat, dimana alat yang digunakan yaitu (tercantum dalam tabel alat

dan bahan). Setelah semua rangkaian alat dirangkai sesuai dengan langkah kerja.

Seperti pada kambar pada buku penuntun yang digunakan. Sebelum mengamati

perpidahan panasa pada logam lilin terlebih dahulu diteteskan pada ujung pipa

yang dekat dengan lilin dengan tiga titik tetesan masing-masing dengan jarak

3cm, 6 cm, dan 9 cm. kemudian liln yang dibakar sebagai sumber pasan

diletakkan antara kedua ujung pipa yang membentuk sudut kira-kira 450.

Percobaan pertama dilakukan yaiut membandingkan daya hantar

kalor untuk pipa tembaga dan p[ipa aluminium.dengan menggunakan

stopwat sehingga didapatkan datanya sebagai berikut :

No.

Nama

Bahan

Waktu lilin meleleh


1 Tembaga 38.46 Sekon 49.43 Sekon 1Menit 11.43 Sekon


Dari hasil percobaan yang tecantum dalam tabel diperoleh waktu

melelehnya lilin pada jarak 3cm, 6 cm, dan 9 cm pada logam tembaga yaitu

masing-masing 38.46 Sekon, 49.43 Sekon, dan 1Menit 11.43 Sekon. Dan pada

pipa aluminium masing- masing dengan jarak yang sama dengan tembaga yaitu :

13.24 Sekon, 26.85 Sekon , dan 52.68 Sekon. Pada percobaan ini, pratikan

melakukan kesalahan karena tida sesuai dengan landasan teori yang mengatakan

bahwa Benda yang memiliki konduktivitas termal (k) besar merupakan

penghantar kalor yang baik (konduktor termal yang baik). Sebaliknya, benda

yang memiliki konduktivitas termal yang kecil merupakan merupakan penghantar

kalor yang buruk (konduktor termal yang buruk). Dengan nilai konduktivitas

tembaga dan uluminum yaitu :

Tembaga 380 920 x 10-4

Aluminium 200 500 10-4

Kesalahan ini terjadi di sebabkan beberapa oleh praktikan pada saat

menghidupkan lilin sebelum api lilin hidup dengan rata (konstan) lilin letaknya

berdekatan dengan pipa aluminium sehingga pada pipa aluminium lebih cepat

mendapat kalor, sehingga lilinya lebih cepat meleleh dibandingkan pada tembaga.

Disamping kesalahan pratikan, terdapat juga kesalahan yang disebabkan

factor lingkungan angin disekitar ruangan karena runagan yang digunakan cukup

sempit dan praktiksan melingkar mengamati melelehnya lilin sehingga anginnya

tidak stabil yang menyebabbkan api pada lilin juga tidak stabil. Walaupun

terdadapat kesalahan total pada percobaan temabaga dengan aluminium ini namun

dapat disimpulkan juja berdasarkan literature ( landasan teori) bahwa daya hantar

kalor pada tembaga lebih cepat dibandingkan dengan daya hantar kalor pada

aluminium.

Percobaan kedua dilakukan yaiut membandingkan daya hantar kalor untuk

pipa baja dan pipa tembagadengan menggunakan stopwat untuk menghitung aktu

memleleh lilin yang diteteskan sehingga didapatkan datanya sebagai berikut :

No.

Nama

Bahan

Waktu lilin meleleh



2 Tembaga 24.23 Sekon 31.87 Sekon 57.36 Sekon

Dari hasil percobaan yang dicantumkan ke dalam bentuk tabel diatas

diperoleh waktu melelehnya lilin pada jarak 3cm, 6 cm, dan 9 cm pada logam baja

yaitu masing-masing 32.78 Sekon, 1 menit 21.35 Sekon, dan 3.04.43 Sekon. Dan

pada pipa tembaga masing- masing dengan jarak yang sama dengan baja yaitu :

24.23 Sekon, 31.87 Sekon, dan 57.36 Sekon. Pada percobaan ini didapat hasil

yang sesuai dengan literature yang mengatakan bahwa Benda yang memiliki

konduktivitas termal (k) besar merupakan penghantar kalor yang baik (konduktor

termal yang baik). Sebaliknya, benda yang memiliki konduktivitas termal yang

kecil merupakan merupakan penghantar kalor yang buruk (konduktor termal

yang buruk). Dengan nilai konduktivitas baja dan tembaga yaitu :

Baja 40 110 x 10-4

Tembaga 380 920 x 10-4

Kebenaran hasil percobaan pada baja dan tenmbaga ini bisa dikatakan

praktikan berhasil melakukan percobaan dengan baik, tetapi hasil hitungan waktu

yang diperoleh dari hasil percobaan kedua ini yaitu baja dan tembaga belum tentu

benar dengan waktu hitungan yang sebenarnya benar yang dilakukan para ahli,

karena baja yang digunakan untuk percobaan ini adalah baja yang sudah berkarat.

Walaupun demikian dapat disipulkan juga bahwa daya hantar kalor pada tembaga

lebih cepat dibandingkan dengan daya hantar kalor pada baja

Dari dua percobaan tembaga dengan aluminium dan tembaga dengan baja

dengan menggunakan tembaga yang sama dapat kita bandingkankan waktu

meleleh lilin pada aluminum dan baja seperti pada tabel berikut :

No.

Nama

Bahan

Waktu lilin meleleh




Dari hasil perbandingan yang dicantumkan ke dalam bentuk tabel diatas

diperoleh waktu melelehnya lilin pada jarak 3cm, 6 cm, dan 9 cm pada logam baja

yaitu masing-masing 32.78 Sekon, 1 menit 21.35 Sekon, dan 3.04.43 Sekon. Dan

pada pipa alumium masing- masing dengan jarak yang sama dengan baja yaitu :

13.24 Sekon, 26.85 Sekon, dan 52.68 Sekon. Pada percobaan ini didapat hasil

yang sesuai dengan literature yang mengatakan bahwa Benda yang memiliki

konduktivitas termal (k) besar merupakan penghantar kalor yang baik (konduktor

termal yang baik). Sebaliknya, benda yang memiliki konduktivitas termal yang

kecil merupakan merupakan penghantar kalor yang buruk (konduktor termal

yang buruk). Dengan nilai konduktivitas aluminium dan baja yaitu :

Aluminium 200 500 10-4

Baja 40 110 x 10-4

Sehingga dapat disipulkan juga bahwa daya hantar kalor pada aluminium

lebih cepat dibandingkan dengan daya hantar kalor pada baja. Dengan melakukan

kedua-dua percobaan ini. Sehingga dapat diurutkan daya hantar kalor dari paling

yang cepat adalah:

1. jenis tembaga

2. jenis aluminium

3. jenis baja

VII. KESIMPULAN DAN SARAN

VII.1. Kesimpul

1. Konduksi adalah proses perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan

partikel-partikel zat karena adanya selisih suhu.

2. Daya hantar kalor yang paling cepat adalah

a. tembaga

b. aluminium

c. baja

3. Pada logam, kalor dipindahkan melalui elektron-elektron bebasnya.

VII.2. Saran

Diharapkan sebelum melakukn percobaan, praktika mengetahui tujuan

percobaan yang akan dilakukan

Hendaknya prakrikan berhati-hati dalam melakukan praktikum, hingga

diperoleh hasil yang maksimal.

Praktikum hendaknya dilaksanakan di tempata yang lapang

VIII. DAFTAR PUSTAKA







Munandar,Aris dkk.2003. Lembar Kerja Siswa Untuk SLTP. Jakarta : PT Pabelan

Tipler, Paul A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 1. Jakarta : Erlangga

7 laporan konduksi

Documents