ACARA IPENENTUAN PANAS SPESIFIK BAHANA. TUJUAN Tujuan praktikum Acara I Penentuan Panas Spesifik Bahan adalah :1. Memahami salah satu metode penentuan panas spesifik bahan hasil pertanian2. Menentukan besarnya panas spesifik bahan hasil pertanianB. TINJAUAN PUSTAKASecara spontan kalor mengalir dari satu benda bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Satuan umum kalor disebut kalori (kal) dan didefinisikan sebagai jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gr air sebesar 10C. Kalor merupakan energi yang ditransfer dari satu benda ke benda yang lain karena perbedaan suhu. Dalam satuan SI, satuan utnuk kalor seperti untuk setiap bentuk energi, adalah joule. Bila bagian yang berbeda dari sistem terisolasi berada pada suhu yang berbeda, kalor akan mengalir dari bagian yang bersuhu tinggi kebagian yang bersuhu lebih rendah. Jika sistem benar-benar terisolasi, tidak ada nergi yang dapat mengalir ke dalam atau ke luar dari benda tersebut. Kalor yang dilepaskan oleh sebagian sistem sama dengan kalor yang dimasukkan oleh bagian yang lain : kalor yang dilepas = kalor yang masuk. Pertukaran energi merupakan dasar untuk teknik yang dikenal sebagai kalorimetri yag merupakan pengukuran kuantitatif dari pertukaran kalor. Untuk setiap pengukuran, menggunakan kalorimeter. Kalorimeter terisolasi baik sehingga hanya jumlah kecil kalor tertukar dengan kalor luar. Salah satu penggunaan kalorimeter yang terpenting adalah penentuan kalor spesifik zat. Dalam teknik mengenal sebagai metode percampuran; contoh zat dipanaskan sampai suhu tinggi, yang diukur secara akurat, dan kemudian secara cepat dimasukkan kedalam kalorimeter yang berisi air dingi. Kalor yang hilang oleh zat akan diterima oleh air dan kalorimeter. Dengan mengukur suhu akhir campuran, kalor spesifik dapat dihitung (Giancoli, 1997).Kalor (atau energi termal) berpindah melalui konduksi, konveksi dan radiasi. Konduksi adalah peristiwa dimana enegi termal berpindah dalam zat akibat tumbukan antara molekul-molekul zat trsebut. Semakin panas benda, semakin besar energi kinetik rata-rata molekul-molekulnya. Bila antara dua benda yang bersentuhan terdaat suatu perbedaan suhu, molekul dalam benda yang lebih panas yang memiliki energi lebih tinggi, memindahlan energi ke molekul dalam benda yang lebih dingin yang memiliki energi lebih rendah. Ini berlangsung apabila terjadi tumbuka antara kedua jenis molekul itu. Timbul aliran energi, energi termal, dari benda yang panas ke benda yang lain (Buche, 1989).Termometer air raksa atau cairan lainnya, adalah didasarkan atas pemuaian panas. Panas yang diperlikan untuk menaikkan suhu 1 gram benda sebesar kenaikan suhu 1 0C, disebut panas jenis, yang satuannya adalah kalori/gram 0C, yang umumnya tergantung suhu benda. Panas jenis air murni pada suhu 15 0C adalah 1 kalori/gram 0C. Adapun panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 0C bagi bahan yang massanya m dan panas jenisnya c adalah mc, yakni sama dengan ekuivalen dengan panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 0C air murni sebanyak mc, sehingga besaran mc lalu dinamakan sebagai nilai air, atau serig pula disebut sebagai kapasitas panas. Panas kecuali mengalir dari suatu benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih renda apabila keduanya disinggungkan satu sama lain, juga mengalir dari bagian suatu benda tang suhnya tinggi ke bagian lain dari benda itu yang juga suhunya lebih rendah (Soedojo, 1999).Sifat fisik bahan seperti dimensi, densitas, panas laten, panas jenis serta sifat termal yaitu konduktivitas termal, difusivitas termal, dan emisivitas termal, panas spesifik sangat signifikan berpengaruh dalam problem pindah panas pada bahan hidup seperti produk pangan. Konduktivitas thermal bahan (k) adalah proses perpindahan panas secara konduksi atau besarnya laju pindah panas persatuan waktu dalam suatu unit operasi. Nilai ini spesifik untuk tiap jenis bahan. Nilai k akan berbeda untuk bahan yang berbeda disebabkan pada komponen yang terkandung di dalam bahan berbeda. Nilai k juga dipengaruhi oleh suhu, sehingga nilai k bahan pada berbagai suhu sangat penting diketahui. Panas spesifik (Cp) bahan pangan adalah jumlah panas yang dibutuhkan untuk meningkatkan temperatur satu satuan kuantitas bahan pangan sebesar satu derajat dikali bobot produk dikali perubahan temperatur yang diinginkan (Jassin, 2011).Nilai kalor merupakan jumlah energi kalor yang dilepaskan bahan bakar pada waktu terjadinya oksidari unsur-unsur kimia yang ada pada bahan bakar tersebut. Nilai kalor atas atau highest heating value (HHV) adalah nilai kalor yang diperoleh dari pembakaran 1 kg bahan bakar dengan memperhitungkan panas kondensasi uap. Nilai kalor bawah atau lowest heating value (LHV) adalah nilai kalor yang diperoleh dari pembakaran 1 kg bahan bakar tanpa memperhitungkan panas kondensasi uap. Nilai kalor (heating value) suatu bahan bakar dapat juga diperoleh dengan menggunakan peralata dilaboraturium, yairu bom calorimeter oksigen (Napitupulu, 2006).Pengembunan campuran uap yang mengandung gas sering dijumpai di industri. Penelitian mengenai pengaruh gas pada proses pengembunan telah banyak dilakukan. Pengaruh tersebut diantaranya adalah penurunan koefsien perpindahan panas rerata pada pengembunan campuran uap air dan udara dan meningkatkan hambatan permukaan dan menurunkan estimasi nilai koefisien pengembunan. Pendekatan perancangan kondensor campuran uap dan gas dapat dikelompokkan menjadi 2 model, yaitu model setimbang (equilibrium model) dan model tidak setimbang (non equilibrium model). Fenomena pengembunan uap yang mengandung gas lebih dapat dijelaskan dengan model tak setimbang daripada model setimbang karena kemungkinan terjadinya perbedaan suhu antara badan uap-gas dengan suhu batas antarmuka semakin besar (Sarto dkk, 2010).Sebagai unit seluruh kalorimeter (air + hardware) akan memiliki panas yang pasti kapasitas, kkal yang akan memiliki satuan J / C atau kJ / K. Hanya ada energi per derajat suhu untuk unit untuk kapasitas panas polos. Semua kapasitas panas memiliki bahwa untuk unit dan semua kapasitas panas adalah properti yang luas yang berarti semakin besar kalorimeter, semakin besar panas kapasitas akan. Panas spesifik untuk air (properti intensif) kali massa air (sifat ekstensif) sama dengan kapasitas panas dari air (McCord, 2007).Wire and tube condenser ini sangat berperan penting dalam efisiensi kerja maupun biaya operasi mesin kulkas. Bentuk dan spesifikasi geometri alat sangat menentukan besarnya panas yang dapat dipindahkan ke lingkungan. Jarak antar wire, diameter wire, diameter tube, dan jarak antar tube pada alat merupakan parameter desain yang sering diubah-ubah untuk mendapatkan perpindahan panas yang optimum antara refrigerant dengan lingkungan. Parameter-parameter tersebut sangat besar pengaruhnya terhadap koefisien perpindahan panas konveksi natural pada bagian luar alat (Wahyudi dkk, 2012).Kapasitas panas adalah salah satu termopisical dasar dan sifat termodinamika bahan makanan. Hal ini secara langsung terkait dengan derivatif suhu termodinamika dasar fungsi dan karena itu sangat diperlukan untuk perhitungan perbedaan fungsi antara temperatur yang berbeda. Hal ini digunakan untuk membangun energi saldo, entropi dan perubahan menghitung dalam reaksi entalpi dengan suhu. Variasi dalam kapasitas panas berfungsi sebagai indikator yang sensitif fase transisi dan suatu alat penting untuk memahami perubahan dalam struktur solusi cair seperti minyak goreng (Alakali, 2012).Metode kalorimetrik biasanya digunakan dalam pengukuran panas kapasitas. Namun, metode eksperimen tidak dimanapun pengukuran yang sangat akurat sehinnga tidak mungkin karena untuk kondisi ekstrim permukaan, geometri bahan dan ukuran, disituasi seperti ini, metode masalah inversi yang paling cocok karena menggunakan pengetahuan tentang suhu transien padat dalam hubungannya dengan persamaan konduksi panas dan Levenberg - Marquardt algoritma untuk menentukan sifat termopisical lebih akurat (Kuye et al, 2010).Beberapa metode dapat digunakan untuk mengukur panas spesifik (Cp) dari produk makanan, sebagai metode campuran, metode kalorimeter perbandingan, metode adiabatik , atau menggunakan Scanning Diferensial Calorimetri (DSC). Metode campuran adalah teknik yang paling banyak digunakan untuk mengukur panas spesifik produk makanan karena kesederhanaan dan akurasi (Oliveira et al, 2012).Energi-energi internal 0 C air dan es dianggap dari perspektif derajat kebebasan dan panas laten fusi air dihitung, yang dalam perjanjian baik dengan nilai yang diterbitkan. Dengan pertimbangan yang sama,kalor laten fusi amonia dan metanol dihitung dan hasilnya dalam perjanjian yang wajar dengan nilai diterbitkan. Strategi sederhana ini dapat memberikan memanaskan spesifik air, amonia cair, dan metanol, yang dalam kesesuaian dengan data yang dikenal (Lianxi dan Feng, 2008).Pindah panas adalah sebuah operasi terjadi berulang-ilang pada industry pangan. Memasak, membakar, sterilisasi ataupun pendinginan, pindah panas adalah sebuah bagian setiap pengolahan pangan. Pengatahuan prinsip-prinsip yang mengatur pindah panas adalah penting untuk dapat memakai suatu pengolahan pangan. Pindah panas adalah proses yang dinamis yaitu panas dipindahkan secara spontan dari satu badan je badan lain yang lebih dingin. Perbedaan suhu antara sumber panas dan penerima panas merupakan gaya tarik dalam pindah panas. Peningkatan perbedaan suhu akan meningkatkan gaya tarik sehingga meningkatkan kecepatan pindah panas. Panas yang melalui satu badan ke badan lain, pindah menembus beberapa perantara, yang pada umumnya memberikan penahanan pada aliran panas. Kedua faktor ini, yaitu perbedaan suhu dan penahan aliran panas, mempengaruhi kecepatan pindah panas (Earle, 1969).C. METODOLOGI1. Alata. Kalorimeterb. Thermometerc. Pengukur waktud. Timbangane. Kompor listrikf. Pengaduk spatulag. Gelas beker2. Bahana. Aquadestb. Susu bubukc. Kopi bubukd. Tepung terigu3. Cara kerja

D. HASIL dan PEMBAHASANTabel 1.1 Hasil Penentuan Panas Spesifik BahanKelBahanBerat (gr)T ( 0 C)Panas Spesifik (kal/ g 0 C)Panas spesifik rata-rata

1Kopi25421,5691,0935

4Kopi25350,618

2Susu25360,8490,508

5Susu25340,582

7Susu25340,093

3Terigu25350,7310,652

6Terigu25350,731

8terigu25350,494

Sumber : Laporan Sementara

Panas spesifik adalah banyaknya kalor (Q) yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu (T) satu massa (m) benda sebesar satu derajat. Panas spesifik dapatdiartikan jumlah panas yang bertambah atau hilang dari produk pangan setiap ada perubahan satu unit suhu tanpa terjadinya perubahan bentuk (J/kg. oC). panas spesifik ini merupakan fungsi dari beberapa komponen dari produk pangan, diantaranya adalah kadar air, suhu dan tekanan.Fungsi adanya pengetahuan tentang panas spesifik sangat diperlukan untuk perhitungan proses-proses pemanasan atau pendinginan. Panas spesifik bahan-bahan pertanian sangat tergantung pada lengas bahan. Sifat-sifat air yang memberikan definisi asal dari kalori adalah banyaknya perubahan temperatur yang dialami air waktu mengambil atau melepaskan sejumlah panas. Istilah umum untuk sifat ini disebut kapasitas panas yang didefinisikan sebagai jumlah panas yang diperlukan untuk mengubah temperatur suatu benda sebesar 10C.Sifat intensif berhubungan dengan kapasitas panas adalah kalor jenis (panas spesifik) yang didefinisikan sebagai jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 g zat sebesar 10C. Untuk air, panas spesifiknya adalah 4,18 Jg-1C-1. Kebanyakan zat mempunyai panas spesifik yang lebih kecil dari air. Laju atau kecepatan pemanasan dan pendinginan suatu bahan, seperti profil perkembangan suhu didalamnya, sangat tergantung pada koefisien konduksi atau penghantaran panas, dan pengetahuan terhadap parameter ini sangat diperlukan untuk keperluan perhitungan. Seperti pada panas spesifik, koefisien konduksi panas tergantung pada kandungan lengas dan suhu, dan untuk bahan-bahan berongga (porous), misalnya kumpulan bijian, juga tergantung pada porositas bahan. Untuk bahan-bahan berserat, arah aliran panas, sejajar atau memotong serat, juga merupakan salah satu factor penentu.Efek suhu terhadap koefisien konduksi panas berlainan tergantung sifat bahannya. Koefisien konduksi panas pada air sedikit meningkat terhadap suhu, dan berdasarkan hal ini, kelakuan yang sama diperkirakan terjadi pada bahan-bahan yang mempunyai kadar lengas tinggi. Dalam pemanasan dan pengeringan produk pertanian, adalah sangat penting untuk mengetahui berapa suhu harus diberikan dan untuk waktu berapa lama supaya tidak terjadi kerusakan. Sebagai contoh, kapasitas perkecambahan suatu benih turun dengan drastis apabila terkena panas yang berlebihan, sementara kualitas bahan-bahan lain mungkin memburuk. Pemahaman tentang sufat-sifat dari hasil pertanian dan perubahan-perubahan yang terjadi dapat digunakan untuk menilai dan menetapkan muru bahan tersebut. Panas spesifik merupakan salah satu dari karakteristik termal bahan.Karakteristik termal bahan hasil pertanian sangat penting diletahui intuk membangun sebuah sistem pengolahan bahan hasil pertanian yang berhubungan dengan pengunaan termal, misalnya untuk perencanaan, penegndalian, dan operasi dalam perlakuan seperti pemanasan dengan penggorengan vakum frying.Pada percobaan acara I Penentuan Panas Spesifik Bahan digunakan kalorimeter untuk mengukur panas spesifik kopi, susu dan tepung terigu. Kalorimeter terdiri dari sebuah bejana alumunium yag kalor jenisnya diketahui. Bejana ini ditempatkan didalam bejana yang lain yang lebih besar.agar kedua bejana tersebut tidak bersentuhan satu sama lain diberi cincin isolator dan dinding penyekat berupa udara diantara keduanya. Untuk memperkecil kemungkinan/ pertukaran kalor dengan lingkungan, kalorimeter dilengkapi dengan tutup berbahan plastik yang merupakan isolator yang baik.Prinsip kerja kalorimetri didasarkan atas asas Black yang berbunyi, Pada percampuran dua zat, banyaknya kalor dilepas zat suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendah. Jika dua buah benda berbeda yang suhunya decampurkan, benda yang panas memberi kalor pada benda yang dingin sehingga suhu akhirnya sama. Jumlah kalor yang diserap banda sama dengan jumlah kalor yang dilepas benda panas. Benda yang didinginkan melepas kalor yang sama besar dengan kalor diserap bila dipanaskan.Pada suhu kamar, panas spesifik suatu bahan yang mengandung air dapat dihitung berdasarkan nilai-nilai panas spesifik dari bahan kering dan airnya, dimana cd panas spesifik bahan kering, cw panas spesifik air, dan U1 adalah kadar lengas bahan (dihitung dengan basis basah). Panas spesifik tepung (kanji) kering adalah 1.54 kJ kg-1 oC-1 (0.37 kcal kg-1 oC-1); tepung padian (gandum, cantel) juga memiliki nilai yang sama. Panas spesifik untuk padi-padian lain pada kadar lengas yang berlainan bisa ditentukan menggunakan persamaan diatas. Panas spesifik bahan kering sayuran dan buah-buahan adalah 0.8-0.9 kJ kg-1 oC-1, dan untuk susu kering kaya lemak adalah 1.8-1.9 kJ kg-1 oC-1, menunjukkan bahwa panas spesifik bahan kering pada bahan yang berlainan adalah sangat berbeda ( Purwantana, 2010).Pada percobaan penentuan panas spesifik pada susu, langkah pertama adalah menghitung besarnya Q air yang diproleh dari masa air dikalikan panas spesifik air dikalikan selisih suhu akhir campuran dan suhu awal air sehingga diperoleh Q air 800 kal. Selanjutnya menghitung Q kalorimeter dengan cara yang sama dan diperoleh 133,905 kal. Kemudian menentukan c bahan (susu) yang dari persamaan Q bahan sama dengan Q air ditambah Q kalorimeter dan nilainya sebesar 993,905 kal. Selanjunya menentukan Q bahan dengan perhitungan dengan perhitungan massa susu dikalikan dengan c susu dikalikan dengan selisih suhu susu dan suhu campuran sehingga memperoleh 0,849 kal/g0C. Menurut Bambang (2010) nilai panas spesifik bahan susu sebesar 1,8 Kj/kg. hasil percobaan kurang sesuai dengan teori dikarenakan beberapa factor, diantaranya adalah kesalahan saat membaca skala thermometer sehingga suhu kurang tepat, kesalahan saat menimbang berat susu dan kesalahan saat pengadukan sehingga bahan tercecer saat pemanasan.Faktor yang mempengaruhi nilai efisiensi adalah massa bahan, besarnya kalor spesifik bahan, waktu pemanasan, daya dan besarnya perubahan yang terjadiE. KESIMPULANKesimpilan dari acara I Penentuan Panas Spesifik Bahan ini adalah :1. Panas spesifik (c) adalah banyaknya kalor (Q) yang diperlukan untuk menaikkan suhu (T) satu massa (m) benda sebesar satu derajat.2. Panas spesifik susu yang diperoleh sebesar 0.849 kal /g0C.3. Faktor yang mempengaruhi nilai efisiensi adalah massa bahan, besarnya kalor spesifik bahan, waktu pemanasan, daya dan besarnya perubahan yang terjadi.

DAFTAR PUSTAKAAlakali, Joseph S, Sunday O. Eze, dan Michael O. Ngadi. 2012. Influence of Variety and Processing Methods on Specific Heat Capacity of Crude Palm Oil. International Journal of Chemical Engineering and Applications, Vol. 3, No. 5, October 2012.Buche, Frederick. 1989. Teori dan Soal-Soal Fisika. Erlangga. Jakarta.Earle, R.L. 1969. Satuan Operasi Dalam Pengolahan Pangan. Sastra Hudaya. Bogor. Giancoli, Douglas. 1997. Fisika Jilid 1 Edisi 4. Erlangga. Jakarta. Jassin, Ernawati. 2011. 7 Kajian Eksperimental Nilai Konduktivitas Thermal Dan Panas Spesifik Beberapa Jenis Ikan.Kuye, A.O, Oko and S.N. Nnamchi. 2010. Determination Of The Thermal Conductivity And Speciic Heat Capacity Of Neem Seeds By Inverse Problem Method. Journal of Engineering Science and Technology Review 3 (1) (2010).Lianxi Ma dan Feng Li. 2008. Explain The Latent Heat And Specific Heat Of Water, Ammonia, And Methanol With Degrees Of Freedom. Blinn College, Bryan, TX 77805, USA. High School, Tangshan, Hebei, 063021, P.R. China. McCord. 2007. Calorimetry.Napitupulu. Farel H. 2006. Pengaruh Nilai Kalor (Heating Value) Suatu Bahan Bakar Terhadap Perencanaan Volume Ruang Bakar Ketel Uap Berdasarkan Metode Penentuan Nilai Kalor Bahan Bakar yang dipergunakan. Jurnal Sistem Teknik Industri Volume 7, No 1.Oliveira, J. M., Lessio, B. C., Morgante, C. M., Santos, M. M. dan Augusto, P. E. D. 2012. Specific heat (Cp) of tropical fruits: Caj, Cashew Apple, Cocoa, Kiwi, Pitanga, Soursop fruit and Yellow melon. International Food Research Journal 19 (3).Purwantana, Bambang. 2010. Sifat Panas Bahan.Sarto, Bambang Soehendro, I Made Bendiyasa dan Rochmadi. 2010. Reaktor, Perpindahan Panas dan Massa pada Pengembunan Campuran Metanol-Propanol-Udara dalam Kondesor Tegak. Vol. 13 No. 2.Soedojo, Peter. 1999. Fisika Dasar. Andi. Yogyakarta.Wahyudi, Eko Prasetyo, Zainal Fatah, Ali Altway dan Lili Pujuastuti. 2012. Optimasi Kapasitas Penukar Panas Wire And Tube Heat Exchanger dengan Variabel Jarak Antar Wire. Jurnal Sains Dan Seni Pomits Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6.

12

Ditimbang kalorimeter

Diukur suhu kalorimeter

Ditimbang aquadest

Dimasukkan kedalam kalorimeter

Diukur suhu aquadest

Ditimbang sampel

Dipanaskan hingga 80 C

Dimasukkan sampel kedalam kalorimeter secara cepat

Diukur waktu percampuran bahan tersebut

Diaduk campuran sampel dan aquadest