[modul 01 - teknik vakum] kelvin lois 10213103

MODUL 01

TEKNIK VAKUM Kelvin Lois, Ramadhiansyah Raihan, Kevin Pardede, Rio Harapan Pangihutan Sitompul, Rezky

Putra

10213103, 10213091, 10213022, 10213033, 10213085

Program Studi Fisika, Institut Teknologi Bandung, Indonesia

Email : [email protected]

Asisten : Wahyu Trisvianto / 10212024

Tanggal Praktikum : (01-10-2015)

Abstrak

Keadaan vakum adalah keadaan dimana tidak didapati partikel/materi apapun dalam suatu ruang.

Keadaan vakum ideal tidak pernah dapat dicapai,namun keadaan medekati vakum dapat dicapai

denganbnatuan pompa vakum. Pada percobaan ini akan diamati perubahan fasa dari zat cair ketika

mencapai keadaan vakum dan keadaan sebuah benda berisikan gas dalam lingkungan yang vakum.

Metode untuk percobaan perubahan fasa dengan memasukkan beberapa bahan pada tabung vakum

kemudian mencatat tekanan dan suhunya setiap sepuluh detik selama satu menit. Kemudian grafik dari

setiap bahan dibandingkan. Dari grafik yang didapatkan, terdapat perbedaan tekanan residu dari

perbedaan bahan yang dimasukkan. Pada benda berisikan gas, ketika benda disimpan pada

lingkungan vakum, maka benda tersebut akan mengalami expansi, volumenya bertambah.

Kata kunci : Fasa, Konduktansi selang ,Laju pemvakuman,Tekanan residu ,Throughput,Vakum

I. Pendahuluan

1.1 Tujuan

Eksperimen ini bertujuan untuk

memahami teknik pemvakuman

melalui dua sub-percobaan. Percobaan

pertama adalah mengamati dan

menganalisis proses perubahan fasa

dari berbagai zat cair seperti akuades,

alkohol 70%, alkohol 90% dan gliserin

akibat pemvakuman. Dalam hal ini,

akan ditentukan besaran-besaran dalam

teknik pemvakuman yaitu perubahan

laju pemompaan terhadap tekanan,

konstanta kebocoran, laju

pemvakuman, konduktansi selang, dan

tekanan residu dengan regresi

eksponensial dan linear. Setelah itu

grafik Tekanan sesaat (saat proses

pemvakuman terjadi dan setelah

pemvakuman dihentikan) terhadap

waktu dan grafik Tekanan terhadap

temperatur akan dibuat untuk masing

masing zat berdasarkan data percobaan.

Sub-percobaan kedua adalah

mengamati dan menganalisis secara

kualitatif pengembangan sarung tangan

karet yang berada dalam ruang vakum.

1.2 Teori Dasar

Tekanan atmosfer secara adalah

tekanan yang ditimbulkan oleh berat

dari udara pada suatu titik tertentu di

atmosfer. Untuk mengukurnya, kita

menggunakan Barometer. Tekanan

atmosfer standar didefinisikan sebagai

tekanan yang diperlukan untuk

menjaga panjang kolom raksa setinggi

76 cm pada 1 ̊ C. Tekanan ini sering

diasumsikan sebagai tekanan atmosfer

dalam praktiknya. Besar tekanan ini

adalah 76 cmHg atau 1 atm atau 1.013

bar. Ketika Pengukuran dilakukan,

tekanan yang ditunjukan oleh jarum

barometer dinamakan tekanan terukur

(gauge pressure). Tekanan ini adalah

selisih tekanan mutlak dengan tekanan

mailto:[email protected]

atmosfernya. Tekanan mutlak adalah

tekanan total pada suatu titik relative

terhadap vakum.[2]

Keadaan vakum secara ideal adalah

keadaan suatu ruang tanpa materi (gas,

cair dan padat) di dalamnya. Sehingga

tekanan ruang vakum secara mutak

adalah nol. Namun sampai saat ini

kedaan vakum yang ideal belum

pernah dapat dilakukan. Sehingga

definisi vakum untuk keperluan

eksperimental adalah keadaan ruang

dengan tekanan jauh lebih kecil dari

tekanan atmosfer.

Teknik vakum telah banyak

memainkan peran dalam banyak

aplikasi seperti dalam keperluan

eksperimen hingga industri.

Pengembangan teknik vakum telah

banyak dilakukan terutama dalam hal

besar orde dari tekanan residu yang

dihasilkan.[2] Sistem vakum sendiri

biasanya terdiri dari tabung (vessel)

selang, dan pompa vakum. Sistem

vakum dikarakterisasi oleh laju

pemvakuman S (cm3/s). Laju ini

bergantung terhadap tekanan sebagai

berikut :

−𝑑𝑃

𝑑𝑡=

𝑆

𝑉(𝑃 − 𝑃𝑟) . . . . . . . . . (1)

Karena S konstan, diperoleh solusi

persamaan diatas, yaitu

𝑃 = (𝑃0 − 𝑃𝑟) 𝑒−𝑡𝑆𝑉 + 𝑃𝑟 . . . . . . (2)

Dengan P (mBar) adalah tekanan

sesaat system, S (L/s) adalah Laju

pemvakuman dan V (L) adalah volum,

Pr adalah tekanan residu (mbar).

Definisikan kuantitas throughput Q

(mBarr L/s) sebagai volum gas yang

keluar dari tabung per satuan waktu

dikalikan dengan tekanan sesaatnya.

Secara metematis, didefinisikan

sebagai,

𝑄 = 𝑆 𝑃 . . . . . . . . . . . (3)

Konduktansi selang F didefinisikan

sebagai

𝑄 = 𝐹 (𝑃1 − 𝑃2) . . . . . . . . . . . . (4)

Gas yang dilepaskan pada tekanan

rendah dan pada tahap awal

pemompaan dapat diaproksimasikan

oleh konstanta kebocoran QL (micron-

cm3/s) sehingga persamaan (1) pada

saat terjadi kebocoran adalah sebagai

berikut,

𝑑𝑃

𝑑𝑡= −

𝑆

𝑉(𝑃 − 𝑃𝑟) +

𝑄𝐿

𝑉 . . . . . … . (5)

Dan solusinya adalah

𝑃 − (𝑃𝑠 +𝑄𝐿

𝑆) =

[𝑃0 − (𝑃𝑠 +𝑄𝐿

𝑆)] 𝑒−

𝑡𝑆

𝑉 . . . . . . . . (6)

Volum vakum (vessel) diperoleh

dengan formula,

𝑉 = 𝑉𝑜𝑙. 𝑡𝑎𝑏𝑢𝑛𝑔 +1

2𝑉𝑜𝑙. 𝑏𝑜𝑙𝑎 =

𝜋𝑟2𝑡 +2

3𝜋𝑟3 . . . . . . . . . . . . . . . . . .(7)

II. Metode Percobaan

Dalam eksperimen ini akan

dilakukan dua percobaan yang berbeda.

Sebelum memulainya kita persiapkan

dahulu alat yang akan digunakan. Kita

siapkan tabung dan dudukannya.

Berikan silicon grease pada pinggiran

tabung agar udara dari luar tidak dapat

masuk selama proses pemvakuman.

Ketika akan digunakan, penutupan

tabung dilakukan dengan cara digeser

sambil menahan dudukannya. Sebelum

pompa dinyalakan, pastikan tekanan di

dalam tabung telah sama dengan

tekanan atmosfer, setelah itu tutup

keran dengan memutar keran sehingga

posisinya tegak lurus dengan pipa.

Setelah pompa dimatikan, buka keran

sedikit demi sedikit sambil menahan

bagian atas vakum dan memperhatikan

barometer. Setelah itu buka tabung

dengan menggesernya dengan hati-hati.

2.1 Percobaan I

Percobaan I ini adalah melihat

proses pemvakuman vessel berisi zat

cair dan melihat perubahan fasa dari

masing-masing zat cair. Untuk itu

siapkan cawan petri kosong dengan

thermometer. Disini kami meggunakan

thermometer berskala Fahrenheit.

Penempatan termometer harus benar

agar skala termometer dapat terbaca

selama proses pemvakuman. Nyalakan

pompa vakum, loncatan jarum pertama

akan diambil sebagai tekanan awal

vessel P0. Tekanan P dan temperature

T vessel tiap 10 detik dicatat selama 1

menit. Setelah itu pompa dimatikan.

Tekanan dan temperatur vessel dicatat

tiap 10 detik selama satu menit.

Setelah itu, keran dibuka perlahan-

lahan untuk mengembalikan tekanan

tabung ke kondisi semula. Buka tabung,

ganti cawan petri yang kosong dengan

akuades 10mL. Prosedur diulangi lagi,

yaitu megukur tekanan dan

temperature tiap 10 detik saat dan

setelah proses pemvakuman dilakukan.

Kemudian volum akhir akuades diukur

kembali. Hasil pengukuran volum

sebelum dan sesudah pemvakuman

dicatat. Buka tabung, akuades diganti

dengan alkohol 70%, alcohol 90%, dan

gliserin secara berturut-turut,

kemudian proses pengukuran diatas

diulangi. Volum awal dan akhir

masing-masing cairan diukur dan

dicatat.

2.2 Percobaan II

Percobaan II adalah melihat

proses pengembangan balon ketika

berada dalam vakum. Untuk itu balon

atau sarung tangan yang telah terikat

ujungnya disiapkan. Kemudian balon

dimasukan kedalam vakum. Tutup

keran, lalu nyalakan pompa vakum.

Perubahan pada balon diamati.Pompa

dimatikan dan keran dibuka secara

perlahan. Balon dikeluarkan dari

vessel .

Balon yang sebelumnya

memiliki sedikit gas didalamnya ketika

diletakan di ruang vakum seharusnya

akan mengalami pengembangan karena

adanya perbedaan tekanan dalam balon

dengan vakum.

III. Data dan Pengolahan Data

3.1 Data

Berikut ini merupakan tabel data

pengukuran tekanan sesaat P (mBar) dan

suhunya T ( ̊ C) tiap 10 detik untuk

masing-masing zat yang diletakan di dalam

tabung vakum, saat pemvakuman

berlangsung (1 menit pertama) dan setelah

pemvakuman dihentikan (1 menit terakhir).

Cawan Tanpa Zat

Tekanan awal P0 = 940 mBar

t

(detik) P(mBar) T (F̊) T(̊C)

10 490 84 28.88

20 290 84 28.88

30 180 83 28.33

40 125 82 27.77

50 100 82 27.77

60 95 82 27.77

70 105 82 27.77

80 120 82 27.77

90 150 82 27.77

100 180 82 27.77

110 200 82 27.77

120 220 82 27.77

Cawan berisi Akuades


Volum awal Akuades 10 mL

Volum akhir Akuades 8.75 ± 0.05

mL

Tabel 1. Data pengukuran Tekanan dan

Temperatur pada cawan kosong

t(detik) P(mBar) T ( ̊F) T ( C̊)

10 460 81 27.22

20 280 81 27.22

30 180 80 26.66

40 130 80 26.66

50 100 78 25.55

60 100 75 23.88

70 110 73 22.77

80 130 73 22.77

90 160 73 22.77

100 180 73 22.77

110 200 74 23.33

120 230 74 23.33

Cawan berisi Alkohol 70 %


Volum awal Alkohol 70 %= 10mL

Volum akhir Alkohol 70% = 8.20

± 0.05 mL

t(detik) P(mBar) T( ̊F) T( ̊C)

10 460 81 27.22

20 180 80 26.66

30 180 80 26.66

40 130 78 25.55

50 110 75 23.88

60 100 72 22.22

70 120 70 21.11

80 150 70 21.11

90 180 70 21.11

100 200 70 21.11

110 230 70 21.11

120 260 70 21.11

Cawan Alkohol 90%


Volum awal = 10 mL ± 0.05 mL

Volum akhir = 8.00 ± 0.05 mL


10 480 75 23.88

20 280 75 23.88

30 180 74 23.33

40 130 73 22.77

50 110 65 18.33

60 100 60 15.55

70 120 61 16.11

80 140 62 16.66

90 170 62 16.66

100 190 63 17.22

110 210 64 17.77

120 240 64 17.77

Cawan berisi Gliserin


Volum awal = 10 mL ± 0.05 mL

Volum akhir = 8.05 ± 0.05 mL


10 480 82 27.77

20 280 81 27.22

30 180 80 26.66

40 130 80 26.66

50 100 80 26.66

60 90 80 26.66

70 100 81 27.22

80 110 81 27.22

90 150 81 27.22

100 170 81 27.22

110 200 81 27.22

120 220 82 27.77

3.2 Pengolahan Data


Temperatur pada cawan akuades


Temperatur pada cawan alcohol 70%


Temperatur pada cawanalkohol 90%


Temperatur pada cawan gliserin.

Grafik untuk cawan kosong

Grafik untuk akuades

Grafik untuk Alkohol 70%

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

100

150

200

250

300

350

400

450

500

t (detik)

P (m

Bar)

P vs. t

Kurva P vs t untuk cawan tanpa zat saat pemvakuman berlangsung

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60100

120

140

160

180

200

220

t(detik)

P(m

Bar)

P vs. t

Kurva P vs t cawan kosong setelah pemvakuman

27.8 28 28.2 28.4 28.6 28.8

100

150

200

250

300

350

400

450

500

T('C)

P(m

Bar)

P vs. T

Kurva P vs T untuk cawan kosong

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

100

150

200

250

300

350

400

450

t(detik)

P(m

Bar)

P vs. t

Kurva P vs t untuk cawan berisi akuades saat pemvakuman

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

120

140

160

180

200

220

t(detik)

P(m

Bar)

P vs. t

Fitting P vs t untuk cawan berisi akuades setelah pemvakuaman

24 24.5 25 25.5 26 26.5 27

100

150

200

250

300

350

400

450

T('C)

P(m

Bar)

P vs. T

Kurva P vs T untuk cawan berisi akuades

Gambar 1. Kurva P vs t cawan tanpa zat

saat pemvakuman

Gambar 2. Kurva P vs t cawan tanpa zat

setelah pemvakuman

Gambar 3. Kurva P vs T cawan tanpa zat

Gambar 4. Kurva P vs T cawan akuades

saat pemvakuman

Gambar 5. Kurva P vs t cawan akuades

setelah pemvakuman

Gambar 6. Kurva P vs T cawan akuades. Gambar 3. Kurva P vs T cawan tanpa zat

Grafik untuk alcohol 90%

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

100

150

200

250

300

350

400

450

t(detik)

P(m

Bar)

P vs. t

Kurva P vs t untuk cawan berisi alkohol 70% saat pemvakuman

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

120

140

160

180

200

220

240

260

t(detik)

P(m

Bar)

P vs. t

Kurva P vs t untuk cawan alkohol 70% setelah pemvakuman

22 22.5 23 23.5 24 24.5 25 25.5 26 26.5 27

100

150

200

250

300

350

400

450

T('C)

P(m

Bar)

P vs. T

Kurva P vs T untuk cawan berisi alkohol 70%

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

100

150

200

250

300

350

400

450

t(detik)

P(m

Bar)

P vs. t

Kurva P vs t untuk cawan alkohol 90% saat pemvakuman

16 17 18 19 20 21 22 23 24

100

150

200

250

300

350

400

450

T('C)

P(m

Bar)

P vs. T


16 17 18 19 20 21 22 23 24

100

150

200

250

300

350

400

450

T('C)

P(m

Bar)

P vs. T


Gambar 8. Kurva P vs t cawan alcohol

70% setelah pemvakuman

Gambar 9. Kurva P vs T cawan alcohol

70%.


90% saat pemvakuman

.

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

120

140

160

180

200

220

240

t(detik)P

(m

Bar)

P vs. t

Kurva P vs t untuk cawan alkohol 90% setelah pemvakuman


90% setelah pemvakuman.

Gambar 12. Kurva P vs T cawan alcohol

90%.


70% saat pemvakuman

Grafik untuk Gliserin

Dengan fitting 𝑦 = 𝐴𝑒−𝐵𝑥 + 𝐶

kita dapatkan koefisien untuk

masing-masing konstanta untuk

Untuk mendapatkan laju kebocoran

system vakum kita lihat grafik P vs t

untuk masing masing zat cair setelah

pemvakuman.

Untuk cawan kosong, gambar 2 yang

telah difitting memenuhi persamaan,

𝑃 = 2.414𝑡 + 78 Dari persamaan (5) bila pompa

dimatikan S=0 maka persamaan

tersebut memiliki solusi,

𝑃 =𝑄𝐿

𝑉𝑡 + 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡

Sehingga kita lihat bahwa

𝑄𝐿 = 2.414 𝑉 . Dari persamaan (7)

volum vessel adalah,

𝑉 = 𝑉𝑜𝑙. 𝑡𝑎𝑏𝑢𝑛𝑔 +1

2𝑉𝑜𝑙. 𝑏𝑜𝑙𝑎

= 𝜋𝑟2𝑡 +2

3𝜋𝑟3

Dengan r =1 dm dan tinggi t = 2 dm.

Dengan demikian volume vessel

adalah,

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

100

150

200

250

300

350

400

450

t(detik)

P(m

Bar)

P vs. t

Kurva P vs t untuk cawan gliserin saat pemvakuman

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

100

120

140

160

180

200

220

t(detik)

P(m

Bar)

P vs. t

Fitting P vs t untuk cawan gliserin setelah pemvakuman

26.8 27 27.2 27.4 27.6 27.8

100

150

200

250

300

350

400

450

T('C)

P(m

Bar)

P vs. T

Kurva P vs T untuk cawan berisi gliserin

Bahan A B C R2 Nilai

Upper

Tanpa

Zat

823

.6

0.06

8

75.

47

0.99

93

100000

Akuades 739

.8

0.06

6

79.

28

0.99

82

100000

Alkohol

70%

142

0

0.14

3

119

.2

0.97

09

100000

Alkohol

90%

809

.2

0.07

23

87.

42

0.99

98

100000

Gliserin 796

.6

0.06

44

75.

53

0.99

9

100000

Gambar 13. Kurva P vs t cawan gliserin

saat divakumkan.

Gambar 14. Kurva P vs t cawan gliserin

setelah divakumkan.

Gambar 15. Kurva P vs T cawan gliserin

Tabel 6. Nilai konstanta dalam persamaan

y = A exp(-Bx) +C

𝑉 = 𝜋(1 𝑑𝑚)2 2 𝑑𝑚 +2

3𝜋(1 𝑑𝑚)3

= 8.377 𝐿

Sehingga QL untuk cawan kosong

adalah 𝑄𝐿 = (2.414)(8.377) =20.22 𝑚𝑏𝑎𝑟 𝐿/𝑠

Untuk cawan akuades, gambar 5

memenuhi persamaan,

𝑃 = 2.37𝑡 + 85.33 Sehingga menurut persamaan (5) nilai

QL untuk cawan akudes adalah 𝑄𝐿 =(2.37)(8.377) = 19.85 𝑚𝑏𝑎𝑟 𝐿/𝑠

Untuk cawan alcohol 70%, gambar 8

memenuhi persamaan,

𝑃 = 2.743𝑡 + 94 Sehingga menurut persamaan (5) nilai

QL untuk cawan alcohol 70% adalah

𝑄𝐿 = (2.74)(8.377) =22.95 𝑚𝑏𝑎𝑟 𝐿/𝑠

Untuk cawan alcohol 90%,

gambar 11 memenuhi persamaan,


QL untuk cawan alcohol 90% adalah

𝑄𝐿 = (2.37)(8.377) =19.85 𝑚𝑏𝑎𝑟 𝐿/𝑠

Untuk cawan gliserin, gambar

15 memenuhi persamaan,


QL untuk cawan gliserin adalah 𝑄𝐿 =(2.54)(8.377) = 21.27 𝑚𝑏𝑎𝑟 𝐿/𝑠

Dalam grafik P vs t setelah

pemvakuman, bila persamaan yang

memenuhi grafik tersebut secara

umum adalah P = P1 t + P2, maka,

Laju pemvakuman S (L/s)

untuk tiap-tiap zat diperoleh dari

persamaan (2)

𝑃 = (𝑃0 − 𝑃𝑟) 𝑒−𝑡𝑆𝑉 + 𝑃𝑟

Karena persamaan untuk masing-

masing zat diperoleh dari fitting

dengan bentuk

𝑃 = 𝐴𝑒−𝐵𝑡 + 𝐶

Sehingga dari tabel 6, kita dapat

memperoleh

1. laju pemvakuman masing-

masing zat S = B V.

2. Tekanan residu Pr = C.

3. Ps = Pr – QL/S

4. Konduktansi selang F

dengan formula

1

𝐹=

1

𝑆−

1

𝑆𝑝, 𝑆𝑝 = 1,6

𝑚3

𝑗𝑎𝑚

= 0.444𝐿

𝑠

5. Througput Q = S x Ps.

Dengan demikian diperoleh table

sebagai berikut,

Bahan P1 P2 R2

Tanpa zat 2.414 78 0.9997

Akuades 2.377 85.33 0.9997

Alkohol 70% 2.743 94 0.9976

Alkohol 90% 2.37 95.33 0.9999

Gliserin 2.54 69.33 0.9977

Tabel 7. Nilai konstanta dalam fitting grafik P vs t

setelah divakumkan.

Bah

an

Volum

Total

Sistem

(L)

S

(L

/s)

Ps

(m

bar

)

QL(

mba

r

L/s)

F

(L

/s)

Q

(mb

ar

L/s)

Tan

pa

zat 8.38

0.

57

39.

97

20.2

2

-

2.

01

22.7

7

Aku

ades 8.38

0.

55

43.

38

19.8

5

-

2.

25

23.9

8

Alko

hol

70% 8.38

1.

20

10

0.0

4

22.9

5

-

0.

71

119.

84

Alko

hol

90% 8.38

0.

61

54.

65

19.8

5

-

1.

66

33.1

0

Glis

erin 8.38

0.

54

36.

10

21.2

7

-

2.

51

19.4

8

Untuk percobaan II, sarung tangan karet yang

dimasukan kedalam tabung vakum mengalami

pengembangan.

IV. Pembahasan

Bila kita melihat plot P vs t pada masing

masing zat cair yang digunakan saat

berlangsungnya pemvakuman, terlihat bahwa

hasil regresi eksponensialnya mendekati kurva

P vs t secara teori (dari persamaan (2)) . Nilai

koefisien A B dan C untuk tiap bahan kurang

lebih hampir sama kecuali pada alkohol 70%.

Harusnya apabila terjadi penyimpangan pada

grafik P vs t dari alcohol 70%, alcohol 90%

juga harusnya mengalami hal yang sama. Nilai

konstanta B dan C cukup besar bila

dibandingkan dengan zat lain. Hal ini mungkin

terjadi karena kesalah dalam pengambilan data

untuk alcohol 70% karena tidak ada alasan

yang jelas mengapa alcohol 70% saja yang

mengalami penyimpangan. Dan harusnya

bahwa konstanta B yang menyatakan laju

pemvakuman S harus sama untuk semua zat.

Dari tabel 8 terlihat bahwa untuk nilai

konduktivitas selang yang berbeda, laju

pemvakuman juga berubah. Sehingga sesuai

dengan definisi bahwa konduktivitas selang

bergantung pada S.

Konstanta kebocoran diberikan pada

tabel 8. Konstanta kebocoran kurang lebih

sama untuk tiap zat. Kebocoran yang terjadi

dapat disebabkan beberapa hal, seperti

hubungan antar selang dan tidak rapatnya

tabung vakuum dengan dudukannya.Dimana

konstanta kebocoran yang terjadi berkisar

antara 1.643 – 3.351 mbarLs-1. Perbedaan

Tabel 8. Tabel konstanta pemvakuman

Gambar 16. Kondisi sarung tangan sebelum

pemvakuman

Gambar 16. Kondisi sarung tangan setelah

pemvakuman

dapat terjadi karena ketidak konsistenan

penggunaan alat.

Dari kurva P vs T diatas kita lihat bahwa

kurva yang diperoleh adalah linear dan ada

beberapa yang dapat didekati dengan

eksponensial dua suku. Karena berbagai alas an

misalnya jangkauan pengukuran pada suhu

ruang saja, sedikitnya data yang diambil, maka

hanya dapat di simpulkan bahwa data ini linear

mendekati kurva yang ada secara teoritis bila

diambil range yang kecil untuk diagram fasa

masing masing cairan.

Zat cair merupakan partikel-partikel yang

bergerak dengan energi tertentu, dimana ketika

energi partikel tersebut meningkat hingga suatu

nilai, maka partikel tersebut dapat mendorong

partikel-partikel gas di udara dan kemudian

bergerak bebas ke udara menjadi fasa gas.Bila

dalam keadaan tidak divakumkan, keadaan

normal, yang terjadi adalah perubahan fasa

secra sementara yang kita sebut tekanan uap.

Perubahan fasa ini akan berhenti ketika sudah

mencapai titik setimbang. Sedangkan ketika

lingkungan sekitar divakumkan, partikel-

partikel udara yang menghalangi gerak dari

partikel zat cair tersebut akan berkurang. Hal

ini menyebabkan partikel-partikel zat cair yang

sebelumnya memiliki energi yang kurang

untuk keluar menjadi gas (untuk berubah fasa

menjadi gas), kini memiliki cukup energi untuk

menjadi gas karena berkurangnya energi

minimum tersebut dengan berkurangnya

jumlah partikel di udara. Sehingga terjadilah

perubahan fasa parsial dari zat cair ketika

lingkungan divakumkan.[2]

Anomali pada Alkohol terdapat pada saat

suhu tinggi, dimana tekanan alkohol naik

secara drastis sehingga sulit untuk ditinjau

perubahan suhunya, serta semakin besar

konsentrasi alkohol maka semakin tinggi

tingkat anomali dari alkohol tersebut, karena

pengaruh kontraksi volume antara larutan

alkohol dengan air.[2]

Dalam percobaan kedua ketika sarung

tangan karet diletakan di dalam vakum,

sarungtangan mengembang. Hal ini terjadi

karena perbedaan tekanan dalam balon dengan

lingkungan. Tekanan dalam balon lebih besar

dari tekanan luar yang divakumkan. Akibatnya

gas di dalam balon akan mengalami ekspansi

bebas.[1]

V. Kesimpulan

Ketika zat cair diletakan didalam

ruang vakum, akan terjadi

perubahan fasa karena perbedaan

tekanan antara permukaan di atas

cairan. Secara umum diagram fasa

dari percobaan P vs T adalh linear

untuk range suhu ruang. Namun

pada alkohol terdapat anomali.

Dari grafik P vs t untuk tiap-tiap

zat, kita melihat bahwa tekanan

pada saat pemvakuman turun

secara eksponensial sesuai dengan

prediksi dari teori. Sedangkan

perubahan tekanan terhadap waktu

setelah pompa dimatikan adalah

linear.

Laju pemvakuman S adalah sekitar

0.5 – 1 L/s. Sedangkan konstanta

kebocoran diperoleh ~20 mbar L/s.

Konduktansi selang diperoleh

dalam range -0.2 < F < -0.7 L/s.

Dan tekanan residu berbeda beda

untuk tiap zat.

Sarung tangan yang diletakan di

ruang vakum akan mengembang

karena perbedaaan tekanan dalam

sarung tangan dengan di ruang

vakum.

VI. Pustaka

[1] Zemansky M.W dan Dittman, R. H.

(1986).Kalor dan Termodinamika. Bandung :

Penerbit ITB (terjemahan).

[2] James E. Brady, Neil D. Jespersen, Alison

Hyslop, F. (2011). Chemistry, International

Student Version, 6th Edition. New York : John

Wiley&Sons.

http://as.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-EHEP001928.html?filter=TEXTBOOK

http://as.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-EHEP001928.html?filter=TEXTBOOK

[modul 01 - teknik vakum] kelvin lois 10213103

Documents