konduktivitas termal

PERCOBAAN 3

KONDUKTIVITAS TERMAL

SUATU MATERIAL

I. PENDAHULUAN

Berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, menuntut

penggunaan suatu material secara tepat. Untuk dapat menggunakan merial

dengan tepat, maka harus dikenali dengan baik sifat – sifat material yang

mungkin akan dipilih untuk dipergunakan. Sifat – sifat ini tentunya banyak

macamnya, karena sifat ini dapat ditinjau dari berbagai segi / bidang

keilmuan.

Salah satu sifat pentina yang perlu dipertimbangkan dalam proses

pemilihan material adalah sifat termal. Dimana diantara beberapa sifat

termal dari suatu maerial, salah satu diantaranya adalah konduktivitas

termal material. Hal ini disebabkan karena sekarang banyak bahan yang

digunakan sebagai penghantar panas. Untuk berbagai keperluan

dibutuhkan konduktivitas termal yang besar, sedang dan kecil.

Berkaitan dengan hal tersebt diatas, maka diperlukan suatu cara

bagaimna mrnentukan konduivitas termal suatu material.Sehingga dari

nilai konduktivitas yang dapat diperoleh kita dapat mengetahui apakah

material tersebut mempuyai konduktivitas yang besar, sedan atau kecil

sebagaimana yang diharapkan.

II. DASAR TEORI

Konduksi didefinisikan sbagi pses mengalirnya kalor dari daerah yang

bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu rendah di dalam suatu medium

( padat,cair atau gas ) atau ntara medium – meium yang berlainan dan

bersinggungan secara langsung.

Pengukuran konduktivitas termal suau material menggunakan dua

buah sampel sejenis yang tebalnya berbeda. Sehingga harus dilakuan

pengukuran konduktivitas termaluntuk tiap – tiap sampel. Misalkan nilai

konduktivitas termal dari data yang diperoleh dari eksperimen untuk

sampel A adalah :

..................................................(1)

..................................................(2)

Sehingga untuk menghitung nilai konduktivitas termal setelah eliminasi

tahanan kontak termal adalah :

...........................................(3)

Dimana : ka = konduktivitas termal sampel A

kb = konduktivitas termal sampel B

kT = konduktivitas standart alat

ta = perbedaan suhu pada sampel A

tb = perbedaan suhu pada sampel B

III. PROSEDUR EKSPERIMEN

1. Mengukur tebal kedua sampel

2. Membersihkan sampel dari kotoran dan sampel diolesi

dengan gemuk (grease) pada permukaannya. Demikian juga pada

permukaan sambungan logam tembaga alat ukur eksperimen

konduktivitas termal OSK 4565 A

3. Memasang logam uji dengan meletakkan logam uji

yang tipis pada sebelah atas, sedangkan logam uji yang tebal di bawah

4. Jika logam uji sudah lurus dengan posisi vertikal logam

standart maka tiga buah penekan diputar sampai maksimal pada

permukaan kontak logam standart uji logam

5. memasang isolator glasswool disekeliling sambunga

logam dan posisi ujung thermocouple

6. Membuka semua kran air dan mengalirkan air dari bak

penampungan ke flow meter

7. Setelah flowmeter menunjukkan angka yang konstan

maka power bias dihidupkan

8. Atur thermocontrol sehingga suhu tidak lebih dari 200

C

9. Mencatat suhu awal yang kita inginkan

10. Mengukur suhu air pendingin yang msuk dan yang

keluar

11. Mengukur suhu pada tiap-tiap thermocouple dengan

mengatur thermoselector

12. Mencatat perubahan suhu untuk tiap-tiap thermocouple

13. Melakukan percobaan untuk suhu yang lain

14. Melakukan percobaan untuk bahan yang lain

IV. DATA HASIL EKSPERIMENT

Sample : Aluminium (Al)

Sample Tebal Jarak Thermocouple

A 4,14 ± 0,005 mm 5-6

B 1,37 ± 0,005 mm 7-8

Jarak Thermocouple :

1-2 = 14 ± 0,05 mm

2-3 = 8 ± 0,05 mm

3-4 = 28 ± 0,05 mm

4-5 = 27 ± 0,05 mm

5-6 = 12 ± 0,05 mm

6-7 = 28 ± 0,05 mm

7-8 = 15 ± 0,05 mm

8-9 = 29 ± 0,05 mm

9-10 = 29 ± 0,05 mm

Jarak Thermocouple pada sample :

Thermocouple 5 ke sample(atas) = 5 ± 0,05 mm

Thermocouple 6 ke sample(atas) = 5 ± 0,05 mm

Thermocouple 7 ke sample(bawah) = 4 ± 0,05 mm

Thermocouple 8 ke sample(bawah) = 4 ± 0,05 mm

UJI 1 (Tebal atas dan Tipis bawah)

Thermocouple Suhu(ºC)

10 29

9 29,7

8 30,7

7 52,5

6 54,1

5 134,1

4 137,8

3 144,3

2 150,5

1 28,8


10 30,5

9 31,6

8 33,1

7 64,4

6 66,4

5 150,7

4 154,2

3 158,7

2 164,0

1 29,0


10 31,9

9 33,4

8 35,2

7 72,4

6 74,5

5 158,4

4 161,8

3 165,9

2 170,4

1 29,2


10 39,4

9 42,0

8 45

7 95,5

6 97,9

5 169,5

4 172,2

3 175,5

2 178

1 29,3

UJI 2 (Tipis atas dan Tebal Bawah)


10 38,6

9 40

8 41,3

7 84,0

6 85,5

5 136,8

4 139,9

3 146,1

2 152,1

1 28,8


10 38,3

9 39,7

8 41,1

7 87,2

6 89

5 147,5

4 150,7

3 156,1

2 161,5

1 28,6


10 38,5

9 40

8 41,6

7 94,3

6 96,3

5 159,5

4 162,4

3 166,5

2 170,4

1 28,5

Thermocouple Suhu (ºC)

10 40,2

9 42

8 44,1

7 110

6 112,2

5 171,8

4 174,4

3 177,9

2 180,8

1 28,2

V. GRAFIK HASIL EKSPERIMENT

UJI 1

ThermocoupleJarak(mm) Suhu(ºC)

1 0 28.82 14 150.53 22 144.34 50 137.85 77 134.16 89 54.17 117 52.58 132 30.79 161 29.7

10 190 29

grafik suhu terhadap jarak

14, 150.522, 144.3 50, 137.8 77, 134.1

89, 54.1 117, 52.5132, 30.7 161, 29.7190, 290

50100150200

0 50 100 150 200

jarak

suh

u

Series1

thermocouple 2-5

14, 150.522, 144.3

50, 137.877, 134.1

y = -0.2415x + 151.52

130135140145150155

0 20 40 60 80 100

jarak

suh

u

Series1 Linear (Series1)

thermocouple 6-7

89, 54.1

117, 52.5

y = -0.0571x + 59.186

5252.5

5353.5

5454.5

0 20 40 60 80 100 120 140

jarak

suh

u


thermocouple 8-10

132, 30.7

161, 29.7

190, 29

y = -0.0293x + 34.519

28.529

29.530

30.531

0 50 100 150 200

jarak

suh

u


Thermocouple Jarak(mm) Suhu(ºC)1 0 292 14 1643 22 158.74 50 154.25 77 150.76 89 66.47 117 64.48 132 33.19 161 31.6

10 190 30.5


14, 16422, 158.7 50, 154.2 77, 150.7

89, 66.4 117, 64.4132, 33.1 161, 31.6190, 30.5

050

100150200

0 50 100 150 200

jarak

suh

u

Series1

thermocouple 2-5

14, 16422, 158.7

50, 154.277, 150.7

y = -0.1919x + 164.72

145150155160165

0 20 40 60 80 100

jarak

suh

u


thermocouple 6-7

89, 66.4

117, 64.4

y = -0.0714x + 72.757

64

65

66

67

0 20 40 60 80 100 120 140

jarak

suh

u


thermocouple 8-10

132, 33.1

161, 31.6

190, 30.5

y = -0.0448x + 38.951

3031323334

0 50 100 150 200

jarak

suh

u


Thermocouple Jarak(mm) Suhu(ºC)1 0 29.22 14 170.43 22 165.94 50 161.8

5 77 158.46 89 74.57 117 72.48 132 35.29 161 33.4

10 190 31.9


14, 170.422, 165.9 50, 161.8 77, 158.4

89, 74.5 117, 72.4132, 35.2 161, 33.4190, 31.9

050

100150200

0 50 100 150 200

jarak

suh

u

Series1

thermocouple 2-5

14, 170.422, 165.9

50, 161.877, 158.4

y = -0.1744x + 171.23

155160165170175

0 20 40 60 80 100

jarak

suh

u


thermcouple 6-7

89, 74.5

117, 72.4

y = -0.075x + 81.175

72

73

74

75

0 20 40 60 80 100 120 140

jarak

suh

u


thermocouple 8-10

132, 35.2

161, 33.4

190, 31.9

y = -0.0569x + 42.66

313233343536

0 50 100 150 200

jarak

suh

u


Thermocouple Jarak(mm) Suhu(ºC)1 0 29.32 14 1783 22 175.54 50 172.25 77 169.56 89 97.97 117 95.58 132 459 161 42

10 190 39.4


14, 17822, 175.5 50, 172.2 77, 169.5

89, 97.9 117, 95.5

132, 45 161, 42190, 39.40

50100150200

0 50 100 150 200

jarak

suh

u

Series1

thermocouple 2-5

14, 17822, 175.5

50, 172.277, 169.5

y = -0.1277x + 179

165

170

175

180

0 20 40 60 80 100

jarak

suh

u


thermocouple 6-7

89, 97.9

117, 95.5

y = -0.0857x + 105.53

9596979899

0 20 40 60 80 100 120 140

jarak

suh

u


thermocouple 8-10

132, 45

161, 42

190, 39.4

y = -0.0966x + 57.678

3840424446

0 50 100 150 200

jarak

suh

u


UJI 2Thermocouple Jarak(mm) Suhu(ºC)

1 0 28.82 14 152.13 22 146.14 50 139.95 77 136.86 89 85.57 117 848 132 41.39 161 40

10 190 38.6


14, 152.122, 146.1 50, 139.9 77, 136.889, 85.5 117, 84

132, 41.3 161, 40190, 38.60

50100150200

0 50 100 150 200

jarak

suh

u

Series1

thermocouple 2-5

14, 152.122, 146.1

50, 139.977, 136.8

y = -0.225x + 152.89

130135140145150155

0 20 40 60 80 100

jarak

suh

u


thermocouple 6-7

89, 85.5

117, 84

y = -0.0536x + 90.268

83.584

84.585

85.586

0 20 40 60 80 100 120 140

jarak

suh

u


thermocouple 8-10

132, 41.3

161, 40

190, 38.6

y = -0.0466x + 47.461

3839404142

0 50 100 150 200

jarak

suh

u



14, 161.522, 156.1 50, 150.7 77, 147.5

89, 89 117, 87.2132, 41.1 161, 39.7190, 38.3

050

100150200

0 50 100 150 200

jarak

suh

u

Series1

thermocouple 2-5

14, 161.522, 156.1

50, 150.777, 147.5

y = -0.2052x + 162.31

145150155160165

0 20 40 60 80 100

jarak

suh

u


Thermocouple Jarak(mm) Suhu(ºC)1 0 28.62 14 161.53 22 156.14 50 150.75 77 147.56 89 897 117 87.28 132 41.19 161 39.7

10 190 38.3

thermocouple 6-7

89, 89

117, 87.2

y = -0.0643x + 94.721

8787.5

8888.5

8989.5

0 20 40 60 80 100 120 140

jarak

suh

u


thermocouple 8-10

132, 41.1

161, 39.7

190, 38.3

y = -0.0483x + 47.472

3839404142

0 50 100 150 200

jarak

suh

u


Thermocouple Jarak (mm)

Suhu(ºC)

1 0 28.52 14 170.43 22 166.54 50 162.45 77 159.56 89 96.47 117 94.38 132 41.69 161 40

10 190 38.5


14, 170.422, 166.5 50, 162.4 77, 159.5

89, 96.4 117, 94.3132, 41.6 161, 40190, 38.5

050

100150200

0 50 100 150 200

jarak

suh

u

Series1

thermocouple 2-5

14, 170.422, 166.5

50, 162.477, 159.5

y = -0.1605x + 171.24

155160165170175

0 20 40 60 80 100

jarak

suh

u


thermocouple 6-7

89, 96.4

117, 94.3

y = -0.075x + 103.07

94

95

96

97

0 20 40 60 80 100 120 140

jarak

suh

u


thermocouple 8-10

132, 41.6

161, 40

190, 38.5

y = -0.0534x + 48.639

3839404142

0 50 100 150 200

jarak

suh

u


Thermocouple Jarak (mm)

Suhu(ºC)

1 0 29.32 14 1783 22 175.54 50 172.25 77 169.56 89 97.97 117 95.58 132 459 161 42

10 190 39.4


14, 17822, 175.5 50, 172.2 77, 169.5

89, 97.9 117, 95.5132, 45 161, 42190, 39.4

050

100150200

0 50 100 150 200

jarak

suh

u

Series1

thermocouple 2-5

14, 17822, 175.5

50, 172.277, 169.5

y = -0.1277x + 179

165

170

175

180

0 20 40 60 80 100

jarak

suh

u


thermocouple 6-7

89, 97.9

117, 95.5

y = -0.0857x + 105.53

9596979899

0 20 40 60 80 100 120 140

jarak

suh

u


thermocouple 8-10

132, 45

161, 42

190, 39.4

y = -0.0966x + 57.678

3840424446

0 50 100 150 200

jarak

suh

u


konduktivitas termal

Documents