LAPORAN PRAKTIKUMPINDAH PANAS

ACARA INERACA PERPINDAHAN PANAS DAN PENGUKURAN

PANAS HILANG MELALUI RUANG PENDINGINAN

OLEHTITIN INDRAWATI

J1B 013 116

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIANFAKULTAS TEKNOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRI

UNIVERSITAS MATARAM

HALAMAN PENGESAHAN

Laporan praktikum Pindah Panas ini disusun dan disyahkan sebagai salah

satu syarat untuk membuat laporan tetap.

Mataram, 18 Desember 2015

Mengetahui, Co. Ass Pindah Panas Praktikan,

Riski Hasmi Titin IndrawatiNIM.J1B 012 115 NIM.J1B 013 116

Septani Nirmala SariNIM. J1B 012 123

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perpindahan panas adalah salah satu dari displin ilmu teknik termal yang

mempelajari cara menghasilkan panas, menggunakan panas, mengubah panas, dan

menukarkan panas di antara sistem fisik. Perpindahan panas diklasifikasikan

menjadi konduktivitas termal, konveksi termal, radiasi termal, dan perpindahan

panas melalui perubahan fasa (adimsyah, 2010).

Konduksi termal adalah pertukaran mikroskopis langsung dari energi

kinetik partikel melalui batas antara dua sistem. Ketika suatu objek memiliki

temperatur yang berbeda dari benda atau lingkungan di sekitarnya, panas mengalir

sehingga keduanya memiliki temperatur yang sama pada suatu titik

kesetimbangan termal. Perpindahan panas secara spontan terjadi dari tempat

bertemperatur tinggi ke tempat bertemperatur rendah, seperti yang dijelaskan oleh

hukum kedua termodinamika (Sears, 2014)

Konveksi terjadi ketika aliran bahan curah atau fluida (gas atau cairan)

membawa panas bersama dengan aliran materi. Aliran fluida dapat terjadi karena

proses eksternal, seperti gravitasi atau gaya apung akibat energi panas

mengembangkan volume fluida. Konveksi paksa terjadi ketika fluida dipaksa

mengalir menggunakan pompa, kipas, atau cara mekanis lainnya. Oleh karena itu

berdasarkan uraian tersebut perlu dilakukan praktikum mengenai neraca

perpindahan panas dan pengukuran panas hilang melalui ruang pendingin.

1.2 Tujuan Praktikum

 Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui panas yang

hilang pada bahan dengan menggunakan termos es, Saeinless steel, dan

Kalorimeter.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Pindah Panas

Panas suatu benda tergantung pada suhu benda tersebut. Semakin tinggi suhu

benda, maka benda semakin panas. Panas berpindah dari tempat yang bersuhu

tinggi ke tempat bersuhu rendah. Bahan yang dapat menghantarkan kalor disebut

konduktor kalor, misalnya besi, baja, tembaga, seng, dan aluminium (jenis

logam). Adapun penghantar yang kurang baik/penghantar yang buruk disebut

isolator kalor, misalnya kayu, kaca, wol, kertas, dan plastic (jenis bukan

logam). Apabila ditinjau dari cara perpindahannya, ada tiga cara dalam

perpindahan kalor yaitu; konveksi (aliran), radiasi (pancaran), dan konduksi

(hantaran) dll (Anonim1, 2010)

Perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada zat cair dan gas. Perpindahan

kalor secara konveksi terjadi karena adanya perbedaan massa jenis dalam zat

tersebut. Perpindahan kalor yang diikuti oleh perpindahan partikel-partikel zatnya

disebut konveksi/aliran. Selain perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada zat

cair, ternyata konveksi juga dapat terjadi pada gas/udara. Peristiwa konveksi kalor

melalui penghantar gas sama dengan konveksi kalor melalui penghantar air.

Perpindahan panas secara konveksi terjadi melalui aliran zat. Misalnya, es batu

yang mencair dalam air panas. Panas dari air panas berpindah ke es batu. Panas

berpindah bersama mengalirnya air panas ke es batu. Panas tersebut menyebabkan

es batu meleleh. Peristiwa konveksi juga terjadi pada proses terjadinya angin darat

dan angin laut.(anonim2, 2014)

2.2 Proses Perpindahan Panas

Konveksi adalah proses perpindahan kalor dari satu bagianfluida ke bagian

lain fluida oleh pergerakan fluida itu sendiri.Konveksi dibedakan menjadi dua

jenis, yaitu konveksi alamiah dan konveksi paksa. Konveksi alamiah merupakan

pergerakan fluidayang terjadi akibat perbedaan massa jenis. Bagian fluida

yangmenerima kalor/dipanasi memuai dan massa jenisnya menjadi lebihkecil,

sehingga bergerak ke atas. Kemudian tempatnya akandigantikan oleh bagian

fluida dingin yang jatuh ke bawah karenamassanya jenisnya lebih besar.

Sedangkan pada konveksi paksa, fluida yang telah dipanasi akan langsung diarahkan

tujuannya olehsebuah blower atau pompa (Masyithah, 2009).

Konduksi ialah pemindahan panas yang dihasilkan dari kontak langsung

antara permukaan-permukaan benda. Konduksi terjadi hanya dengan menyentuh

atau menghubungkan permukaan-permukaan yang mengandung panas. Setiap

benda mempunyai konduktivitas termal (kemampuan mengalirkan panas) tertentu

yang akan mempengaruhi panas yang dihantarkan dari sisi yang panas ke sisi

yang lebih dingin. Semakin tinggi nilai konduktivitas termal suatu benda, semakin

cepat ia mengalirkan panas yang diterima dari satu sisi ke sisi yang lain (Darwish,

2010).

Radiasi ialah pemindahan panas atas dasar gelombang-gelombang

elektromagnetik. Misalnya tubuh manusia akan mendapat panas pancaran dari

setiap permukaan dari suhu yang lebih tinggi dan ia akan kehilangan panas atau

memancarkan panas kepada setiap obyek atau permukaan yang lebih sejuk dari

tubuh manusia itu. Panas pancaran yang diperoleh atau hilang, tidak dipengaruhi

oleh gerakan udara, juga tidak oleh suhu udara antara permukaan-permukaan atau

obyek-obyek yang memancar, sehingga radiasi dapat terjadi di ruang hampa.

Jumlah keseluruhan panas pindahan yang dihasilkan oleh masing-masing cara

hampir seluruhnya ditentukan oleh kondisi-kondisi lingkungan. Umpamanya,

udara yang jenuh tak dapat menerima kelembaban tubuh, sehingga pemindahan

panas tak dapat terjadi melalui penguapan. Pengondisian suatu ruang seharusnya

meningkatkan laju kehilangan panas bila para penghuni terlalu panas dan

mengurangi laju kehilangan panas bila mereka terlalu dingin. Tujuan ini tercapai

dengan mengolah dan menyampaikan udara yang nyaman dari segi suhu, uap air

(kelembaban), dan velositas (gerak udara dan pola-pola distribusi). Kebersihan

udara dan hilangnya bau (melalui ventilasi) merupakan kondisi-kondisi

kenyamanan tambahan yang harus dikendalikan oleh sistem penghawaan buatan

(agusalim, 2010).

2.3 Pinsip Kerja Kalorimeter

Prinsip kerja kalorimeter adalah hukum kekekalan energi yaitu kalor yang

hilang sama dengan kalor yang diterima. Teknik yang digunakan dikenal sebagai

“metode campuran”, suatu sampel zat dipanaskan sampai temperatur tinggi yang

diukur secara akurat, dan dengan cepat ditempatkan pada air dingin kalorimeter.

Kalor yang hilang pada sampel tersebut akan diterima oleh air dan kalorimeter.

Dan dengan mengukur temperatur akhir campuran tersebut, kalor jenis dapat

ditimbang. Jadi, kekekalan energi memiliki peranan penting untuk kita.

Kehilangan kalor sebanyak satu bagian sistem sama dengan kalor yang didapat

oleh bagian lain (tripler, 2009)

2.4 Perubahan frasa Panas

Bila panas diberikan pada suatu zat pada tekanan kostan, maka biasanya,

hasilnya adalah kenaikan temperatur zat. Namun, kadang-kadang zat dapat

menyerap panas dalam jumlah besar tanpa mengalami perubahan apapun dalam

temperaturnya. Ini terjadi selama perubahan fasa, artinya ketika kondisi fisis zat

itu berubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Jenis perubahan fasa adalah

pembekuan (perubahan cairan menjadi padatan), penguapan (perubahan cairan

menjadi uap atau gas), sublimasi (perubahan padatan menjadi gas). Ada juga

perubahan fasa lain, seperti bila padatan berubah dari satu bentuk kristalin ke

bentuk lain (Foster, 2010)

Perubahan fasa dapat dimengerti dengan teori molekuler. Kenaikan

temperatur zat menggambarkan kenaikan energi kinetik gerakan molekul-

molekul. Bila suatu zat berubah dari cairan menjadi bentuk gas, molekul-

molekulnya yang dekat dalam bentuk cairan digerakkan saling menjauh. Ini perlu

usaha untuk melawan gaya-gaya tarik yang mempertahankan molekul berdekatan,

artinya diperlukan energi untuk memisahkan mereka. Energi ini beralih menjadi

energi potensial molekul. Karena itu, temperatur zat yang merupakan ukuran

energi kinetik rata-rata molekulnya tidak berubah (Tipler, 2009)

2.5 Kalor dalam Proses Perpindahan Panas

Kalor lebur adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk melebur zat

persatuan massa pada suhu tetap. Kalor ini sama dengan kalor yang dilepas satu

satuan massa lelehan sewaktu membeku pada suhu tetap tadi. Kalor uap cairan

adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menguapkan satu satuan massa cairan

pada suhu tetap. Sedangkan kalor sublimasi adalah jumlah kalor yang diperlukan

untuk mengubah satu satuan massa padatan menjadi uap pada suhu tetap (Bueche,

2012).

BAB IIIPELAKSANAAN PRAKTIKUM

3.1 Waktu dan Tempat Praktikum

Praktikum ini dilaksanakan pada hari Sabtu, 12 Desember 2015 di

Laboratorium Tekni Bioproses Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri

Universitas Mataram.

3.2 Alat dan Bahan Praktikum

a. Alat-alat praktikum

Adapun alat-alat yang digunakan dalam praktikum adalah termos es,

stainless steel, kalorimeter, stopwatch, penggaris, isolasi, gunting, thermometer.

b. Bahan-bahan praktikum

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah batu es

dan air biasa.

3.3 Proseur Kerja

Adapun langkah-langkah kerja yang dilakukan pada praktikum adalah

sebagai berikut :

a. Disiapkan air es yang mempunyai suhu 5oC

b. Diukur dimensi termos, stainless steel, dan kalorimeter.

c. Diisi air dingin ke dalam termos es, stainless steel, dan kalorimeter, dipasang

thermometer dan pengaduk, ditutup termos, stainless steel, dan kalorimeter

serapat-rapatna.

d. Diukur temperatur awal untuk air pada ketiga tabung dinding serta temperatur

lingkungan. Kemudian setiap interval waktu 5 menit suhu diukur dan dicatat

sampai selama 30 menit.

e. Dicatat pada tabel pengamatan dan dihitung koefisien pindah panas

gabungannya.

BAB IVHASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

4.1. Hasil Pengamatan

Tabel1. Hasil Pengamatan Pengukuran Dimensi Termos, Stainless Steel, dan Kalorimeter.

No. Dimensi Termos (m) Stainless steel (m) Kalorimeter(m)1.2.3.4.5.

TinggiDiameter dalamDiameter luarTebal dindingTebal dinding luar

0,1930,180,220,110,013

0,930,1070,1120,004

-

0,060,680,810,0070,013

Tabel2. Hasil Pengamatan Perubahan SuhuWaktu (menit) Suhu air dalam (oC) Suhulingkungan (oC)

Termos Stainless steel Kalorimeter

05

1015202530

5434101412

556589

10

5786

111313

29303030303030

Tabel 3. Hasil perhitungan Panas Hilang

No. Nama Alat Koefisien Pindah Panas Gabungan U Panas Yang Hilang (Joule)

1.2.3.

Stainless SteelKalorimeterTermos

5,5145,6262,723

24,6646,1344,65

4.2. Hasil Perhitungan

Keterangan:

U = koefisien pindah panas gabungan

Tu = suhu rata-rata lingkungan

Ta = suhu awal

d = diameter luar

dd = tebal dinding luar

dg = tebal dinding gelas

di = diameter dalam

hd = 3500 J/s.m².°C

ki = 20,92 J/s.m².°C

hi = 5,81 J/s.m².°C

kg = 0,039 J/s.m².°C

kd = 0,46 J/s.m².°C

d = 0,088 m

dd = 0,013 m

4.2.1. Koefisien Pindah Panas Gabungan

a. Stainless steels

1U =

1hd

+dki

+1hi

1U =

13500 j/s . m2 ℃

+0,112 m20,92 j/s . m2 ℃

+15,81 j/s . m2 ℃ U =5,626

b. Kalorimeter

1U =

1hd

+ddkd

+dgkg

+1hi

1U =

13500 j/s . m2 ℃

+0,0 13 m0,46 j/s . m2 ℃

+ 0,007 m0,039 j/s . m2 ℃

+15,81 j/s . m2 ℃

U = 2,63

c. Termos

1U =

1hd

+ddhd

+diki

+1hi

1U =

13500 j/s . m2 ℃

+0,0 13 m3500 j/s . m2 ℃

+0 ,186 m20,92 j/s . m2 ℃

+15,81 j/s . m2 ℃

U = 5,56

4.2.2. Menghitung panas yang hilang

a. Stainless steel

r = Diameter luar2

= 0,1122

= 0,056 m

A = π r 2+2πrt

= 3,14 x 0,0562+ 2 x 3,14 x 0,056 x 0,93

= 0,33 m2

δ = U x A (Tu – Ta)

= 5,626 x 0,33 x (29,85 – 5)

= 46,13Joule

b. Kalorimeter

r = Diameter luar2

= 0,812

= 0,405 m

A = π r 2+2πrt

= 3,14 x 0,4052+ 2 x 3,14 x 0,405 x 0,06

= 0,66 m2

δ = U x A (Tu – Ta)

= 2,723 x 0,66 x (29,85 – 5)

=44,65Joule

c. Termos

r = Diameter luar2

= 0,2262

= 0,113 m

A = π r 2+2πrt

= 3,14 x 0,1132+ 2 x 3,14 x 0,113 x 0,193

= 0,177 m2

δ = U x A (Tu – Ta)

= 5,51 x 0,177 x (29,85 – 5)

= 24,23Joule

BAB VPEMBAHASAN

Panas telah diketahui dapat berpindah dari tempat dengan temperatur lebih

tinggi ketempat dengan tempeatur lebih rendah. Hokum percampuran panas juga

terjadi karenapanas itu berpindah, sedangkan pada kalorimeter, perindahan panas

dapat terjadi dalam bentuk pertukaran panas dengan luar sistem. Jadi pemberian

atau pengurangan panas tidak saja mengubah temperatur atau fasazat suatu benda

secara lokal, melainkan panas itu merambat ke atau dari bagian lainbenda atau

tempat lain. Peristiwa ini disebut perindahan panas.

Perpindah panas adalah suatu proses yang dinamis, yaitu panas

dipindahkan secara spontan dari satu kondisi ke kondisi lain yang suhunya lebih

rendah. Kecepatan pindah panas ini akan bergantung pada perbedaan suhu antar

kedua kondisi. Semakin besar perbedaan, maka semakin besar kecepatan pindah

panasnya. Perpindahan Panas ada tiga macam atau jenis, yaitu Konveksi, Radiasi

dan Konduksi. Konveksi adalah perpindahan panas yang disertai dengan

perpindahan zat perantaranya. Radiasi adalah perpindahan panas tanpa melalui

perantara. Untuk memahami ini, dapat kita lihatkehidupan kita sehari-hari.

Konduksi adalah perpindahan panas melalui zat perantara. Namun, zat tersebut

tidak ikutberpindah ataupun bergerak. 

Percobaan ini dilakukan pada perpindahan panas secara Konveksi yaitu

terjadi melalui aliran zat. Contoh yang sederhana adalah proses mencairnya es

batu yang dimasukkan ke dalam tiga jenis alat untuk memperlambat panas dan

dingin hilang. Panas pada air berpindah bersamaan dengan penyimpanan es batu.

Panas tersebut kemudian menyebabkan esbatunya meleleh. Tiga jenis alat

tersebut memperoleh nialai koefisien gabungan diantaranya yaitu termos 5,56

Stainless steel 5,56 dan kalorimeter diperoleh nilai 2,63 ini membuktikan bahwa

kehilangan gabungan yang paling sedikit didapat dari alat penyimpanan

kalorimeter.

Pengamatan untuk memperoleh nilai panas yang hilang dari ketiga alat

diperoleh nilai masing-masing panas yang hilang pada alat stainless stell sebesar

46,13Joule, kemudian panas hilang pada kalorimeter sebesar 44,65Joule, dan

panas hilang pada termos sebesar 24,23Joule, dapat dijelaskan bahwa nilai yang

paling rendah atau paling lama menghilangkan panas ada pada termos es.

Sehingga dapat dilihat faktor-faktor penyebab lamanya suatu alat tersebut

menghilangkan panas diantaranya yaitu diameter luar dan diameter dalam , tebal

dinding luar dan dalam dan suhu rata-rata lingkungan. Berbeda dengan nilai panas

hilang pada kedua alat lain yaitu stainless steel dan kalorimeter tidak berbeda jauh

sehingga kedua alat ini dikatakan cepat menghilangkan panas karena beberapa

faktor diantaranya yaitu diameter dalam dan luar juga nilai suhu rata-rata

lingkungannya .

Nilai koefisien pindah panas gabungan (U) dan panas yang hilang pada

ketiga jenis alat (termos, kalorimeter dan stainless steel) dipengaruhi oleh

berbagai faktor yang diantranya yaitu bentuk dan bahan komposisi pembentuk

alat tersebut, cara melakukan pengukuran suhu pada saat melakukan pengukuran,

kerapatan tutupan disetiap alat yang digunakan juga mempengaruhi hasil

perhitungan. Selain itu, semakin besar luas penampang suatu alat maka akan

semakin banyak panas yang akan hilang, disebabkan karena semakin lebar atau

besar penampang maka penguapan atau aliran panas akan semakin cepat. Hal ini

berbeda dengan yang di amati dalma percobaan kelompok kami, Nilai panas yang

hilang yang paling banyak terjadi pada Kalorimeter ini terjadi faktor kesalahan

dalam percobaan sehingga yang seharsnya termos memiliki nilai panas hilang

yang paling besar karena luas penampangnya paling besar, sedangkan kalorimeter

luas penampang lebih kecil dan penutupnya yang sangat rapat.

BAB VIPENUTUP

6.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari hasil pengamatan dan

pembahasan diantaranya yaitu sebagai berikut.

1. Perpindahan panas yaitu suatu aktifitas panas dipindahkan secara spontan dari

satu kondisi ke kondisi lain yang suhunya lebih rendah

2. Alat yang paling lama menghilangkan panas ada pada termos es yaitu sebesar

24,23 joule.

3. Perconbaan Aktivitas panas hilang ini yaitu jenis proses perpindahan panas

secara konveksi

4. Alat yang digunakan dalam praktikum perpindahan panas diantaranya yaitu

termos es, stailess steel, dan kalorimeter. Yang menurut percobaan perpindahan

panas hilang paling cepat pada stainles steel.

5. Dari hasil pengamatan yang paling cocok digunakan sebagai ruang pendingin

adalah termos es, pindah panas secara konduksi terjadi antara air es dengan

dinding ketiga alat dan pindah panas konveksi terjadi pada dinding luar yang

dingin dengan udara sekitar yang lebih hangat.

6.2 SaranDiharapkan mahasiswa pada saat praktikum dapat menperhatikan proses

hilangnya panas dalam hitungan waktu.

DAFTAR PUSTAKA

Adimsyah. S . 2010 .Perpindahan Panas. Gramedia. Jakarta

Agusalim H. 2010. Analisa Perpindahan Secara Konveksi.https://royin dralesmana.word press.com/2008/01/15/analisa-perpindahan-panas-secara-konveksi/ (diakses 12 desember 2015)

Anonim1. 2010 . Perpindahan Panas https://id.wikipedia.org/wiki/ pindahan_panas. (diakses 12 desember 2015)

Anonim2, 2014. Laporan Praktikum Pindah Panas. http://menger jakantugas.blogspot.co. id. (diakses 12 desember 2015)

Bouche, 2012. Teknik Perpindahan Panas. ITB press. Bogor

Darwish .N,SH. 2010. Perpindahan Panas. http://mastino.blogspot.co.id /2012/07/ perpindahan-panas.html (diakses 12 desember 2015)

Foster, 2010. Kalorimeter dan Kapasitas Kalor. http://choalialmu89.blogspot.co.id/2010/11/percobaan-4-kalorimeter-dan-kapasitas.html. (diakses 17 desember 2015)

Masyithah, Z dan Haryanto, B. 2009. Perpindahan Panas. USU. Medan.

Sears, Z. 2014 Fisika Universitas. Erlangga. Jakarta.

Tripler, 2009. Fisaka Jilid II. Erlangga. Jakarta