bab 1,2,4,5kel 4.docx

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan

1.1.1 Menghitung Q, U dan LMTD

1.1.2 Mengetahui pengaruh flowrate dengan nilai Q

1.2 Dasar Teori

1.2.1 Pengertian dan Definisi Energi

Manusia membutuhkan energi untuk bergerak dan melakukan aktivitas. Sehingga

tidak heran bila iklan suplemen minuman dan makanan penambah energi sangat marak di

berbagai media massa baik koran maupun televisi karena energi merupakan kebutuhan utama

manusia. Dengan memiliki energi, manusia bisa melakukan berbagai aktivitas mulai dari

aktivitas ringan sampai aktivitas berat.

Berikut ini adalah beberapa pengertian dan definisi energi menurut bebrapa sumber:

ARIF ALFATAH & MUJI LESTARI

Energi adalah sesuatu yang dibutuhkan oleh benda agar benda dapat melakukan

usaha. dalam kenyataannya setiap dilakukan usaha selalu ada perubahan. Sehingga usaha

juga didefiniskan sebagai kemampuan untuk menyebabkan perubahan

CAMPBELL, REECE, & MITCHELL

Energi adalah kemampuan untuk mengatur ulang suatu kumpulan materi atau

dengan kata lain, energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melaksanakan kerja

AIP SARIPUDIN

Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha.

MICHAEL J. MORAN

Energi merupakan konsep dasar termodinamika dan merupakan salah satu aspek

penting dalam analisis teknik

PARDIYONO

Energi adalah suatu bentuk kekuatan yang dihasilkan atau dimiliki oleh suatu

benda.

ROBERT L. WOLKE

Energi adalah kemampuan membuat sesuatu terjadi

SUMANTORO

Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha seperti mendorong dan

menggerakkan suatu benda.

Pengertian energi secara umum adalah kemampuan untuk melakukan kerja (usaha).

Satuan energi menurut Satuan Internasional (SI) adalah joule, satuan energi yang lain: erg,

kalori, dan kWh. Satuan kWh biasa digunakan untuk menyatakan energi listrik, dan kalori

biasanya untuk energi kimia.

Konversi satuan energi:

1 kalori = 4,2 joule

1 joule = 0,24 kalori

1 joule = 1 watt sekon

1 kWh = 3.600.000 joule

2.2 Konsep Energi

Dalam kehidupan sehari-hari semua aktivitas yang kita lakukan selalu memerlukan

energi. Jika anda bekerja tanpa henti lama-lama anda akan kehabisan energi, maka anda

butuh istirahat dan makan untuk memulihkan energi. Untuk meringankan pekerjaan anda,

anda butuh tambahan energi lain, misalnya anda sedang mengangkat beban yang berat, maka

anda butuh alat pengangkut beban, misalnya mobil. Dan mobil dapat mengangkut dan melaju

dijalan raya juga butuh energi berbentuk bahan bakar yang mengandung energi kimia. Jadi

dapat dikatakan bahwa energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Dan energi secara

umum justru bermanfaat ketika terjadi perubahan bentuk. Dalam pengamatan sehari-hari

energi muncul dalam berbagai bentuk, misalnya: energi kimia, energi listrik, energy nuklir,

dan sebagainya.

Beberapa contoh energi yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari

diantaranya:

(a) energi cahaya, cahaya dapat mengahasilkan energi listrik, alat yang dapat mengubah

langsung energi cahaya matahari menjadi energi listrik disebut sel fotovolatik;

(b) energi gelombang, gerak gelombang air laut yang melimpah dimanfaatkan untuk

menghasilkan energi listrik dalam bentuk pembangkit listrik tenaga gelombang laut

(PLTGL);

(c) energi angin, sebuah kincir angin besar yang ditiup angin dengan kecepatan 12 m/s

mampu menghasilkan energi listrik 3 MW;

(d) energi air, digunakan untuk menghasilkan listrik dalam pembangkit listrik tenaga air

(PLTA);

(e) energi panas bumi, digunakan untuk menghasilkan listrik pada pusat listrik tenaga panas

bumi (PLTP);

(f) energi listrik, energi yang paling mudah dan paling banyak digunakan dalam kehidupan

manusia;

(g) energi nuklir, sumber energi yang menggunakan reaksi fisi dan fusi inti atom uranium

sebagai sumber energi listrik, yang dikerjakan oleh pusat listrik tenaga nuklir (PLTN).

2.3 Macam-macam dan Bentuk Energi

Energi memiliki berbagai bentuk selain yang kita kenal dalam kehidupan sehari-hari

yang biasa sudah jadi kebutuhan publik yaitu bahan bakar yang asalnya dari fosil baik itu

BBM (bahan bakar Minyak ) atau Batu bara. Sebelum ditemukannya bahwa materi bisa

menjadi energi dalam Fisika modern bahwa energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan.

Energi hanya bisa berubah bentuk dari bentuk satu ke bentuk lain kali ini blogger akan

membahas beberapa bentuk energi alternatif selain fosil.

Macam-macam bentuk energi tersebut terbiasa kita gunakan atau kita pakai dalam

kehidupan sehari-hari baik dalam teknologi modern atau teknologi sederhana. Maksudnya

dari bentuk energi tersebut bisa juga kita manfaatkan untuk kebutuhan sehari-hari. Inilah

sepuluh bentuk energi alternatif selain fosil :

1. Energi Kinetik, adalah energi yang dimiliki oleh setiap benda yang bergerak seperti

sepeda, mobil motor energi ini bisa digunakan untuk menggerakkan turbin yang memutar

generator sehingga disimpan dalam sel akumulator.

2. Energi listrik, bentuk energi ini adalah bentuk dari energi yang paling praktis digunakan

karena mudah dalam transfer atau perpindahan. Hampir semua sisi kehidupan

membutuhkan energi listrik. Teknologi elektronik, Komputer alat rumah tangga,

telekomunikasi semua membutuhkan listrik. Sekarang untuk keperluan memasak pun

sudah mulai beralih dari energi fosil, dan gas alam ke energi listrik.

3. Energi potensial, adalah energi yang tersimpan karena posisi sebuah benda atau energi

yang dimiliki karena kedudukan sebuah benda contoh misalnya air yang tersimpan di

sebuah bendungan memiliki energi potensial yang sangat besar sehingga bisa

dimanfaatkan untuk memutar turbin yang akan menggerakkan generator untuk

transfer energi dari potensial ke bentuk energi Listrik. Contoh lain energi potensial

adalah energi yang dimiliki oleh sebuah pegas yang ditarik atau diregangkan, contoh lain

adalah energi potensial yang dimiliki oleh busur panah yang sedang ditarik bisa

meluncurkan mata panah yang sangat cepat.

4. Energi cahaya, Matahari sebagai sumber energi dengan panas yang dipancarkan secara

radiasi sampai ke bumi adalah sumber energi untuk kehidupan yang dipakai oleh

tanaman berchlororofil untuk mengubah zat hara tanah menjadi sumber makanan. Pada

akhirnya menjadi sumber makanan pula buat hewan dan Manusia. Dengan teknologi

cahaya sebagai bentuk energi sekarang sudah bisa dimanfaatkan untuk diubah

menjadi energi listrik, dengan alat yang dinamakan solar cel.

5. Energi angin, angin sebagai sumber energi di manfaatkan untuk memutar turbin, turbin

yang ditempatkan di daerah-daerah yang hembusan angin stabil. Negara yang banyak

memanfaatkan energi angin untuk diubah menjadi energi listrik adalah Belanda.

6. Energi Gelombang, energi ini dimanfaatkan di dunia pariwisata untuk berselancar tetapi

harus dipilih karakteristik gelombang besar yang tidak mudah pecah misalnya Hawai,

Tasmania, Bali, Nias serta Batu Karas. Sekarang Energi gelombang laut digunakan untuk

memutar turbin dalam sebuah pembangkit listrik.

7. Energi Nuklir, adalah salah satu energi alternatif penghasil panas dalam sebuah reaktor

yang menghasilkan tenaga listrik jutaan Volt. Kebutuhan akan energi listrik yang sangat

besar, maka menuntut negara-negara Industri besar untuk menggunakan teknologi nuklir

seperti Amerika, Jepang dan Prancis.

8. Energi Kimia, adalah energi yang dimiliki oleh suatu zat yang mengandung bahan kimia,

misalkan bahan bakar, zat makanan, batubara, batu baterai dan aki.

9. Energi Nabati, energi yang berasal dari makhluk hidup atau tanaman ini sudah dikenal

sejak ribuan tahun yang lalu namun baru sekarang di buat dengan teknologi misalnya

minyak jarak untuk pengganti solar, atau minyak sawit sebagai campuran solar. Sekarang

minyak jelantah dari limbah rumah makan sudah bisa sebagai bahan bakar bus. Contoh

bus Trans Pakuan di kota Bogor. Negara yang sudah banyak memanfaatkan bahan bakar

nabati terbesar adalah Brazil. Kabarnya 40 % kebutuhan energi Nasional dipenuhi oleh

minyak nabati. Barazil sebagai penghasil kapas terbesar kedua setelah China

memanfaatkan minyak biji kapas yang diambil minyaknya untuk bahan bakar.

10. Gas methan dari kotoran dan sampah, gas ini berasal dari kotoran hewan yang

difermentasi sehingga menghasilkan gas methan yang berfungsi sama dengan gas elpiji

sebagai bahan bakar untuk memasak. Teknologi ini sudah biasa dipakai serta dianjurkan

karena ramah lingkungan di daerah peternakan sapi dengan kotoran sapi sebagai bahan

baku utamanya.

11. Tenaga panas bumi, tenaga panas bumi yang berasal dari aktivitas vulkanologi sekarang

dimanfaatkan untuk pembangkit tenaga listrik, sangat bagus karena tanpa polusi atau

ramah lingkungan. Negara yang banyak memanfatka teknologi ini adalah Newzealand

dan Indonesia juga sebagai negara dengan gunung berapi yang banyak sekarang sudah

memanfaatkan energi ini misalnya di Gunung Salak, Kamojang Kab Bandung, Gn

Darajat kabupaten Garut

2.4 Hukum Kekekalan Energi

Hukum kekekalan energi “Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat

dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain”

a. Energi Mekanik

Energi mekanik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena sifat geraknya. Energi

mekanik terdiri dari energi potensial dan energi kinetik.

Secara matematis dapat dituliuskan :

Em = Ep + Ek

dimana Em = Energi Mekanik

b. Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya (kedudukan)

terhadap suatu acuan. Sebagai contoh sebuah batu yang kita angkat pada ketinggian tertentu

memiliki energi potensial, jika batu kita lepas maka batu akan melakukan kerja yaitu

bergerak ke bawah atau jatuh. Jika massa batu lebih besar maka energi yang dimiliki juga

lebih besar, batu yang memiliki energi potensial ini karena gaya gravitasi bumi, energi ini

disebut energi potensial bumi. Energi potensial bumi tergantung pada massa benda, gravitasi

bumi dan ketinggian benda. Sehingga dapat dirumuskan:

Ep = m.g.h

dimana :

Ep = Energi potensial

m = massa benda

g = gaya gravitasi

h = tinggi benda

c. Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya. Makin besar

kecepatan benda bergerak makin besar energi kinetiknya dan semakin besar massa benda

yang bergerak makin besar pula energi kinetik yang dimilikinya.

Secara matematis dapat dirumuskan:

Ek = 1/2 ( m.v2 )

dimana :

Ek = Energi kinetic

m = massa benda

v = kecepatan benda

BAB II

METODOLOGI

2.1 Alat dan Bahan

2.1.1 Alat yang Digunakan

Armfield PCT 41 control temperature

2.1.2 Bahan yang Digunakan

Air kran

2.2 Prosedur Kerja

1. Menghubungkan kabel power perangkat computer dan kabel power perangkat

PCT 40 ke sumber arus listrik.

2. Pada komputer, klik menu ‘start’, ‘all program’, ‘armfield control’, kemudian

memilih ‘PCT 40’.

3. Menjalankan PCT 40, pilih section 5 : Temperatur Control (Direct Batch Heating)

4. Menutup keran pembuangan pada tangki proses

5. Mengklik menu sampel kemudian memilih configure lalu pilih automatic dengan

interval sampel 1 menit secara kontinyu.

6. Mengisi tangki dengan air kran menggunakan selang panjang dengan sambungan

pada dua ujungnya, (sambungan sisi selang yang terhubung pada ‘PSV’ ke salah

satu sambungan di sisi tangki) sampai menyentuh sensor temperatur pada tangki

dengan mengatur PSV sebesar 100%.

7. Setelah air terisi sesuai dengan yang diinginkan, selanjutnya mengambil sebuah

selang panjang dengan sambungan di salah satu ujungnya dan sambungan

“kunci” di ujung lainnya. Menghubungkan salah satu ujungnya ke “PSV” dan

satu ujungnya lagi ke koil yang ada di dalam tangki.

8. Memilih control lalu melakukan pengaturan sebagai berikut :

Mode : manual

Manual operation : set point : 45%

Propotional band : 0%

Integral time : 0%

Derivative time : 0%

Kemudian mengklik apply lalu OK

9. Memilih ‘configure’ pada menu sampel dan mengeset :

Sampling : Manual

Interval : 1 min

Duration : Continuous

Menekan “OK”

10. Mengatur PSV sebesar 50%

11. Mengklik icon thermostat

12. Mengklil icon GO pada toolbar untuk menjalankan proses

13. Setelah proses berjalan selama 10 menit, mengklik icon stop pada toolbar lalu

menyimpan data yang telah diperoleh.

14. Mengulangi langkah 10-13 dengan mengganti nilai PSV berturut-turut 65%, 75%

dan 95%.

15. Setelah pengambilan data selesai, mematikan program dengan mengklik CLOSE

(X) kemudian memilih start lalu shutdown.

16. Mematikan alat Armfield PCT 40.

BAB IV

PEMBAHASAN

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menghitung Q, U dan LMTD, dan

mengetahui pengaruh flowrate dengan nilai Q. Pada percobaan ini, dilakukan variasi persen

bukaan valve atau PSV, yaitu 50%, 65%, 75% dan 95%. Ada beberapa variabel yang diamati

pada percobaan ini, yaitu antara lain T1, T2, T3 dan densitas yang dapat dilihat pada tabel 3.1.

Dimana T1 adalah pembacaan suhu pada steam. Sedangkan T2 adalah suhu air pendingin

masuk ke dalam tube dan T3 adalah suhu air pendingin yang keluar dari tube, dan steam tidak

mengalami penurunan temperatur.

Untuk mengetahui hasil hitungan Q, U dan LMTD serta pengaruh flowrate dengan

nilai Q, dapat dilihat pada data pengamatan tabel 3.1, 3.2, 3.3 dan 3.4. Pada tabel tersebut

dapat dilihat bahwa semakin lama waktu operasi maka semakin rendah temperatur, ini

menyebabkan panas yang dihasilkan semakin menurun pula, hal ini terjadi karena semakin

lama waktu operasi maka semakin banyak perpindahan panas yang terjadi. Pada praktikum

ini pengambilan data dilakukan setiap 1 menit sekali dan berakhir pada menit ke-10 dengan

menggunakan variasi PSV. Pada percobaan ini, LMTD tertinggi didapat pada menit ke-0

dengan suhu 11.50990C pada PSV 50% (tabel 3.1), sedangkan temperatur terendah didapat

pada menit ke-10 dengan suhu 8.29470C pada PSV 95% (tabel 3.4).

Pada data pengamatan, diketahui bahwa nilai Q dan U tertinggi didapat pada menit

ke-3 dengan nilai 259.7425 J/min dan 636.9815 J/m2.min.°C pada PSV 95% (tabel 3.4),

sedangkan Q dan U terendah didapat pada menit ke-0 dengan suhu nilai 3.2149J/min dan

5.9472 J/m2.min.°C pada PSV 50% (tabel 3.1). Hali ini menunjukkan bahwa nilai Q

berbanding lurus dengan nilai U.

Untuk mengetahui perbandingan flowrate dengan Q juga dapat dilihat pada data

pengamatan, dimana semakin tingi flowratenya, maka nilai Q semakin tinggi pula. dan

semakin besar

0 2 4 6 8 10 129.8

10

10.2

10.4

10.6

10.8

11

11.2

11.4

11.6

Waktu vs LMTD pada PSV 50%

LMTD (°C)

Waktu (menit)

LMTD

(°C)

Grafik 1. Waktu vs LMTD pada PSV 50%

0 2 4 6 8 10 129.5000

9.6000

9.7000

9.8000

9.9000

10.0000

10.1000

10.2000

10.3000

10.4000

10.5000


LMTD (°C)

Waktu (menit)

LMTD

(°C)


0 2 4 6 8 10 128.6000

8.8000

9.0000

9.2000

9.4000

9.6000

9.8000

10.0000


LMTD (°C)

Waktu (menit)

LMTD

(°C)


0 2 4 6 8 10 127.8000

8.0000

8.2000

8.4000

8.6000

8.8000

9.0000

9.2000


LMTD (°C)

Waktu (menit)

LMTD

(°C)


bab 1,2,4,5kel 4.docx

Documents