menentukan tingkat absorbsivitas (keserapan) …

LAPORAN PENELlTlAN

MENENTUKAN .- TINGKAT ABSORBSIVITAS (KESERAPAN) TERMAL BATUAN BEKU

Dra. - N u r h a y a t i (Ketua Peneliti)

Penelitian ini dibiayai oleh : Dana Rutin Universitas Negeri Padang

Tahun Anggaran 199912000 Surat Perjanjian Kerja Nomor : 2751/K12/KUIRutinll999

Tanggal 9 Agustus 1,999

UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2000

MENENTUKAN TINGKAT ABSORBSIVITAS (KESERAPAN) TERMAL BATUAN BEKU

Personalia Peneliti

Ke tua : Dra. Nurhayati Anggota : Drs. Akmav, M.Si.

ABSTRAK

JUDUL : Mcncntukan Tingkat Absorbsivitas ( Keserapan ) Terlnal Batuan Beku

Batuan beku yang terbentuk ole11 pendinginan magma biasanya terdapat disekitar gunung api disebut batuan beku . Krekel dari batuan beku merupakan salah satu bahan yang tidak boleh tertinggal apabila ingin membuat sebuah bangunan . Disamping untuk bahan bangunan krekel juga merupakan bahan yang baik untuk menyimpan panas pada solar sel. Berdasarkan teksturnya batuan beku dapat diklasifikasikan ~nenjadi batuan phancri tic, apcniti k dan porous. Batuan phaneritic n~cnlpunyai daya absorbsivitas bcrbcda .jcnis tcrsebut adalah batuan syenite, diorite, gabbro, olivin gabbr~~pyroxenite, dunite dan pcridotitc.

Penelitian ini bertujuan untuk meneiltukan tingkat absorbsivitas (keserapan) ternla1 batuan beku pada suhu 25'C - 150°C. Metoda yang digunakan dalcvll penelitian ini adalah metoda eksperimen yang dilakukan di laboratorium Jurusan Fisika FMIPA UNP. Data yang diperoleh dianalisa dengan menggunakan persamaan garis lengkung yang tcrbentuk sclama pemanasan dan pendinginan batuan.

Pada penclitian ini dipcrolch absorbsivitas batuan phaneritik (syenite, diorite, gabbro, olivin gabbro,pyroxenite, dunite dan peridotite) berturut-turut sebagai berikut (0.2899 ; 0.286 10 1 ; 0,29399; 0,26592; 0,17775 ; 0,2432; 0,27453). Suhu tertinggi yang dapat dicapai batuan beku dalam waktu pelnanasan (120 menit )ternyata yang dapat dicapai adalah 145.5428' C ole11 batuan dunite dan batuan perodotite serta suhu yang terendah yang dicapai batuan beku bila didinginkan secara alamiah dalam waktu 120 menit ternyata adalah 26.62777' C.

Setelah data penelitian ini dianalisa ternyata bahwa batuan beku phanaritic jenis syenite mcrupakan batuan yang terbaik untuk menyimpan panas, dan batuan dunite serta batuan pcridotite adalah batuan yang berdaya serap tinggi. Batuan yang tercepat melepaskan panas adalah batuan olivin gabbro.

PENGANTAR

Kegiatan penelitian merupakan bagian dari darma perguruan tinggi, di samping pendidikan dan pengabdian kepada masyarakat. Kegiatan penelitian ini harus dilaksanakan oleh Universitas Negeri Padang yang dike rjakan oleh staf akademikanya ataupun tenaga fungsional lainnya dalam rangka meningkatkan mutu pendidikan, melalui peningkatan mutu staf akademik, baik sebagai dosen maupun peneliti.

Kegiatan penelitian mendukung pengembangan ilmu serta terapannya. Dalam ha1 ini, Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang berusaha mendorong dosen untuk melakukan pcnelitian scbagai bagian yang tidak terpisahkan dari kegiatan mengajarnya, baik yang secara langsung dibiayai oleh dana Universitas Negeri Padang maupun dana dari sumber lain yang relevan atau bekerja sama dengan instansi terkait. Oleh karena itu, peningkatan mutu tenaga akademik peneliti dan h a i l penelitiannya dilakukan sesuai dengan tingkatan serta kewenangan akademik peneliti.

Kami menyambut gembira usaha yang dilakukan peneliti untuk menjawab berbagai perrnasalahan pendidikan, baik yang bersifat interaksi berbagai faktor yang mempengaruhi praktek kependidikan, penguasaan materi bidang studi, ataupun proses pengajaran dalam kelas yang salah satunya muncul dalam kajian ini. Hasil penelitian seperti ini jelas menambah wawasan dan pemahaman kita tentang proses pendidikan. Walaupun hasil penelitian ini mungkin masih menunjukkan beberapa kelemahan, namun kami yakin hasilnya dapat dipakai sebagai bagian dari upaya peningkatan mutu pendidikan pada umumnya. Kami mengharapkan di masa yang akan datang semakin banyak penelitian yang hasilnya dapat langsung diterapkan dalam peningkatan dan pengembangan teori dan praktek kependidikan.

Hasil penelitian ini telah ditelaah oleh tim pereviu usul dan laporan penelitian Lembaga Penelitian Universitas Negeri Padang, yang dilakukan secara "blind reviewing'. Kemudian untuk tujuan diseminasi, hasil penelitian ini telah diseminarkan yang melibatkan dosenltenaga peneliti Universitas Negeri Padang sesuai dengan fakultas peneliti. Mudah-mudahan penelitian ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pada umumnya, dan peningkatan mutu staf akademik Universitas Negeri Padang.

Pada kesempatan ini kami ingin mengucaplcan terima kasih kepada berbagai pihak yang membantu terlaksananya penelitian ini, terutama kepada pimpinan lembaga terkait yang menjadi objek penelitian, responden yang menjadi sampel penelitian, tim pereviu Lembaga Penelitian dan dosen senior pada setiap fakultas di lingkungan Universitas Negeri Padang yang menjadi pembahas utama dalam seminar penelitian. Secara khusus kami menyampaikan terima kasih kepada Rektor Universitas Negeri Padang yang telah berkenan memberi bantuan pendanaan begi penelitian ini. Karni yakin tanpa dedikasi dan ke rjasama yang terjalin selama ini, penelitian ini tidak akan dapat diselesaikan sebagaimana yang diharapkan dan semoga kerjasama yang baik ini akan menjadi lebih baik lagi di masa yang akan datang.

I Terima kasih.

Maret 2000

Drs. Kumaidi, MA., Ph.D.

A. Latar Bclakang Masalali I] . I ' c l~~ba~asar l Masal;lll C. I 'csu~~iusan Masalali I>. l ' i~juan Pcnclilian IT. Kcgunan11 I ' c ~ ~ c l i l i : ~ ~ ~ I:. Dcl'cnisi Ol~criisiorii~l

A. Wilnyal~ I'cllcl itii111 clan \? ' i~ l i t l~ I'crlclitian 1.1. I'cr-siapi111 I'cnclilia~i C'. V;~~*i;iI)cl l ' c ~ i c l i l i ; ~ ~ ~ LI. I lcsa i~i I'c11clitii111 E. 'I'ckliik I'c~igumpulan Ilrlta I:. l'cknik Analisa Ilala

I3A13 IV I IASIL, DAN I'I~M13AI IASAN A. Dcskripsi, Lolinsi , Subjck dan Dat:~ 13 I'cnibahnsan

@ DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Klasifikasi batuan Beku Berdasarkan Tekstur dan Kandungan

Mineralnya

Gambar 2. Gambar Rangkaian Alat Yang Digunakan untuk Mengumpulkan Data

Gambar 3 Pertambahan Suhu Terhadap Waktu Batuan Synite Selama Pemanasan

Gambar 4 Penurunan Suhu Terhadap Waktu Batuan Synite Selama Pendinginan

Gambar 5 Pertambahan Suhu Terhadap Waktu Batuan Diorite Selama

Pemanasan

Gambar 6 Penurunan Suhu Terhadap Waktu Batuan Diorite Selama Pendinginan

Gambar7 Pertmbahan Suhu Terhadap Waktu Batuan Gabbro Selama

Pemanasan

Gambar 8 Penurunan Suhu Terhadap waktu Batuan GabbroSclama Pendinginan

Gambar 9 Pertambahan Suhu Terhadap Waktu Batuan Olivin gabbro

Selama Pemanasan

GambarlO Penurunan Suhu Terhadap Waktu Batuan Olivin gabbro Selama

Pendinginan

Gambarll Pertambahan Suhu Terhadap Waktu Batuan Pyroxenite Selama

Pemanasan

Gambar 12 Penurunan Suhu Terhadap Waktu Batuan Pyroxenite Selama

Pendinginan

Gambar 13 Pertambahan Suhu Terhadap Waktu Batuan Dunite Selarna

Pemanasan

Gambar 14 Penurunan Suhu Terhadap Waktu ~ a t u a n Dunite Selama Pendinginan

Gambar 15 Pertambahan Suhu Terhadap Waktu Batuan Perodotite Selama

ema an as an Gambar 16 Penurunan Suhu Terhadap Waktu Batuan Perodotite Selama

Pendinginan

n m I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi telah memberi dampak

langsung terhadap cara hidup umat manusia. Hal ini tergarnbar dari

meningkatnya kebutuhan mereka terhadap hasil rakayasa teknologi, seperti hidup

dalam ruangan yang sejuk walaupun suhu di luarnya panas, hidup bebas dari

polusi dan sebagainya. Hal ini mendorong para praktisi di bidang ilmu

pengetahuan dan teknologi untuk menemukan segala sesuatu yang terdapat di

lingkungannya untuk dapat dijual kepada masyarakat yang membutuhkan dalam

rangka memenuhi kebutuhan rasa nyaman, tetapi ramah lingkungan masyarakat

tersebut. Pennintaan terhadap hasil temuan IPTEK seperti di atas ternyata setiap

hari semakin meningkat.

Hal ini mendorong lembaga pendidikan tinggi umumnya, Universitas

Negeri Padang khususnya untuk ikut proaktif dalarn mengembangkan IPTEK

tcrsebut. Apalagi snat ini Univcrsitas Ncgcri Padang umumnyn, FMIPA

khususnya telah mendapat tugas pengembangan mandat untuk mengembangkan

ilmu-ilmu dasar seperti Fisika, Kimia, Biologi dan Matematika. Hal ini dijawab

oleh masyarakat FMIPA Universitas Negeri Padang dengan membentuk

kelompok bidang kaj ian

Bertitik tolak dari pendapat Van Vlack (1992) yang menyatakan ilmu dan

teknologi bahan melangkah maju dalam pembendaharaan ilmu. Ilmu dan

teknologi bahan tersebut mencakup pengembangan dan penerapan pengetahuan

mengenai kompisisi, struktur, termasuk sifat dan apliknsi serta ketnnnipuannyn.

Bahan tidak dapat diperoleh begitu saja. Untuk mendapatkan bahan perlu ada

ilmu khusus yang mempelajari bagaimana cara mendapatkan bahan tersebut.

Untuk itu jurusan Fisika mengembangkan salah satu bidang kajian yaitu bidang

kajinn Fisika Bumi. Bidnng kajian ini bcrfungsi untuk mcmpc1:ijari sifat fisika

bumi dan sifat fisika elemen pembentuknya, termasuk mengembangkan metoda

eksplorasi yang cocok untuk mendapatkan sifat bumi dan mineral dikandungnya.

Dengan mengetahui sifat fisika bumi dan sifat fisika mineral dikandungnya

diharapkan dapat dijadikan sebagai sumber daya alam yang bermanfaat untuk

kesejehteraan masyarakat yang ada disekitarnya. Salah satu sifat elemen

pembentuk bumi yang mempunyai prospek masa depan yang baik adalah sifat

keseparan dan hantaran kalor dari batuan beku.

Penelitian tentang keserapan kalor batuan beku ini perlu dikembangkan,

karena batuan jenis ini banyak digunakan sebagai bahan bangunan dan sebagai

penyimpan panas, terutama untuk menyimpan panas bersuhu tinggi pada solar

tcr~nal. Ha1 scpcrti diungkapkan olch (Howell, et al, 1982: 161) berikut ini:

Water and pebbles are most comman materials used for low-temperature energy strorage because they are low in cost and readily available. Rock and mineral oil have been proposed for high-temperature energy strorage. Any structurally and chemically stable solid or liquid, preferably having high spesific heat and high density, may be used if the cost are justifiable.

Bcbcrapa penelitian telah membuktikan bahwa krekel batuan cukup baik

digunakan sebagai penyimpan panas solar termal, terutama pada suhu tinggi,

ha1 ini karena titik lelehnya tinggi. Tetapi krekel jenis batuan mana yang terbaik

untuk menyimpan panas belum dikembangkan. Disisi lain, apabila krekel yang

digunakan untuk menyimpan panas digunakan krekel dengan absorbsivitas tinggi

tentu akan dapat meningkatkan efektifitas penyimpan panas itu sendiri, terutama

penyimpan panas pada solar termal, karena benda yang mempunyai absorbsivitas

tinggi dan baik akan marnpu melepaskan panas dengan baik pula, sesuai dengan

hukun~ kestimbangan alanl. (Ditnlan, Zc~llazky : 1986: 10 1 dan Rcif : 19SS:356).

Berarti bahwa untuk bahan penyimpan panas yang baik digunakan krekel batuan

dengan absorbsivitas tinggi, sebagaimana dikemukakan Richard (1 98 1 : 102)

bahwa penyerap haruslah mempunyai nilai absorbsivitas tinggi dalam rangka

efektivitas, sehingga energi dari matahari dapat diterima dari segala arah radiasi.

Disamping mempunyai absorbsivitas tinggi konversi energi termal dibutuhkan

pula bahan yang mempunyai daya simpan panas yang lebih lama, karena nilai

ekonomis sistem konversi energi matahari tergantung kepada kapasitas simpan

panasnya (Howell : 1982). Sedangkan untuk konstruksi yang menginginkan

kestabilan suhu dalam ruangan yang baik dibutuhkan batuan dengan

absorbsivitas rendah.

Berdasarkan proses terbentuk krckel batuan dapat dibedakan atas tiga jcnis

yaitu krekel batuan beku, sedimen dan matamorfosa. (Ludmann dan Cock : 1982:

60). Lebih lanjut Richard mengungkapkan bahwa plat benvarna gelap seperti

hitam, coklat, dan hijau mempunyai nilai absorbsivitas tinggi. Karena dilihat dari

sifat fisika yang sangat tergantung pada proses pembentukan dan kandungan

mineral serta warna batuan tersebut di alam banyak tcrsedia jenisnya, maka

tahap awal penelitian ini akan difokuskan kepada batuan beku yaitu batuan yang

terbentuk karena proses pendinginan 1ava.atau magma.

Datuan beku berdasarkan teksturnya dapat diklasifikasikan menjadi

Pheneritic, Aphanitic, Glassy, dan Porous (Ludmann dan Cock :1982: 61)

Berdasarkan uraian di atas dan begitu pentingnya sifat keserapan termal batuan

beku untuk kebutuhan teknologi konstruksi dan penyimpanan panas, maka

penulis melakukan penelitian tentang sifat keserapan termal batuan beku ini,

dengan judul Menentukan Tingkat Absorbsivitas (Keserapan) Batuan Beku.

B. Pembatasan Masalah

Mengingat banyak jenis batuan beku yang tersedia di alam, karena

keterbatasan dana dan waktu serta tenaga, maka dalam penelitian ini hanya diteliti

batuan beku jenis Phaneritic. Jenis batuan Pheneritic yang ditinjau adalah jenis

Syenite, Diorite, Gabbro, olivingabro, peridotite, Dunite dan Pyroxenite. Sifat

absorbsivitas ditinjau berdasarkan kepada seberapa banyak kalor yang diserap

bntuan dalam sclang pcmnnasnn tertentu. ynng mengnkibatkim kenaikan suhu.

Suhu yang digunakan dalaln penelitian ini adalah dari suhu (2.5' C) snmpni dcngan

suhu sedang (1 50°C )

C. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang dan batasan masalah di atas, maka yang menjadi

masalah dalam penelitian ini adalah berapakah absorbsivitas termal batuan beku

jenis Phaneritic dan bagaimanakah klasifikasi batuan jenis ini berdasarkan

absorbsivitasnya.

D. Tujuan Penelitian

Berdasarkan latar belakang di atas, tujuan penelitian ini adalah untuk:

a. Menentukan absorbsivitas termal batuan beku jenis phaneritic antara suhu

25OC - 150°C

b Mengklasifikasikan batuan beku jenis Phaneritic , berdasarkan tingkat

absorbsivitas termalnya

c. Menentukan suhu tertinggi yang dapat dicapai batuan beku dalam waktu

pemanasan tertentu.

d. Menentukan suhu yang dapat dicapai batuan beku Phaneritic apabila

didinginkan secara alamiah dalarn waktu tertentu 120 menit.

E. Kegunaan Penelitian

Selesainya penelitian ini diharapkan dapat:

a. Merupakan informasi dan membantu para pengguna batuan beku agar dapat

memilih batuan sesuai dengan jenis yang dibutulkannya.

b. Merupakan informasi dan membantu para pengguna batuan beku dapat

memilih batuan yang diperlukan sesuai dengan tingkat absorbsivitasnya .

c. Merupakan informasi dan membantu para pengguna batuan beku memilih

batuan yang diperlukan sesuai dengan larnanya kalor bertahan pada suhu

tertinggi serta suhu yang dapat dicapai pada waktu pemanasan dan

pendinginan.

d. Sebagai tambahan informasi kepada peneliti di bidang fisika tentang tingkat

absorbtivitas batuan beku.

e. Sebagai deskripsi awal tentang tingkat absorbsivitas batuan umumnya, batuan

beku Phaneritic khususnya.

f. Sebagai cabang penelitian yang dapat diteliti, disempurnakan, dilanjutkan

bagian-bagian khususnya oleh mahasiswa yang tertarik kepada fisika bumi

umumnya, mempelajari sifat termal batuan khususnya.

F. Defenisi Operasional

Agar terdapat persamaan persepsi dalam penelitian ini, maka perlu dijelaskan

beberapa istilah pada judul yang dikemukakan di atas. Batuan Beku yang

dimaksudkan disini adalah batuan yang terbetuk oleh pendinginan magma yang

biasanya terdapat disekitar gunung api. Sedangkan absorbsivitas (keserapan)

termal adalah perbandingan panas yang diberikan kepada suatu benda dengan

panas yang dilepaskallnya atau disebut juga dengan kelllampuan benda untuk

menyerap panas yang diterimanya. Jadi absorbsivitas termal batuan beku adalah

kemampuan batuan yang terbentuk oleh proses pendinginan magma menyerap

panasnya yang diberikan padanya.

BAB I1

TINJAUAN PUSTAKA

A. Absorbsivitas (Kcscrapan) Tcrmal Batuan Bcku

Apabila suatu benda diberi energi, maka benda tersebut akan menyerap

sebagian energi tersebut dan sebagian lain dipantulkanJditransmisikan ke tempat lain.

Energi yang diterima benda tersebut dapat berupa energi termal (panas).

Kemampuan suatu benda menyerap/mentransmisikan panas yang datang kepadanya

tergantung pada jenis benda tersebut.

Panas yang terdapat pada benda tersebut dapat ditransmisikan ke

lingkungannya melalui konduksi, konveksi dan radiasi. Khususnya untuk zat padat

(zadat) panas umumnya ditransmisikan secara konduksi dan radiasi, sedangkan untuk

zat alir (zalir) panas ditransmisikan secara konduksi, konveksi dan radiasi, tergantung

kepada kondisi zat itu sendiri.

Sesuai dengan hukum kesetimbangan termal zat, apabila zat mempunyai suhu

lebih tinggi dibandingkan lingkungannya, umumnya zat tersebut memancarkan

(radiasi) kalor berupa gelombang elektromagnetik dan sebaliknya bila zat tersebut

mempunyai suhu yang lebih rendah dibandingkan lingkungannya zat tersebut akan

menyerap kalor dari lingkungamya. Radiasi yang muncul akibat adanya perbedaan

temperatur disebut dengan radiasi termal. Pada umumnya semakin tinggi temperatur

suatu zat, semakin tinggi pula radiasi termal total yang dipancarkannya (Ditman dan

Zemanksy: 1982:94).

Radiasi elektromagnetik yang diemisikan oleh benda bertcmperatur tcrtcntu

dapat dinyatakan dalam bentuk energi persatuan waktu yang disebut dengan daya

emisi. Daya emisi suatu zat persatuan luas (emisivitas = P , ( ~ , a ) d d L 2 )

merupakan daya yang diemisikan dengan sudut polarisasi cx dalam arah K. Beberapa

percobaan menunjukan bahwa laju emisi radiasi termal benda tergantung kepada

tcmpcratur dan sifat pcrmukaan bcnda tersebut. (Reif: 1988:382). Dengan demikian

dapat didefenisikan bahwa daya radiasi termal total yang dipancarkan persatuan luas

(eksitansi radiasi atau penyinaran) suatu benda dapat dihitung dengan mengintergral

P, (K, a)ddn terhadap o dan o + d o pada sudut padatan dQ dalam arah K.

Sekarang tinjau en~isi dengan sudut polarisasi a dengan vektor radiasi

(gelombang elektromagnetik) kecil d ~ ' dengan frekuensi o dan o + d o merambat

dalam arah sudut padatan dl2 disekitar K'. Bila radiasi jenis ini datang pada

pcmukaan benda, nlaka harga dari Pe (K', a ) d d Q merupakan radiasi yang datang

pada benda tersebut (ReiC 1958:387). Dalarn kondisi seperti ini diserap radiasi

scbcsnr n(u4,cx) baginn olch bcnd:~, clan sisnnyrl ditrnns~nisikan kc lingkungannya.

Parameter a ( ~ ' , a ) disebut dcngan absorbsivitas (keserapan) bcndalbatuan yang

merupakan karakteristik khusus dari batuan tersebut. Absorbtivitas suatu benda

secara umum tergantung kepada temperatur. Untuk benda hitam sempurna

a ( ~ ' , a ) = 1 dan laju terserapnya radiasi sama dengan laju terpancarnya radiasi.

Secara matematis dapat dirumuskan dengan :

H = R B (1)

Dimana 1-1 adalah Iaju radiasi yalig terscrap dan Rb adalah laju radiasi terpancar

Sedangkan untuk benda lain yang bertemperature T dimana harga a ( ~ ' , a ) + 1,

maka daya radiasi yang terserap persatuan didefenisikan dengan:

R = a ( ~ ' , a ) H (2)

Berdasarkan persamaan (1) dan (2), maka diperoleh perbandingan radiasi yang

diserap dengan yang diradiasikan dengan persamaan:

R = a ( ~ ' ,a) RB (3)

Dalam bentuk notasi daya radiasi dapat ditulis dengan:

P, ( -K ,~ ) = a ( ~ , a ) e ( ~ , a ) (4)

Persarnaan (3) dan (4) menunjukkan bahwa eksitansi radiasi setiap benda pada

temperatur T sama dengan radiasi benda hitam pada temperature T. Perbadingan

keduanya disebut dengan tingkat absorbtivitas benda. (Ditmann dan Zemansky:

1986: 101, Reif : 1988: 385). Selanjutnya a ( ~ ' , a ) tulis dengan a.

Untuk benda yang terletak pada alam terbuka, besarnya kalor yang

dipindahkan oleh radiasi batuan/benda pada lingkungannya berbanding lurus dengan

pangkat empat perbedaan temperature T, yang untuk benda hitam sempurana adalah:

RB = AT)^ ( 5 )

2 -4 Dengan o adalah konstanta Stefan-Boltman = 56,703 nW m- K .

Sekarang ambil suatu ruangan berongga bertemperatur tetap TR. Andaikan

benda bukan hitarn sempurna bertemperatur T diletakan ditengah-tengah ruangan,

dengan asumsi ukuran ruangan jauh lebih besar dari benda maka laju radiasi benda

dapat dinyatakan dengan :

H = RB(TR) ( 6 )

dan daya radiasi setiap satuan sudut yang dipancarkan persatuan luas dapat

dinyatakan dengan:

R = a AT)^. (7)

Dengan penurunan persaman (7) secara matematis akan diperolell laju pemindahan

kalor oleh radiasi sebesar:

dQ/dt = Aa[RB(TR) - RB(T)]. (8).

Kemudian berdasarkan persamaan (3) sampai dengan persamaan (8), maka

diperoleh besarnya absorbsivitas benda bukan hitam sempurna sebesar:

a = Ro T~ (9)

Untuk mendapatkan besarnya absorbsivitas batuan beku dalam penelitian akan

digunakan persamaan (9) yang telah diturunkan di atas.

B. Bntunn Bcku

Sccara umum berdasarkan proses terbentuknya batuan dapat dibedakan atas tiga

jenis yaitu batuan beku (igneous rock), batuan sedimen (simentary rock) dan batuan

metamorfosa (metamorphic rock). Batuan beku adalah batuan yang terbentuk dan

hasil pcmbckuan /pendinginan magma. Bila keluar sampai kepermukaan disebut

dengan lava. Batuan sedimen adalah batu'm yang terbentuk dari hasil pelapukan dan

bertransportasi malalui agen tertentu seperti air, udara dan sebagainya, serta

mengendap pada tempat tertentu dalam waktu yang cukup lama. (Ludman dan Cock :

1982 : 103). Sedangkan batuan metarnophosa adalah batuan yang terbetuk karena

proses pelapukan batuan beku ataupun batuan sedinian karena penganih pcrubahan

suhu atau terkena zat kimia. Karena urnumnya batuan berasal dari batuan beku,

1 maka penelitian ini difokuskan kepada batuan beku.

! Berdasarkan teksturnya (mencakupi ukuran butiran, bcntuk butiran, dnn

I iterlocking butiran), batuan beku diklasifikasikan menjadi batuan Phaneritic,

I Aphanitic, Glassy, dan Porous. Pada batuan beku terkandung berjenis-jenis mineral I , , yang juga ikut mempengaruhi sifat batuan itu sendiri. Jenis mineral yang mayoritas I

membentuk batuan beku antara lain:

Kwarsa biasanya tidak benvarna (jernih), tidak mempunyai bidang belah,

, konkoidal, dan butirannya halus.

I Feldspar mineral ini sangat penting dalam pembentukan batuan beku, terdiri dari

I , ortiklas, benvarna merah daging, bidang belahnya dua set dan 90". dan plagioklas

(NaCaF) biasanya benvarna putih dan abu-abu, mempunyai dua set bidang bclah,

mempunyai kristal kembar.

Arnphibol, minenal ini benvarna gelap, hijau, coklat, atau hitam.,

vitrous(berkaca-kaca) dan mempunyai dua bidang belah 60".

Piroksen, benvarna hijau sampai dengan hitam, vitrous, bila digores akan

benvarna abu-abu, mempunyai dua set bidang belah 90"

Garnet, berbentuk decocehedral (berbidang 12), benvarna hitam sampai dengan

coklat kemerahan, vitrous.

Olivin, benvarna hijau. dan sebagainya. Berdasarkan kandungan mineralnya dan

tekstur, batuan beku dapat diklasifikasikan sebagai gambar berikut:

(Ludmann: 1982:61).

Klasifikasi batuan beku berdasarkan tekstur dan mineral yang dikandungnya

dapat dilillat seperti garnbar 1 pada lampiran 1.

Bcntuk tekstur batuan beku ini dapat dilihat dcngan bantuan kaca

pembesar (lup). Pada bagian absorbsivitas termal benda telah dijelaskan bahwa

daya radiasi termal suatu material tergantung kepada bentuk permukaan,

temperatur dan sifat alamiah dari benda itu sendiri. Sifat alamiah termasuk sifat

mineral yang terdapat dalam batuan tersebut (Kern:1967). Karena kandungan

mineral, warna, pada batuan beku berbeda-beda, tentu akan mempunyai tingkat

absorbsivitas yang berbeda pula. Klasifikasi batuan beku berdasarkan tingkat

absorbsivitas ini belum ada diungkapkan secara jelas. Disisi lain sifat ini sangat

penting diketahui untuk keperluan bahan konstruksi bangunan dan sebagai

penyimpan panas pada konservasi energi. Untuk itulah penclitian ini pcnulis

angkat sebagai penelitian pendahuluan.

BAB 111

METODE PENELITTAN

A. Wilayah Pcnclitian dan waktu Pcnclitian

Penelitian ini dikategorikan kepada penelitian eksperimen yang bertujuan

untuk mendeskripsikan tingkat absorbtivitas termal batuan beku. Untuk mendapatkan

deskripsi ini dilakukan eksperimen dan pengukuran dilaboratorium mekanika dan

terrnodinamika jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Padang.

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sensor suhu dengan

ketelitian + 0,5OC , sensor tersebut dihubungkan dengan interface 700 ke komputer

PC produksi PASCO.

Waktu penelitian terlambat 1 bulan dari yang direncanakan pada proposal,

kerena kesulitan dalam mendapatkan sampel penelitian dan instrumen penelitian

sedang dipakai oleh mahasiswa yang mengerjakan tugas akhir/skripsi, sehingga

penelitian baru dapat dijalankan pada bulan September 1999 sampai dengan

Desember 1999.

B. Persiapan Penelitian

1 Persiapan Sampel

Sampel yang digunakan pada penelitian ini diambil dari kabupaten Tanah

I Datar,karena didaerah ini banyak terdapat batuan beku yang berasal dari gunung

berapi.Setelah sampel diambil dibiarkan selama satu bulan berada di labor, I i kemudian batu tersebut dipisah sesuai dengan jenisnya , masing - masing jenis

1 I ditcntukan k las i f ikas t~~ bcrdasarkan batuan standnr yang sudall ada dilaboratorium.

Setelah jelas klasifikasinya maka ditentukan nama masing -masing kelompok

kemudian batuan tersebut dijadikan kerekel.Banyaknya sampel untuk setiap jenis

batuan adalah 1 kg.

2 Instrumen Penelitian

Instrumen yang baik akan menghasilkan data yang baik pula. Oleh sebab itu

perlu disusun instrumen pengukuran dengan baik. Sebelum instrumen digunakan

untuk penelitian terlebih dahulu diuji coba dengan bahan lain. Hal ini bertujuan agar

dalam pengambilan data yang sebenarnya tidak didapadan banyak kesalahan seperti

daya tahan alat ukur terhadap panas, pengaruh lingkungan terhadap pemanasan,

stabilitas suhu alat pemanas batu'an.

Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Sensor Suhu

Scnsor iili digunakan untuk mencatat perubahan suhu batuan yang sedang di

panaskan dcngan scbuah pcmanas. Ketelitian sensor suhu ini adalah 0,5OC

dengan kode CL-6505.

2. Interface 700

Intcrfacc ini ~ncrupakan intcrfacc buatan PASCO dcngan input bcrupa sinyal

dengan keluaran dapat berupa digital dan analog. Peralat'an ini berfungsi untuk

menterjemahkan sinyal dari sensor ke dalam bentuk keluaran digital ataupun

analog. Kemudian sinyal dikirim ke PC.

3. Personal Computer (PC)

PC yang telah dilengkapi dengan software Science Workshop berfungsi sebagai

pengolah data. PC dilengkapi software under windows dan under DOS. Pada

Software Science workshop telah dilengkapi dengan program statistik dan

pendekatan kurva (kurva fit). Pada layar PC dapat dilihat bentuk analog dari

kelakuan objek penelitian.

C. Variabel Penelitian

Penelitian ini termasuk penelitian eksperimen karena penelitian ini bertujuan

untuk mengamati gejala-gejala atau phenomena-phenomena alam dengan melihat

keterkaitan antar variabel. Sama dengan penelitian-penelitian lain, penelitian ini

memiliki dua variabel yaitu variabel terikat dan variabel bebas.

Sebagai variabel terikat dalam penelitian ini adalah lama pemanasan.

Sedangkan variabel bebasnya adalah kenaikan suhu batuan .Perubahan suhu suatu

jenis batuan di ukur dalam penelitian ini selama 120 menit baik waktu pemanasan

ataupun waktu pendinginan setiap jenis san~pel. Sebagai variabcl kcndali dolam

penelitian ini adalah suhu ruangan, tekanan, kelembaman udara.. Pengukuran

dilakukan dengan cara memanaskan sampel dalam selang waktu tertentu, pemanasan

akan menyebabkan perubahan suhu batuan beku tersebut. Pemanasan dilakukan

dengan menggunakan kompor listrik dengan asumsi kompor tersebut dapat

memberikan kalor yang konstan pada sampel setiap saat. . Kemudian sampel

didinginkan secara alamiah selama 120 menit..

Besaran-besaran yang diukur pada penelitian ini adalah lama pemanasan,

perubahan suhu batuan selama pemanasan dan pendinginan. Sedangkan absorbtivitas

dihitung dengan menggunakan persamaan 9.

D. Dcsnin Pcnclitinn

Desain penelitian dapat dilihat sepcrti pada sketsa berikut ini :

Kajlan teoritls jenls batuan dan sifat absorbtivitasnya

I

I Dibandingkan I

I

Rurnusan Masalah

I Pengumpulan Sampel

Kandungan Mineral 1 r DikeioLpokan

I I I

lnterpretasi I 2

Sampel dipanaskan

I Waktu Pemanasan dan

kenaikan temperatur

KesimpulanlKlasifikasi Batuan beku Berdasarkan

Tingkat Absorbslvitas

Sampel dldlnglnkan

I waktu pemanasan dan penurunan temperatur

Dari skema di atas dapat dijelaskan bahwa setelah dilakukan kajian teoritis terhadap

I I

jenis batuan dan sifat absorbtivitas benda, maka selanjutnya dilakulcan pengulnpulan

sanlpel dari. populasi yang telah ditetapkan. Kemudian sampel dikelompokkan

berdasarkan teksturnya. Sampel dijadikan kerekel dan dikeringkan selama 30 hari (1

bulan) dilaboratoriunl fisika FMIPA UNP . Pada penelitian ini sampel dipanaskan

sclama 120 menit dan didinginkan secara alamiah selama 120 menit dengan mencatat

perubahan suhu batuan. Selanjutnya dikitung absorbtivitas batuan. Berdasarkan

analisa yang ada pada software science workshop dicari model yang sesuai dengan

rcspon yang ndu.

E. Teknik Pengumpulan Data

Sebelum dilakukan pengukuran sampel diolah menjadi krekel. Kemudian krckel

dimasukan ke dalam bejana berbentuk bola. Kedalam sampel dimasukkan scnsor

'suhu yang berada dalam tabung reaksi berisi air. Karena tabung reaksi kecil, air

berkontak langsung dengan batuan yang sedang dipanaskan, maka suhu batuan yang

sedang dipanaskan sama dengan suhu air dalam tabung reaksi tersebut. Pen~akaian

sensor suhu dengan menggunakan air ini sesuai dengan petujuk pemakaian sensor

suhu.

Untuk mengukur perubahan suhu pada batuan digunakan sensor suhu dan

interface 700 yang terdapat dilaboratorium jurusan fisika FMIPA Universitas Negeri

Padang. Untuk menentukan daya serap termal batuan, maka batuan dalam bejana

bola kaca dipanaskan selama 120 menit dengan menggunakan kon~por . Pcrubahan

suhu batuan setiap saat terekam secara analog pada PC yang tclah dihubungkan

dengan sensor suhu melalui interface. Kemudian untuk melihat daya tahan panas

yang tersimpan dalarn batuan, maka batuan didinginkan secara alamiah selama 120

menit dan perubahan suhu setiap saat juga terekam pada PC. Rangkaian alat sewaktu

pengukuran dapat dilihat pada halaman berikut. .-

19

F. Teknik Analisa Data

Absorbtivitas batuan dihitung dengan menggunakan persamaan 9. Untuk

melihat tingkat absorbtivitas batuan beku terhadap suhu yang diherikan digunakan

analisa regresi lengkung dengan persamaan:

Y,= b,+ b lx j+ ... + bmxjl" (Sudjana : 1994 : 176)

dimana : Y, adalah tingkat absorbtivitas batuan beku

xj adalah nilai taraf faktor dalam ha1 ini adalah temperatur

m adalah jumlah sampel yang digunakan.

bi adalah harga konstanta yang akan dicari besarnya.

Pada persamaan di atas, bila hanya dua suku pertarna, maka persamaan merupakan

persamaan regressi linear. Untuk menyelidiki kemungkinan terjadinya penyimpangan

dari bentuk kuadratik digunakan persamaan berikut:

JK (regresi linear ) = C C",yu ,a, r c . :

(Sujana : 1994: 179)

C JK (regresi kuadratik ) = r ( b ) ' ( u - 4) '

+ r(b:)' x u : - JK(regresi linear)

Semua statistik yang digunakan dalam penelitian ini untuk mengolah data sudah

tersedia pada software yang satu paket dengan sensor dan interface dan PC di

laboratorium Fisika FMIPA Universitas Negeri Padang.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Deskripsi Data, Lokasi, Subjek dan Data

Pcnelitian dilakukan di laboratorium mekanika dan ternlodinamika Jurusan

Fisika FMIPA UNP . Pengambilan data dilaksanakan pada saat sullu ruangan

antara 29OC sampai dengan suhu 30' C, dan tekanan udara 1 atm , oleh sebab itu

pada penelitian ini pembahasan tentang pengaruh suhu dan tekanan lingkungan

tidak perlu dilakukan. Massa batu yang dipanaskan untuk setiap pengumpulan data

adalah 1 kg.

Sampel penelitian setelah diambil dari lokasi, dikeringkan di laboratorium

Fisika selmna satu bulan (30 hari). Dalarn pengumpulan data batu dipanaskan

dengan menggunakan alat pemanas yang sarna dan ukuran panas yang sama pula.

Untuk mengukur suhu pemanasan digunakan sensor suhu dan enterface, PC yang

sama pula. Dengan telah mcngontrol secara ketat variabel berpengaruh lainnya

tcrhadap pcrlakuall objck pcnelitian diharapkan penelitian ini telah memenuhi

syarat untuk penelitian eksperimen .

, Dalam penelitian ini terdapat 7 jenis batuan beku phaneritik yaitu mulai dari

warna yang lebih terang sampai dengan wnrna yang lebih gelap Jenis batuan beku

phaneritik tersebut adalah syenite, diorite, gabbro, olivin gabbro, pyroxenite, dunite

dan perodotite. Dari hasil pengukuran diperoleh hasil sebagai berikut :

1 .. Batuan Syenite

Grafik pcmanasan dan pendinginan batuan syenite seperti terlihat pada

Gombar 3 don 4 dibawah ini.

Graph Display - I I

Gambar 3. Pertambahan suhu terhadap waktu batuan syenite selama pemanasan

A A 8 - 7 0 count = 71498

minimum: x = 0.0000, y = 29.0231 maximum: x=7149.7002, y = 121.3111 mean: x = 3574.85000, y = 71.2471 1 standard deviation: x = 2063.98391, y = 28.89396

. . . - . . .. [~olynomial Fit 1 y = a l +a2x+a3x"2+.. . Degree= 3 a1 = 30.00000 a

Gra ph Displav

Gmrba 4 ::ikcl;nu~rtsrr.~~ suhu :cl:hac'lap waktu batua: sycnitc sciirsrla pr:nd!.nginan

a2 = 0.00705 Q a3 = 2.2370e6 a4 = -2.031 3e-10 &iA2 = 392.19385

0 ,

0 $0 do do do 100 110

@ Ti me (minutes)

Suhu tertinggi yang dicapai setelah dipanaskan selama 120 menit adalah

(1 2 1,3 1 1 1 k 0,5)O C dengan persamaan kurva kelengkungan berupa polinomial

berderajat 3 yang mendekati persamaan:

y = 30 + 0,00705~ + 2,24 1.10-"~ + 2,03 1.10-'~x"

Persamaan ~llemberikan arti bahwa daya serap panas ( absorbsivitas ) batuan

syenite adalah akar pangkat empat dari 0,00705 Cldt atau sama dengan 0.2899.

Angka terdapat dalam range absorbtivitas benda (0.12 - 0.91) menurut (Howel

1982:338). Pertambahan suhu batuan ini selama pemanasan (120 menit) adalah

71,25 OC.

Kcnludiall setelah pemanasan dihentikan (didinginkan ) batuan ini dapat

menahan suhu tetap selanla (22,69 + 0,5) menit pada suhu 12 1,3 1 1 1 . Suhu

terendah yang dapat dicapai setelah didinginkan selama 120 menit adalah

49 ,04 '~ , ini berarti bahwa batuan jenis ini dapat menyimpan suhu lebih lama.

2. Baluan Diorilc

Grafik pemanasan dan pendinginan batuan diorite seperti terlihat pada

gambar 5 dan 6. Suhu tertinggi yang dicapai setelah dipanaskan selama 120

menit adalah (1 3 1,4 127 k 0,5)OC dengan persamaan kurva kelengkungan

berupa polinomial berderajat 3 yang mendekati persamaan:

y = 30+0,00670x+3.3191.10~~6x2 -3,2149.10-'~x~

Persamaan memberikan arti bahwa daya serap panas ( absorbsivitas ) batuan

diorite adalah akar pangkat empat dari 0,00670 Cldt atau sama dengan

0.286 10 1.

Graph Display2 I

Graph Display2 4

A A 0 5? - v

count = 72386 minimum: 8~ x = 0.0000, y = 26.9173 ma)imum: x = 7238.5000, y = 131.4127 mean: x = 3619.25000, y = 80.24135 standard deGation: x = 2089 61826, y = 34.40483 [~olynomial Fit ] y = a l +a2x+a3P2+. . . Oegree= 3 a1 = 30.00000 a2 = 0.00670 B a3 = 3.3191e8

c

Gambar 6 Penurunan suhu terhadap waktu batuan diorite selama pendinginan

a1 = 135.00000 a

a3 = 9.4994e-7

--

Gambar 5. Pertamballan suhu terhadap waktu batuan diorite selama pemanasan

' i

0 2b 4b do do 116012b

@ Time (minutes)

0

a4 = 3.2149e-10 &iA2 = 526.80682 iterations = 20

o"'2'0 40 do do d o 120

Time (minuter)

&iA2 = 659 59607 iterations = 20

Ailgkn Icrtlnpnt dalniii rnngc absorbtivitiis bcndil (0.12 - 0.91) dalain (Mowel


80,24O C.

Kemudian setelah pemanasan dihentikan (didinginkan )batuan ini dapat

menahan suhu tetap selama (17,5 + 0,5) menit pada suhu 13 1,4127. Suhu

terendah yang dapat dicapai setelah didinginkan selama 120 menit adalah

45,4726'~.

3. Batuan Gabbro

Grafik pemanasan dan pendinginan batuan gabbro seperti terlihat pada

gambar 7 dan 8 berikut. Suhu tertinggi yang dicapai setelah dipanaskan selama

120 nienit adalah (1 35 3074 t 0,5)OC dengan persamaan kurva kelengkungan

berupa polinomial berderajat 3 yang mendekati persamaan:

y = 29.5 - 0,00747~ + 8,1029.1 o - ~ x2 - 7,00-'O x3


gabbro adalah akar pangkat empat dari 0,00747 Cldt atau sama dengan

0.29399. Angka bcrada dalanl range absorbtivitas benda (0.12 - 0.9 1) (Howell

1982:338). Pertambnhan suliu batunn ini selrlnin pciiiniiasnn 120 iucnit ndalah

80,858G°C.

Kemudian setelah didinginkan batuan ini dapat menahan suhu tetap

selmna (17,8 + 0,s) menit padn suhu 1 3 8 , 2 4 8 8 ~ ~ . Suhu tcrendal~ yang dapat

dicapai setelah didinginkan selama 120 menit adalah 46,9375 OC

Graph Display

Gambar 7. Pertambahan suhu terhadap waktu batuan gabbro selama pemanasan

A A 53- . . . . . . . . . . . . 0 - I count = 71734 minimum: x = 0.0000. y = 26.4290 maximum: x = 7173.2998, y = 135.8074

. . . . . . - . . . . . mean: x = 3586.65000. y = 80.85866 standard deviation: x = 2070.7933, y = 38.65356 [~o l~nomia l f i t 1

... y = a1 + a2 x + a3 xA2 + . . Degree= 3

a1 = 29.50000 0 a2 = -0.00747 a a3 = 8.1029eB

Graph Display 1

C

o i o 4'0 6'0 do 160 i i o 1 0 Time (minutes)

Gambar 8. Penurunan suhu terhadap waktu batuan gabbro selama pendinginan

a4 = -7.000oe-10 a chiA = 666.92413 iterations = 20

4. Batuan Olivine Gabbro

Grafik pemanasan dan pendinginan batuan olivin gabbro seperti terlihat

pada gambar 9 dan 10 berikut. Suhu tertinggi yang dicapai setelah dipanaskan

selama 120 menit adalah (148.9608 + 0,5)OC dengan persamaan kurva

kelengkungan berupa polinomial berderajat 3 yang mendekati persamaan:

y = 30 - 0 ,0050~ + 7.5129.10-~x~ - 6.3453.10-'~x'


olivin gabbro adalah akar pangkat empat dari 0,0050'~/dt atau sama dengan

0.26592. Angka berada dalam range absorbtivitas benda 0.12 - 0.91 (Howel


92,13O C.


selama (3,O f 0,5) menit pada suhu 148,9608. Suhu terendah yang dapat dicapai

setelah didinginkan selama 120 menit adalah 41,9935'~

Graph Display

Gambar 9. I'ertambahan suhu terhadap waktu batuan olivin gabbro sclallla pelllanasall

2

A A 0 0 - 0 c1

Graph Display

count = 78863 minimum: x = 0.0000. y = 28.3517

- . . ..... .

a1 = 16o.ooooo a a2= -0.03125 a3 = 2.8319e-6 a4 = -9.0098e-11 chiA2 = 2737.08789 iterations = 20

Time (minutes)

8- 7

maximum: x = 7886.2002. y 148.9608 mean:

u^ - = 3~43.1oooo. Y = ~2.12sse

;; 98- standard deviation:

5s-. x = 2276.58315. y = 43.87240

- (~olynomial Fit ] a, - y = a1 + a2x+ a3+2+ ... I-

Degree = 3

8- a1 = 30.00000 a a2 = -0.00500 a3 = 7.5129~-6

Gambar 10 Pe~~urunan suhu terhadap waktu batuan olivin gabbro sclama pcndinginan

0 - 2 50 100

lo Time (minutes)

I . . n - l - '

a4 = -6.3453e-10 ch iA2 = 6540 .Q038 1 iterations = 20

5. Batuan Pyroxcnite

Grafik pemanasan dan pendinginan batuan pyroxenite seperti terlihat

pada Gambar 1 1 dan 12 berikut. Suhu tertinggi yang dicapai setelah dipanaskan

sclama 120 mcnit adalah (147,4960 f 0,5)OC dcngan pcrsamaan kurva

kelengkungan berupa polinonlial berderajat 3 yang mendekati persamaan:

y = 30 + 0,OO 1 Ox + 6.400.1 o - ~ x2 - 5.9767.1 0-lo x3


pyroxenite adalah akar pangkat empat dari 0,0010 Cldt atau sama dengan



93,05' C.Ketnudian setelah didinginkan batuan ini dapat menahan suhu tetap

selama (13,75 + 0,5) menit pada suhu 147,596. Suhu terendah yang dapat

dicapai setelah didinginltan selama 120 menit adalah 46,9069'~

Graph Display 1

Gambar 1 1. Pertambahan suhu terhadap waktu batuan pyroxenite selama pemanasan

- J

A A

0

8$ :

: '

o

o l o 40 do do ibo 110

Time (minutes)

-

count = 73862 minimum: x = 0.0000, y = 26.3985 maximum: x = 7386.1001, y = 147.4960 mean: x = 3693.05000. y = 93.04602 standard deviation: x = 2132.22671, y = 42.17086 l~olynomial f i t I y = a l +a2x+a3xA2+.. . Degree = 3 a1 = 30.00000 O a2 = 0.00100 0 a3 = 6.4000e-6 a4 = -5.9767e-10 ch i9 = 1249.29297 iterations= 20

Gambar 12. Penurunan suhu terhadap waktu batuan pyroxenite selama pendinginan

A A 0 . . . . -. 0 - count = 72039 minimum: x = 0.0000, y = 46.9069 maximum: x = 7203.7998, y = 149.4491

8- mean: 7 x = 3601.90000, y = 94.09333

0 - standard deviation: i28' - 2% 1

F 3- a1 = 146.00000

c'

0 l o do do sb 160 110

Time (minutes)

a2 = 0.00180 P a3 = -6.1000e-6 2 a4 = 5.5000e-10 Q chiA2 = 11219.15527 iterations= 1

6. Batuan Dunitc

Grafik pemanasan dan pendinginan batuan dunite seperti terlihat pada

Gambar 13 dan 14 berikut. Suhu tertinggi yang dicapai setelah dipanaskan

selama 120 menit adalah (145,5428 + 0,5)OC dengan persamaan kurva


10 3 y =30-0.0035~+7.6351. l0-~x~ -6,8751.10- x


duilite adalah akar pangltat empat dari 0,0035 Cldt atau sama dengan 0.2432.

Angka berada dalam range absorbtivitas benda 0.12 - 0.91 (Howel 1982:338).

Pertambahan suhu batuan ini selama pemanasan (120 menit) adalah 94,24O C.

Kemudian setelah didinginkan batuan ini dapat menahan suhu tetap selama

(13,O + 0,5) menit pada suhu 145,528. Suhu terendah yang dapat dicapai setelah

didinginkau sclalna 120 illcllit adalah 44,4655'~

A A 0

madmum: x = 7361.6001. y = 145.5428

standard deviation: x = 2125.15417. y = 43.38621 (~olynomial Fit I

a3 = 7.6351e6 a4 = 6.8751 e-10

C, chiA2 = 1069.76086 iterations = 20

0 2b 40 slb do 1160 ld0

Time (minutes)

Gambar 13. Pertambahan suhu terhadap waktu batuan dunite selama pemanasan

Gambar 14 Pcnurunan suhu terhadap waktu batuan dunite scloma pcndinginan

7. Batuan Perodotite

Grafik pemanasan dan pendinginan batuan perodotite seperti terlihat

pada Gambar 15 dan 16 berikut. Suhu tertinggi yang dicapai setelah dipanaskan

selama 120 menit adalah (145,5428 + 0,5)OC dengan persamaan kurva


y = 28,O + 0.00568~ + 5.00.1 o - ~ x2 - 4,9276.1 0-lo x3


perodotite adalah akar pangkat empat dari 0,00568 Cldt atau sama dengan


1982:338). Pertamballan suhu batuan ini selama pemanasan (120 menit) adalah

94,1331°C.


selama (15,OO + 0,5) menit pada suhu 145,5428. Suhu terendah yang dapat

dicapai setelah didinginkan selama 120 menit adalah 44,4655'~

Graph Display I

count = 73617 minimum:

. .- . . . - - - . .. . , .. . . .,

mean: x = 3680.80000, y = 94.13313 standard deviation:

. . . . . - . x = 2125.15417. y = 43.38621

a1 = 28.00000 a a2 = 0.00568 g a3 = 5.0000e-6 8 a4 = -4.9276e-10 chiA = 1 160.12659

Time (minutes)

Gambar 15 Pertambahan suhu terhadap waktu batuan perodotite selama pemanasan

Graph Display

x = 0.0000. y = 44.4655

standard deviation:

y = a l +a2x+a3?2+.. .

a2 = 4.00124 Q

Gambar 16 Penurunan suhu terhadap waktu batuan perodotite selama pendinginan

13. l ' c ~ ~ ~ b a l i ; ~ s i ~ n

Dari ketujuh sampel batuan di atas , batuan syenite merupakan batuan yang

dapat menyimpan panas pada suhu tertinggi (128OC ) yaitu selama 22,69 menit dan

suhu tcrcndah yang dicapai setclah didinginkan secara alamiah sclama 120 menit

49,0432 OC, maka dapat dilcatakan bahwa batuan syenite merupakan batuan

phaneritik penyimpan panas terbaik tetapi mempunyai daya serap yang rendah. Hal

ini dapat dimaklumi karena batuan syenite merupakan batuan berwarna lebih terang.

Batuan ini Icbih banyak mcngiindung kuarsa .I-la1 ini scsuai dcngan tcori bahwa

bahan berwarna putih merupakan bahan yang lebih lambat menerima kalor dan lebih

lambat pula melepaskan kalor ( Howell: 1982) .

Batuan dunite dan peridotite merupakan batuan yang mempunyai kenaikan

suhu yang sama yaitu 94,133'~, tetapi rnempunyai persamaan garis lengkung yang

berbeda, sehingga absorbsivitasnya berbeda. Hal ini juga dapat mendukung kajian

teori yang menyatakan bahwa bahan hitam merupakan bahan yang mempunyai

absorbsivitas tinggi(Ric11ard : 198 1).

Bila ditinjau berdasarkan persamaan garis lengkung yang terbentuk selama

pemanasan, dimana koefisien a2 diperoleh dunite -0.0035, sedangkan a2 untuk

perodotite adalah 0.00568, demikian juga dengan koefesien a3 dan a4 seperti telihat

pada gambar 13 dan 15.

Keseluruhan absorbtivitas batuan yang diperoleh dalam penelitian berada

dalam range daya serap (absorbtivitas) benda yang dapat digunakan untuk

penyimpan panas untuk solar termal. Berdasarkan data ketujuh batuan phaneritik di

menentukan tingkat absorbsivitas (keserapan) …

Documents