lapres dp zat padat putu

8/10/2019 Lapres DP ZAT PADAT Putu

1/3

JURNAL PRAKTIKUM FISIKA LABORATURIUM BAHAN 1

AbstrakTelah dilakukan percobaan dengan judul analisis

densitas dan porositas pada material batu. Praktikum ini

dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui nilai densitas dan

porositas pada material batu, serta untuk membandingkan

densitas dan porositas. Percobaan ini menggunakan lima jenis

batu yang berbeda yaitu batu kuarsa ,batu kerikil , batu

sedimen koral, dan batu bata. Dari praktikum yang telah

dilakukan, Prinsip yang digunakan dalam percobaan ini

adalah Gaya Archimedes (batu) dan Piknometer (serbuk).

Batu kerikil 0.2% , sedimen 0.9% , kuarsa 15.4% , koral

14.9% dan batu bata 7.9% kemudian densitas dari Batu

kerikil 470.1667, sedimen 367.5714, kuarsa 229, koral

241.8571dan batu bata 131.8 Densitas bahan yang berbedayang menunjukan bahwa tiap bahan memiliki kepadatan yang

berbeda-beda. Persentase Dan dapat disimpulkan bahwa

hubungan antara densitas dan porositas adalah berbanding

terbalik

Kata KunciBatu, densitas, porositas.

I. PENDAHULUAN

ETIAP material pasti memiliki nilai densitas dan

porositas masing - masing. Karena pada dasarnya

setiap material memiliki sifat tertentu yangdidapatkan dari bahan-bahan penyusunnya. Salah satu sifat

fisis yang dimiliki oleh suatu meterial adalah kerapatan ataulebih dikenal dengan istilah massa jenis. Adapula yang

menyebutnya sebagai densitas atau density. Selain densitas,

sifat fisis yang juga dimiliki oleh suatu material adalah

porositas. Zat padat pun memiliki nilai densitas dan

porositas yang berbeda beda. Pada praktikum ini akan

dicari besar densitas dan porositas dari beberapa material

batu.

Kerapatan didefinisikan sebagai perbandingan dari massa

bahan terhadap volumenya. Berbeda dengan densitas,porositas merupakan jumlah pori yang terdapat dalam

batuan. Atau porositas dapat diartikan sebagai kemampuan

material untuk menyerap fluida atau dapat pula diartikan

sebagai formasi atau ruang-ruang yang terisi oleh fluida di

antara zat-zat padat atau mineral pada suatu bahan Sehingga

pororositas berhubungan erat dengan densitas. Secara teori,semakin besar porositas, maka densitasnya akan semakin

kecil. Sebaliknya, semakin kecil porositas, maka semakin

besar densitasnya. Untuk itulah dilakukan percobaan ini,

guna menganalisis densitas dan porositas dari material alam

dalam bentuk padat dan serbuk.[3]

Ada perbedaan cara untuk mendapatkan nilai densitassuatu material dalam bentuk padat dan juga serbuk. Proses

pengukuran densitas bahan dapat dilakukan dengan

memanfaatkan prinsip Archimedes khususnya untuk bahan-

bahan dengan ukuran yang cukup besar, sedangkan untuk

bahan yang berbentuk serbuk maka densitasnya dapat diukur

menggunakan piknometer. Unsur logam seperti alumunium,

besi, tembaga umumnya memiliki densitas yang tinggi

sedangkan porositasnya cenderung rendah. Densitas atau

massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volumebenda. Semakin besar densitas suatu benda, maka semakin

besar pula massa setiap volumenya. Densitas rata-rata setiap

benda merupakan total massa dibagi dengan total

volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih

tinggi akan memiliki volume yang lebih rendah daripadabenda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih

rendah.[2]

Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat

memiliki massa jenis yang berbeda. Suatu zat berapapun

massa dan volumenya akan memiliki massa jenis yang

sama. Rumusan untuk densitas adalah sebagai berikut:

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

[1]

Pengukuran densitas dengan menggunakan prinsip

Archimedes dilakukan dengan menghitung besar gayaangkat keatas, yaitu selisih berat benda terhadap berat benda

ketika dimasukkan kedalam air yang diukur menggunakan

neraca Newton. Besarnya densitas dengan menggunakan

prinsip Archimedes ini dapat dirumuskan:

Dengan

[5]Porositas juga dapat diukur dari selisih densitas teoritik

bahan tersebut dengan densitas hasil eksperimen. Porositas

juga dapat diprediksi dari parameter bahannya misalnya

pada batu pasir. Prediksi empiris batupasir memiliki

beberapa kenampakan fisik yang dapat dibedakan dari

batupasir jenis yang lainnya, yaitu struktur, tekstur dan

komposisi.[2]

Porositas dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Porositas primer yang merupakan ruang-ruang pori

yang dimiliki pada batuan tersebut sehingga dapat

menampung dan menyerap fluida. Contohnya Batu

pasir.2. Porositas sekunder: yang merupakan ruang-ruang atau

pori yang dapat menyerap air atau menampung fluida

tapi terbentuknya karena adaya proses lanjutan setelahpengendapan berupa disolusi atau kekar pada batuan

tersebut. Contohnya adalah batuan kapur dan dolomit,

pada gamping karena merupakan batuan yang dapat

larut sehingga sering adanya gerohong pada batuan

tersebut, gerohong tersebut yang berfungsi sebagaiporositas di dukung dengan adanya kekar pada batuan

tersebut.

3. Porositas bersambung merupakan porositas yang saling

berhubungan dan membentuk jalur pada ruang porinya

sehingga depat memberikan aliran pada fluida denganbatasan tertentu.

4. Porositas Potensial merupakan porositas yang dapat

memberikan aliran pada fluida pada batasan tertentu

tergantung dari ukuran pori.

Analisis Densitas dan Porositas pada Material Batu

Putu Riadi Wirawan, Maya Andansari, Astrid Delia AisyahJurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

E-mail: [email protected]

S


2/3


5. Porositas efektif merupakan porositas yang mempunyai

permebilitas, dimana besarnya adalah

fe=

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

[1]

Porositas adalah kemampuan untuk menyimpan,

sedangkan permeabilitas atau kelulusan yaitu kemampuan

untuk melepaskan fluida tanpa merusak partikel pembentuk

atau kerangka batuan. Hubungan antara porositas danpermeabilitas tidak mungkin ada tanpa adanya porositas,

walaupun sebaliknya belum tentu demikian. Penentuanporositas langsung di lapangan dapat dilakukan dengan

menggunakan metode Well Log, sedangkan penentuan nilai

permeabilitas hanya dapat dilakukan di laboratorium.

Hubungan porositas dan permeabilitas sangat diperlukan

karena untuk mengetahui seberapa besar kandungan dan

seberapa besar fluida yang dapat diambil dari suatu

reservoar. Permeabilitas pada suatu batuan tergantung pada :

Porositas, ukuran pori, bentuk pori, morfologi permukaan

pori bagian dalam, susunan pori dan batang pori (topologi

dari jaringan pori), ukuran butir dan distribusinya serta

kompaksi dan sementasi Porositas cenderung berhubungansecara linier terhadap logaritma permeabilitas.

[4]

II. METODE

Pada percobaan analisis densitas dan porositas padamaterial batu ini, alat dan bahan yang perlu disiapkan adalah

neraca digital, neraca pegas, tali wol untuk menggantung

batu pada beraca pegas, gelas ukur, stopwatch untuk

mengukur waktu pada saat batu dioven, aquades, dan lima

jenis batu berongga yang berbeda yaitu batu marmer, apung,

kapur, basalt, dan bata seperti pada gambar 1.

Langkah pertama adalah kelima batu ditimbang

menggunakan neraca digital untuk mengetahui massa awalbatu. Setelah itu, batu dioven dengan suhu 115 C selama 10

menit agar batu benar benar kering. Kemudian batu

ditimbang kembali menggunakan neraca digital hingga di

dapatkan massa konstan. Jika massa belum konstan, maka

dioven kembali selama beberapa menit dan ditimbang

kembali hingga didapatkan massa yang konstan. Massa ini

dinamakan massa kering (Mk). Setelah itu batu ditimbang

menggunakan neraca pegas dengan cara batu digantung di

neraca pegas menggunakan tali wol untuk mendapatkan

berat kering (Wk). Kemudian batu dicelupkan kedalam air.

Setelah itu batu kembali ditimbang menggunakan neracadigital untuk mendapatkan massa basah (Mb). Setelah itu

batu digantungkan pada neraca pegas dan dicelupkankedalam air hingga tidak ada gelembung yang keluar dari

batu. Untuk mempermudah cara kerja, dapat dilihat diagram

alir dibawah ini.

Gambar 3. Diagram alir percobaan analisis densitas dan porositaspada material batu.

Proses selanjutnya yaitu dengan menggunakan prinsip

hukum Archimedes dimana bongkahan ditimbang massanya

tanpa ada pengaruh air (massa kering) dan setelah itudilakukan penimbanggan massa padatan setelah dimasukkan

dalam air (massa basah). Dimana untuk densitasnya dapat

ditentukan menggunakan persamaan berikut ini :

.. (4)

kemudian dicari persentase dari porositasnya dengan

persamaan :

....(5)

III. ANALISADATADANPEMBAHASAN

A. Analisa Data

Dari percobaan analisis densitas dan porositas pada

material batu yang telah dilakukan didapatkan data seperti

tabel 1, dimana terdapat lima jenis material batu yang

berbeda yaitu batu marmer, apung, kapur, basalt, dan bata.

Tabel 1.Massa Kering Dan Massa Basah Batu yang

Ditimbang dengan Menggunakan Neraca Ohaus

No Jenis BatuMassa Kering

(gr)

Massa Basah

(gr)

1 Batu Kerikil 28.21 28.27

2 Batu Sedimen 25.73 25.97

3 Batu Kuarsa 6.87 7.93

4 Batu Koral 16.93 19.46

5 Batu Bata 6.59 7.11


3/3


Dimana Mk adalah massa kering, Mb adalah massa basah,

Tabel 2. Berat Kering dan Berat Basah Batu yang

Ditimbang dengan Menggunakan Neraca Pegas

N

oJenis Batu

Berat Kering

(N)

Berat Basah

(N)

1 Batu Kerikil 2.5 1.9

2 Batu Sedimen 2.2 1.53 Batu Kuarsa 0.5 0.2

4 Batu Koral 1.7 1

5 Batu Bata 0.7 0.2

a. Perhitungan

Setelah didapat analisa data, maka dilakukan perhitungan

menurut persamaan (4) untuk menghitung densitas, dan (5)

untuk menghitung porositas, berikut contoh perhitungannya.

- Densitas

470.1667

- Porositas

Dari contoh perhitungan diatas, maka untuk data

perhitungan selanjutnya akan di tampilkan dalam bentuk

table dibawah ini.

Tabel 3. Hasil Perhitungan untuk Densitas (Massa Jenis)

Batu dan %porositas.

No Jenis Batu Massa Jenis (kg/m ) Porositas1 Batu Kerikil 470.1667 0.2%

2 Batu Sedimen 367.5714 0.9%

3 Batu Kuarsa 229 15.4%

4 Batu Koral 241.8571 14.9%

5 Batu Bata 131.8 7.9%

B. Pembahasan

Percobaan yang berjudul analisis densitas dan porositas

pada material batu. Praktikum ini dilakukan dengan tujuan

untuk mengetahui nilai densitas dan porositas pada materialbatu, serta untuk membandingkan nilai densitas dan

porositas. Percobaan ini menggunakan lima jenis batu yang

berbeda yaitu batu kerikil , batu sedimen , batu kuarsa, batukoral dan batu bata. Hal ini ditujukan untuk membuktikan

bahwa setiap material memiliki nilai densitas dan porositas

yang berbeda beda. Dari tabel 3, didapatkan nilai densitas

masing masing batu. Didapatkan bahwa nilai densitas

Batu kerikil 470.1667 kg/m3, sedimen 367.5714 kg/m

3,

kuarsa 229 kg/m3, koral 241.8571 kg/m

3dan batu bata 131.8

kg/m3. Batu kerikil memiliki nilai densitas yang paling besar

dan batu bata memiliki nilai densitas yang paling kecil. Hal

ini dipengaruhi oleh kerapatan atom atom penyusun batutersebut. Semakin rapat susunannya, maka akan semakin

besar pula nilai densitasnya. Sedangkan dari tabel 3,

didapatkan nilai porositas dalam persen. Batu kerikil 0.2% ,sedimen 0.9% , kuarsa 15.4% , koral 14.9% dan batu bata

7.9% Batu kuarsa memiliki nilai porositas yang palingbesar, sedangkan nilai porositas terkecil ada pada batu

kerikil. Nilai porositas suatu bahan dipengaruhi oleh jumlah

poros atau rongga didalam benda tersebut. Semakin banyak

rongga didalam batu, maka nilai porositas batu tersebut juga

semakin besar. Pada perhitungan densitas, digunakan

persamaan yang tidak lain adalah persamaan Archimedes.Pengukuran densitas dengan menggunakan prinsip

Archimedes dilakukan dengan menghitung besar gaya

angkat keatas, yaitu selisih berat benda terhadap berat benda

ketika dimasukkan kedalam air yang diukur menggunakan

neraca Newton atau neraca pegasPada tabel 3, dapat dilihat perbandingan antara nilai

densitas dan porositas batu. Semakin besar nilai densitas,

maka akan semakin kecil nilai porositasnya. Hal ini

dikarenakan jika suatu bahan semakin rapat susunannya,

maka akan semakin sedikit rongga pada bahan tersebut.

Maka dapat dikatakan bahwa hubungan densitas dan

porositas adalah berbanding terbalik.

KESIMPULAN

Dari praktikum yang telah dilakukan, didapatkan nilai

porositas didapatkan nilai porositas dalam persen. Batu

kerikil 0.2% , sedimen 0.9% , kuarsa 15.4% , koral 14.9%

dan batu bata 7.9% Sedangkan untuk nilai densitas, Batukerikil 470.1667 kg/m

3, sedimen 367.5714 kg/m

3, kuarsa

229 kg/m3, koral 241.8571 kg/m

3dan batu bata 131.8 kg/m

3.

Dan dapat disimpulkan bahwa hubungan antara densitas dan

porositas adalah berbanding terbalik

UCAPANTERIMAKASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada asisten yang

telah membantu dalam praktikum ini, Maya Andansari,

Astrid Delia Aisyah yang telah membimbing kami selamapraktikum berlangsung dan juga penulis mengucapkan

terima kasih kepada teman-teman sekelompok praktikum

atas kerjasama dalam melakukan praktikum.

DAFTARPUSTAKA

[1] Incropera, Frank P. andDewitt, David P. 2002. Fundamentals Of Heatand Mass Transfer 5th edition. Singapore, John Wiley & Sons, Inc.

[2] R.E Smallman and R.J Bishop. 2000.Modern Physics Metallurgy &

Materials Engineeering 6th Edition. Jakarta, Erlangga[3] Sears and Zemansky. 2002.Physics Universcity.Jakarta. Erlangga

[4] Surdia, Tata. 1984. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta: Pradnya

Paramita[5] Vlack, Lawrence H.Van,1994,Ilmu dan Teknologi Bahan

Erlangga: Jakarta

lapres dp zat padat putu

Documents