BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangKulkas yang kita kenal selama ini mempunyai beberapa komponen utama seperti Kompressor, Kondensor, Filter, Evaporator, Thermostat, Heater, Fan Motor, dan Bahan Pendingin yakni Freon. Biasanya alat ini terdapat di bagian bawah di belakang kulkas. Penggunaan kulkas dimana Freon digunakan sebagai bahan pendingin adalah tidak ramah lingkungan. Maka dari itu inovasi terus dilakukan untuk menciptakan sebuah kulkas dengan bahan pendingin. Keramik peltier merupakan bahan semikonduktor yang memiliki keunikan bila diberi tegangan dan arus. Dingin yang dihasilkan dari keramik peltier dapat dimanfaatkan sebagai pendingin dalam kulkas. Meskipun dalam skala ukuran kecil/mini, kulkas ini dapat digunakan layaknya kulkas biasa yanitu untuk mendinginkan makanan/minuman.

1.2 Rumusan Masalah1. Bagaimana membuat sebuah kulkas dengan bahan pendingin yang ramah lingkungan?2. Bagaimana prinsip bahan pendingin ramah lingkungan sehingga dapat menghasilkan dingin ?

1.3 Tujuan1. Terciptanya kulkas mini dengan bahan pendingin keramik peltier2. Mengidentifikasi prinsip kulkas mini dengan bahan pendingin keramik peltier

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 Prinsip TermodinamikaHukum Termodinamika pertama menyatakan bahwa energi tidak dapat dimusnahkan, melainkan dapat berpindah menjadi energi dalam bentuk lain. Persamaan dalam hukum termodinamika pertama dapat dinyatakan sebagai berikut :

dQ = dU + dW ....................................................................(2.1)

dengan harga dQ dan dW bergantung pada proses yang terjadi. Hukum pertama termodinamika yang menyatakan energi berpindah bentuk dari energi mekanik menjadi panas, atau sebaliknya energi panas menjadi mekanik. Namun kenyataannya energi mekanik dapat diubah menjadi energi panas, tetapi tidak semua energi panas dapat diubah menjadi energi mekanik. Maka dari itu hukum teromdinamika pertama ini disempurnakan dengan hukum termodinamika kedua. Dimana hukum termodinamika kedua memberi batasan- batasan tentang arah yang dijalani suatu proses yang sekaligus memberi kriteria apakah proses tersebut dapat berpindah secara bolak- balik (reversible) atau tidak bolak balik, melainkan hanya terjadi satu arah (irreversible). Perubahan entropi dapat dipakai untuk menentukan arah yang dijalani suatu proses.

2.2 Keramik Peltier Keramik Peltier atau lebih dikenal dengan lempengan Peltier adalah lempengan berbahan dasar keramik yang memiliki fungsi sangat unik. Peltier ini adalah modul Thermo-Electric, umumnya dibungkus oleh keramik tipis yang berisikan batang-batang Bismuth Telluride di dalamnya. Ketika disupply tegangan DC 12volt-15volt salah satu sisi akan menjadi panas dan sisi lainnya menjadi dingin. Karena Peltier memiliki 2 bagian yang berbeda, yakni1. Cool Side (Heat Absorbed) yang bekerja menyerap kalor (panas) sehingga bagian ini merupakan lempengan yang dingin2. Hot Side (Heat Released) yang bekerja melepas kalor (panas) sehingga bagian ini merupakan lempengan panasPerbedaan suhu antara kedua bagian adalah sekitar 30 derajat celcius. Sehingga apabila bagian Hot Side bersuhu 45 derajat C maka Cool Side akan bersuhu sekitar 15 derajat C. Jadi semakin dingin Hot Side maka Cold Side akan semakin dingin pula dan bisa sampai dibawah 0 derajat celcius.

Gambar 1. Susunan Keramik Peltier

Gambar 2. Keramik Peltier

Efek ini biasanya digunakan untuk menghasilkan listrik, dan mengukur temperatur sebuah objek. Prinsip kerja pendinginan adalah dengan mengalirkan panas dari pendingin menuju heatsink menggunakan tenaga listrik, kemudian heatsink membuang panas yang terkumpul ke udara menggunakan kipas. Tentu saja efektifitas prinsip ini tidak sebesar pendinginan menggunakan freon, hanya sekitar 5 - 10 % dari mesin ideal (Carnot Cycle) sedangkan kulkas 40 - 60 % mesin ideal. Namun kelemahan Peltier adalah Arus yang dibutuhkan cukup besar, hingga 5-7 ampere agar bisa bekerja optimal.

BAB IIIMETODE PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan1. Keramik Peltier2. Termometer3. Heatsink4. Kabel Penghubung5. Mur6. Kipas (Fan)

3.2 Prosedur Percobaan

1. Merangkai rangkaian seperti gambar diatas.2. Meletakan kipas dibawah heatsink agar panas dari heatsink dapat dialirkan ke udara.3. Meletakan rangkaian dalam ruang tertutup.4. Memberi tegangan dan arus kepada heatsink dan keramik peltier5. Mencatat perubahan suhu yang terjadi untuk setiap 1 menit dengan menggunakan termometer.

BAB IVPEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Pengamatan

4.1.1 Grafik Perubahan Suhu Terhadap Waktu Pada Kulkas Mini

4.2 PembahasanKulkas mini dengan bahan pendingin keramik peltier bekerja dengan cara mengalirkan dingin dari cool side peltier ke makanan/minuman. Sedangkan mengalirkan panas dari hot side peltier ke lingkungan dengan menggunakan kipas. Ketika diberi tegangan dan arus pada kipas dan keramik peltier, maka terdapat perbedaan suhu 35C pada kedua sisi keramik peltier. Pada saat diberikan tegangan butuh waktu 30 detik untuk rangkaian dapat bekerja. Setelah 30 detik mulai muncul perbedaan suhu pada kedua sisi keramik peltier. Pada percobaan yang dilakukan menunjukan bahwa pada suhu awal yang dimiliki kulkas mini sebelum diberikan tegangan adalah sebesar 30.1 derajat celcius. Ketika diberikan tegangan sebesar 12 volt/ 5 Ampere pada kulkas mini terjadi perubahan temperature. Kami mencatat perubahan temperature untuk tiap selang waktu 1 menit. Data pengamatan yang didapatkan menunjukan untuk tiap selang waktu 1 menit perubahan suhu yang terjadi adalah antara 3 derajat celcius - derajat celcius. Pada menit ke 5 kami tidak lagi mendapatkan perubahan suhu pada kulkas mini. Hal ini menunjukan bahwa kulkas mini hanya bisa mencapai suhu terndahnya pada menit ke 5 dengan besar suhu 12.5 derajat celcius. Dengan suhu sebesar 12.5 derajat celcius maka minuman atau makanan dapat menjadi dingin. Pada grafik 4.1.1 menunjukan bahwa perubahan suhu terjadi ketika waktu penggunaan kulkas mini semakin lama. Namun perubahan suhu ini hanya terjadi sampai waktu 5 menit dan setelah itu konstan. Kelemahan dari kulkas mini adalah memerlukan arus yang besar. Keramik peltier yang merupakan komponen utama dalam kulkas mini ini memerlukan arus 5 7 ampere untuk dapat bekerja optimal. Arus yang besar menyebabkan besar daya yang diperlukan kulkas mini ini juga besar. Untuk kedepannya akan dilakukan penelitian lebih lanjut agar kulkas mini ini dapat bekerja dengan daya yang rendah dan dapat digunakan untuk skala besar.

BAB V SIMPULAN DAN SARAN

5.1 KesimpulanSetelah melakukan percobaan, didapatkan kesimpulan :1. Keramik peltier merupakan bahan semikonduktor yang memiliki keunikan bila diberi tegangan. Sisi dingin dari keramik peltier dapat dimanfaatkan sebagai bahan pendingin.2. Prinsip kerja kulkas mini dengan keramik peltier sebagai bahan pendingin adalah memanfaatkan sisi dingin dari keramik peltier. Waktu yang diperlukan untuk suhu terendah adalah 5 menit dengan suhu terendah yang dapat dicapai adalah 12.5 derajat cecius.

DAFTAR PUSTAKA

1. http://www.chillersurabaya.com/2013/07/mini-chiller-dengan-menggunakan-keramik.html2. http://utek-quantum.blogspot.com/2012/04/kulkas-mini-benarkah-bisa-mendinginkan.html

LAPORAN AWALPRAKTIKUM FISIKA ENERGI IIKULKAS MINI DENGAN PENDINGIN KERAMIK PELTIER

Nama: Albert Agung Y HNPM: 140310100034Hari / Tanggal : Selasa, 5 Mei 2015Waktu: 10.30 13.00

LABORATORIUM FISIKA ENERGIJURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS PADJADJARAN2015LEMBAR PENGESAHANKULKAS MINI DENGAN PENDINGIN KERAMIK PELTIER

Nama: Albert Agung Y HNPM: 140310100034Hari / Tanggal : Selasa, 5 Mei 2015Waktu: 10.30 13.00

Jatinangor, 5 Mei 2015L.AWALL.AKHIRPRESENTASI

LAPORAN AKHIRPRAKTIKUM FISIKA ENERGI IIKULKAS MINI DENGAN PENDINGIN KERAMIK PELTIER

Nama: Albert Agung Y HNPM: 140310100034Hari / Tanggal : Selasa, 12 Mei 2015Waktu: 10.30 13.00

LABORATORIUM FISIKA ENERGIJURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS PADJADJARAN2015LEMBAR PENGESAHANKULKAS MINI DENGAN PENDINGIN KERAMIK PELTIER

Nama: Albert Agung Y HNPM: 140310100034Hari / Tanggal : Selasa, 12 Mei 2015Waktu: 10.30 13.00

Jatinangor, 12 Mei 2015L.AWALL.AKHIRPRESENTASI