pengembangan media pembelajaran perpindahan panas …lib.unnes.ac.id/21656/1/5201410063-s.pdf ·...

i

PENGEMBANGAN MEDIA PEMBELAJARAN PERPINDAHAN PANAS

RADIASI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN

SPESIMEN UJI

SKRIPSI

Diajukan dalam rangka menyelesaikan Studi Strata 1

untuk memperoleh gelar Sarjana Pendidikan

Disusun oleh :

Nama : Kharis Burhani

NIM : 5201410063

Program Studi : Pendidikan Teknik Mesin

Jurusan : Teknik Mesin

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2015

iv

ABSTRAK

Kharis Burhani. 2015. Pengembangan Media Pembelajaran Perpindahan Panas

Radiasi dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan Spesimen Uji. Skripsi.

Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri

Semarang.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengembangkan media pembelajaran

perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji

dan untuk mengetahui validitas media pembelajaran yang dikembangkan. Metode

penelitian yang digunakan adalah penelitian pengembangan dengan desain

penelitian ADDIE (Analysis, Design, Development, Implementation and

Evaluation). Bahan penelitian pengembangan ini adalah media pembelajaran

perpindahan panas radiasi yang berupa alat peraga dan modul. Responden dalam

penelitian ini adalah ahli media pembelajaran, ahli materi perpindahan panas dan

mahasiswa peserta mata kuliah perpindahan kalor dasar yang akan menilai

kelayakan media pembelajaran yang dikembangkan. Teknik pengumpulan data

yang digunakan adalah observasi, angket/kuesioner dan dokumentasi. Tahap

analisis data yang digunakan pada penelitian ini menggunakan teknik deskripsi

persentase. Hasil pengujian rata-rata laju perpindahan panas radiasi oleh alat

peraga dari spesimen alumunium dicat warna hitam doff (Al-Black) adalah 7,12

W, spesimen aluminium dicat warna putih (Al-White) sebesar 7,03 W, spesimen

aluminium dengan permukaan kasar (Al-Roughing) sebesar 0,52 W, dan spesimen

aluminium dengan permukaan dipoles (Al-Polishing) sebesar 0,29 W.

Berdasarkan hasil validasi, didapatkan data bahwa persentase validitas media

pembelajaran yang dikembangkan menurut ahli media adalah sebesar 94,64 %

dengan kriteria sangat baik. Sedangkan menurut ahli materi perpindahan panas,

validitas media pembelajaran yang dikembangkan adalah sebesar 81,54 % dengan

kriteria sangat baik. Hasil uji coba penggunaan media pembelajaran yang

dikembangkan terhadap mahasiswa mendapatkan perolehan persentase sebesar

84,11 % dengan kriteria sangat baik. Berdasarkan hasil penelitian, dapat

disimpulkan bahwa media pembelajaran perpindahan panas radiasi yang

dikembangkan telah memenuhi kriteria valid. Disarankan kepada pengajar mata

kuliah perpindahan panas untuk memanfaatkan media pembelajaran yang

dikembangkan pada pembelajaran mata kuliah perpindahan panas. Kata kunci : media pembelajaran, alat peraga radiasi, beda perlakuan permukaan

spesimen uji

v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

Barang siapa yang menginginkan (kebahagiaan) dunia, maka harus dengan

ilmu, barang siapa yang menginginkan kebahagiaan akherat, maka haruslah

dengan ilmu, dan barang siapa yang menginginkan (kebahagiaan) keduanya,

maka haruslah dengan ilmu (Al-hadist).

Pemenang bukan mereka yang tidak pernah gagal, melainkan mereka yang

tidak pernah berhenti mencoba.

Waktu adalah aset paling berharga yang kita miliki.

PERSEMBAHAN

Saya persembahkan karya ini untuk:

1. Ayah dan Ibu tercinta, yang selalu mendoakan,

memberikan semangat dan motivasi untuk selalu

menjadi yang terbaik.

2. Nenekku.

3. Kakakku, yang selalu memberi dukungan serta arahan

yang baik bagiku.

4. Sahabat-sahabatku Riwan, Gigih, Dul, Sigit, Amin,

Asfal, Arif, Totok, Maul, Agus dan Heri.

5. Teman-temanku tercinta di kos New Ruhul Jadid.

6. Mahasiswa Pendidikan Teknik Mesin angkatan 2010.

7. Almamater Unnes yang selalu aku banggakan.

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan berkat, rahmat

dan hidayah-Nya, sehingga dapat diselesaikan skripsi dengan judul

“Pengembangan Media Pembelajaran Perpindahan Panas Radiasi dengan Variasi

Beda Perlakuan Permukaan Spesimen Uji” dalam rangka menyelesaikan studi

Strata Satu untuk mencapai gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan

Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.

Skripsi ini dapat diselesaikan berkat bimbingan, motivasi dan bantuan

semua pihak. Oleh karena itu dengan rendah hati disampaikan ucapan terima

kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini,

antara lain:

1. Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.

2. Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang.

3. Drs. Ramelan, M.T., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan

bimbingan, arahan, motivasi, saran dan masukan kepada penulis dalam

penyelesaian skripsi ini.

4. Drs. Winarno Dwi Rahardjo, M.Pd., selaku penguji I yang telah memberikan

banyak arahan, saran serta masukan kepada penulis dalam penyelesaian

skripsi ini.

5. Dr. Basyirun, M.T., selaku penguji II yang telah memberikan banyak saran

dan masukan.

6. Teman-teman Program Studi Pendidikan Teknik Mesin S1 angkatan 2010,

yang telah memberikan motivasi, saran dan masukan kepada penulis dalam

penyelesaian skripsi ini.

7. Semua pihak yang telah memberikan motivasi, saran dan masukan kepada

penulis dalam penyelesaian skripsi ini.

Penulis menyadari dalam skripsi ini masih banyak kekurangan, penulis

mengharapkan kritik dan saran yang membangun dalam rangka menambah

vii

wawasan penulis. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada

umumnya dan dunia pendidikan pada khususnya.

Semarang, 2015

Penulis

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... ii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ..................................................... iii

ABSTRAK .................................................................................................... iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ............................................................... v

KATA PENGANTAR .................................................................................. vi

DAFTAR ISI ................................................................................................. viii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ........................................................................................ xii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xiii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah ....................................................................... 1

B. Identifikasi Masalah .............................................................................. 5

C. Pembatasan Masalah ............................................................................. 6

D. Rumusan Masalah ................................................................................. 6

E. Tujuan Penelitian ................................................................................. 7

F. Manfaat Penelitian ................................................................................ 8

BAB II KAJIAN PUSTAKA

A. Kajian Teori ........................................................................................... 10

1. Media Pembelajaran ....................................................................... 10

2. Alat Peraga ............................................................................. 12

3. Perpindahan Panas dan Radiasi Termal ........................................ 13

B. Kajian Hasil Penelitian yang Relevan ................................................ 28

C. Kerangka Pikir Penelitian ............................................................ 32

D. Pertanyaan Penelitian .................................................................... 34

BAB III METODE PENELITIAN

A. Jenis Penelitian ..................................................................................... 35

B. Prosedur Penelitian .............................................................................. 35

1. Analysis (Analisis) ................................................................... 37

2. Design (Perancangan) ............................................................... 38

3. Development (Pengembangan) ....................................................... 41

ix

4. Implementation (Penerapan) ........................................................... 42

5. Evaluation (Evaluasi) ...................................................................... 43

C. Validasi dan Uji Coba Media Pembelajaran ...................................... 44

1. Bahan Penelitian ......................................................................... 44

2. Waktu dan Tempat Penelitian ......................................................... 44

3. Responden Penelitian ....................................................................... 44

4. Instrumen Penelitian ........................................................................ 45

5. Metode Pengumpulan Data ............................................................. 49

6. Teknik Analisis Data ....................................................................... 50

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian ............................................................................................ 56

1. Data Hasil Pengujian Spesimen Uji dengan Variasi Beda

Perlakuan Permukaan pada Alat Peraga Perpindahan Panas

Radiasi ............................................................................................ 48

2. Data Laju Perpindahan Panas Radiasi pada Pengujian

Spesimen Uji dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan

Spesimen Uji .................................................................................. 60

3. Data Hasil Validasi Media Pembelajaran Perpindahan Panas

Radiasi dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan

Spesimen Uji .................................................................................. 65

4. Hasil Uji Coba Penggunaan Media Pembelajaran

Perpindahan Panas Radiasi pada Mata Kuliah Perpindahan

Kalor Dasar .................................................................................... 80

B. Pembahasan ................................................................................................. 84

1. Kajian Hasil Pengujian Laju Perpindahan Panas Radiasi

dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan Spesimen Uji ........ 84

2. Kajian Tahapan Pengembangan Media Pembelajaran

Perpindahan Panas Radiasi dengan Variasi Beda Perlakuan

Permukaan Spesimen Uji .............................................................. 90

3. Kajian Hasil Validasi Media Pembelajaran Perpindahan

Panas Radiasi dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan

Spesimen Uji .................................................................................. 94

x

C. Keterbatasan Penelitian ............................................................................... 97

BAB V SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan ...................................................................................................... 98

B. Saran ............................................................................................................. 99

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 101

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Spektrum elektromagnetik ................................................................. 15

Gambar 2. Fenomena radiasi yang mengenai permukaan benda ......................... 18

Gambar 3. Refleksi spekular dan refleksi baur ................................................... 19

Gambar 4. Faktor geometri untuk piringan sejajar (parallel disks) ..................... 24

Gambar 5. Diagram alir penelitian ....................................................................... 36

Gambar 6. Bagan kerja peraga perpindahan panas secara radiasi ....................... 40

Gambar 7. Grafik kenaikan suhu penerima panas pada alat peraga .................... 57

Gambar 8. Grafik laju perpindahan panas radiasi pada pengujian spesimen ...... 61

Gambar 9.Tahapan pengembangan media pembelajaran perpindahan panas

radiasi ............................................................................................... 92

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Total normal emisivitas aluminium ........................................................ 21

Tabel 2. Nilai emisivitas cat pada permukaan logam ........................................... 21

Tabel 3. Isi materi modul perpindahan panas radiasi ............................................ 39

Tabel 4. Responden penelitian .............................................................................. 45

Tabel 5. Kisi-kisi instrumen validasi peraga untuk ahli media pembelajaran ...... 46

Tabel 6. Kisi-kisi instrumen validasi modul untuk ahli media pembelajaran ....... 46

Tabel 7. Kisi-kisi instrumen validasi peraga untuk ahli materi ............................ 47

Tabel 8. Kisi-kisi instrumen validasi modul untuk ahli materi ............................. 48

Tabel 9. Kisi-kisi angket tanggapan mahasiswa terhadap alat peraga .................. 49

Tabel 10. Kisi-kisi angket tanggapan mahasiswa terhadap modul ....................... 49

Tabel 11. Range skor penilaian dan kriteria penilaian kualitatif .......................... 52

Tabel 12. Range persentase dan kriteria kualitatif ................................................ 55

Tabel 13. Hasil pengukuran kenaikan suhu penerima panas ................................ 57

Tabel 14. Rerata laju perpindahan panas radiasi pada spesimen .......................... 60

Tabel 15. Ahli media untuk validasi modul .......................................................... 67

Tabel 16. Hasil validasi modul perpindahan panas radiasi oleh ahli media ......... 67

Tabel 17. Ahli media untuk validasi alat peraga .................................................. 69

Tabel 18. Hasil validasi alat peraga perpindahan panas radiasi ahli media .......... 72

Tabel 19. Ahli materi untuk validasi modul perpindahan panas ........................... 73

Tabel 20. Tabel hasil validasi modul untuk ahli materi ....................................... 74

Tabel 21. Ahli materi untuk validasi alat peraga ................................................. 76

Tabel 22. Tabel hasil validasi alat peraga untuk ahli materi ................................. 77

Tabel 23. Skor perolehan tanggapan mahasiswa terhadap modul ........................ 81

Tabel 24. Skor perolehan tanggapan mahasiswa terhadap alat peraga ................. 83

Tabel 25. Hasil pengukuran kenaikan suhu benda hitam dan emisivitas .............. 85

Tabel 26. Laju perpindahan panas rata-rata selama 20 menit ............................... 88

Tabel 27. Hasil pengujian media pembelajaran perpindahan panas radiasi .......... 95

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Hasil Pengujian Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi

Lampiran 2. Analisis Perhitungan Laju Perpindahan Panas Radiasi

Lampiran 3. RPP Radiasi pada Uji Coba Penggunaan Media Pembelajaran

Lampiran 4. Modul Perpindahan Panas Radiasi

Lampiran 5. Buku Manual Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi

Lampiran 6. Data Subjek Uji Coba Penggunaan Media Pembelajaran

Lampiran 7. Presensi Uji Coba Penggunaan Media Pembelajaran

Lampiran 8. Hasil Angket Tanggapan Mahasiswa

Lampiran 9. Soal Uji Pemahaman

Lampiran 10. Hasil Uji Pemahaman

Lampiran 11. Dokumentasi Penelitian

Lampiran 12. Angket Kelayakan Modul untuk Ahli Media Pembelajaran

Lampiran 13. Angket Kelayakan Modul untuk Ahli Materi

Lampiran 14. Angket Kelayakan Alat Peraga untuk Ahli Media Pembelajaran

Lampiran 15. Angket Kelayakan Alat Peraga untuk Ahli Materi

Lampiran 16. Angket Tanggapan Mahasiswa

Lampiran 17. Surat Keterangan Validasi Modul Perpindahan Panas Radiasi

Lampiran 18. Surat Keterangan Validasi Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi

Lampiran 19. Surat Keterangan Uji Coba Media Pembelajaran pada Mata Kuliah

Perpindahan Kalor Dasar

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Di era modernisasi, kemajuan teknologi informasi memberikan

pengaruh yang cukup besar terhadap proses pembelajaran di kelas. Hal

tersebut dapat dibuktikan dengan banyak berkembangnya media

pembelajaran yang mendukung teknologi informatika dan komputer dalam

pembelajaran. Sudah menjadi hal wajar jika proses belajar mengajar di kelas

telah menggunakan berbagai macam kecanggihan teknologi seperti komputer

dan juga internet.

Penggunaan komputer sebagai media pembelajaran tentunya akan

memberikan kemudahan dalam proses pembelajaran. Namun perlu

diperhatikan juga, bahwa tidak semua materi pembelajaran dapat disampaikan

menggunakan komputer. Ada beberapa materi pembelajaran yang akan lebih

baik disampaikan dengan menggunakan alat peraga. Terutama untuk materi

pembelajaran yang berhubungan dengan hal-hal yang bersifat praktis dan

kompleks.

Penggunaan media peraga pada proses pembelajaran dapat

memudahkan mahasiswa dalam mempelajari materi pembelajaran yang

disampaikan oleh pengajar. Dale dalam Arsyad (2011: 10) menyampaikan

bahwa perolehan hasil belajar seseorang melalui indera pandang berkisar

75%, melalui indera dengar sekitar 13%, dan melalui indera lainnya sekitar

2

12%. Pernyataan tersebut menjelaskan bahwa penggunaan media

pembelajaran yang bersifat visual memiliki tingkat persentase keberhasilan

yang lebih besar jika dibandingkan dengan media pembelajaran non visual.

Alat peraga pendidikan merupakan salah satu media pembelajaran visual

yang keberadaannya dapat membantu pengajar dalam menyampaikan materi

yang dipelajari oleh peserta didik. Media pembelajaran berupa alat peraga ini

merupakan suatu bagian integral dalam proses pembelajaran. Pengajar tidak

hanya dapat merumuskan kegiatan belajar mengajar, mengelola kelas, atau

metode pembelajaran, akan tetapi dituntut untuk dapat memilih dan

menerapkan media yang sesuai dengan materi yang akan disampaikan dengan

tujuan yang ingin dicapai (Wicaksono, dkk, 2012: 51).

Perpindahan panas (heat transfer) merupakan disiplin ilmu yang

mempelajari bagaimana panas dapat berpindah dari suatu benda ke benda

lainnya melalui berbagai macam medium perambatan. Panas dapat berpindah

dari suatu tempat ke tempat lain akibat adanya perbedaan suhu. Dalam ilmu

perpindahan panas, dikenal 3 (tiga) proses perpindahan panas dilihat dari

medium perambatannya, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi.

Radiasi merupakan proses perpindahan panas dari suatu benda ke

benda lain tanpa melalui medium. Dalam teori radiasi dijelaskan bahwa panas

yang berpindah dari suatu benda ke benda lain dipancarkan melalui

gelombang elektromagnetik sehingga dalam proses perpindahannya tidak

memerlukan medium sama sekali. Bahkan jika kedua benda tersebut

dipisahkan oleh ruang hampa, panas akan tetap berpindah melalui pancaran

3

gelombang elektromagnetik. Panas matahari yang sampai ke bumi

merupakan salah satu contoh nyata bentuk perpindahan panas secara radiasi.

Meskipun jarak antara matahari dan bumi sangat jauh serta dipisahkan oleh

ruang hampa, panas matahari tetap dapat sampai ke bumi melalui pancaran.

Laju perpindahan panas radiasi suatu benda dipengaruhi oleh beberapa

hal. Koestoer (2002: 184) menjelaskan bahwa laju energi yang dipindahkan

tergantung kepada beberapa faktor yaitu temperatur permukaan yang

mengemisi dan menerima radiasi, emisivitas permukaan yang teradiasi,

refleksi, absorpsi dan transmisi, serta faktor pandang (view’s factor) antara

permukaan yang mengemisi dan yang menerima radiasi. Salah satu hal yang

berpengaruh terhadap laju perpindahan panas secara radiasi adalah kondisi

permukaan benda yang memancarkan dan menerima radiasi. Hal ini

disebabkan karena sifat-sifat permukaan benda berpengaruh langsung

terhadap emisivitas (daya pancar) benda tersebut. Dengan kata lain, kekasaran

permukaan, pelapisan serta perlakuan permukaan terhadap suatu benda akan

berpengaruh terhadap proses laju perpindahan panas yang terjadi antara dua

benda yang bertukar panas.

Konsep perpindahan panas radiasi telah banyak digunakan dalam

kehidupan sehari-hari. Salah satu contoh nyata mengenai pengaruh perlakuan

permukaan terhadap perpindahan panas radiasi adalah pada pembuatan panel

surya. Bahan yang digunakan untuk membuat panel surya merupakan logam

yang dilapisi dengan warna hitam. Alasan kenapa hal tersebut dilakukan

disebabkan karena warna gelap/hitam lebih mudah menangkap panas radiasi

4

jika dibandingkan dengan warna lain. Pemilihan bahan dan karakteristik suatu

permukaan dapat diperhitungkan dengan baik pada pembuatan panel surya.

Selain itu, pemahaman tentang pengaruh perbedaan perlakuan permukaan

terhadap perpindahan panas radiasi juga dapat digunakan sebagai

pertimbangan dalam mendesain dan membuat peralatan/mesin yang

berhubungan dengan panas/kalor. Dengan mengetahui pengaruh tersebut,

maka pemilihan bahan dan perlakuan permukaan pada peralatan/mesin yang

didesain dapat disesuaikan dengan kebutuhan yang ingin dicapai.

Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang, merupakan salah

satu jurusan yang terdapat mata kuliah perpindahan panas. Mata kuliah

perpindahan panas ini memiliki bobot 2 sks dan wajib diikuti oleh semua

mahasiswa jurusan teknik mesin. Menurut pengalaman yang dialami oleh

penulis selama mengikuti mata kuliah perpindahan panas, penyampaian

materi perpindahan panas secara radiasi masih terbatas hanya pada

pengenalan dan juga perhitungan-perhitungan dasar saja. Dalam penyampaian

materi, pengajar lebih banyak menggunakan media papan tulis, LCD

proyektor untuk presentasi, serta tanpa didukung dengan alat peraga

pendidikan. Hal ini dikira wajar karena di jurusan teknik mesin memang

belum tersedia alat peraga perpindahan panas secara radiasi yang dapat

membantu memperagakan proses terjadinya perpindahan panas radiasi

kepada peserta didik.

Berdasarkan beberapa hal yang sudah dijelaskan, dapat disimpulkan

bahwa perpindahan panas secara radiasi merupakan salah satu disiplin ilmu

5

yang cukup kompleks untuk dipelajari. Penggunaan alat peraga perpindahan

panas secara radiasi dirasa perlu untuk menunjang proses perkuliahan di

Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang. Oleh karena itu, penulis

akan mengadakan penelitian dengan judul “Pengembangan Media

Pembelajaran Perpindahan Panas Radiasi dengan Variasi Beda Perlakuan

Permukaan Spesimen Uji”. Diharapkan dengan adanya media pembelajaran

perpindahan panas secara radiasi tersebut dapat digunakan untuk menunjang

proses perkuliahan dalam rangka pengembangan mata kuliah perpindahan

panas.

B. Identifikasi Masalah

Beberapa masalah terkait proses pembelajaran perpindahan panas

radiasi di Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang dapat

diidentifikasikan sebagai berikut.

1. Media pembelajaran yang digunakan pada proses pembelajaran masih

menggunakan papan tulis, presentasi dengan bantuan LCD proyektor dan

komputer, serta tanpa adanya bantuan peraga pendidikan.

2. Materi perpindahan panas radiasi yang kompleks dan abstrak

membutuhkan pendekatan yang bersifat praktis untuk memahami lebih

mendalam tentang proses perpindahan panas yang terjadi.

3. Perlu adanya media pembelajaran yang dapat menarik minat belajar

mahasiswa peserta mata kuliah perpindahan panas melalui pendekatan

praktis dan aktual.

6

C. Pembatasan Masalah

Penelitian ini dibatasi pada beberapa permasalahan sebagai berikut:

1. Materi yang dibahas dalam media pembelajaran alat peraga perpindahan

panas secara radiasi tersebut adalah mengenai perbedaan tingkat laju

perpindahan panas secara radiasi dengan variasi spesimen uji berupa

perbedaan perlakuan permukaan.

2. Media pembelajaran yang dikembangkan terdiri dari alat peraga

perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan

spesimen uji dan modul perpindahan panas radiasi yang diuji cobakan

kepada mahasiswa peserta mata kuliah perpindahan panas.

3. Modul yang dikembangkan dalam penelitian ini hanya membahas materi

perpindahan kalor radiasi dasar.

4. Pengujian media pembelajaran yang dibuat hanya meliputi pengujian

kelayakan media pembelajaran perpindahan panas secara radiasi menurut

ahli media pembelajaran dan ahli materi perpindahan panas.

5. Uji coba penerapan media pembelajaran perpindahan panas radiasi yang

dikembangkan dilakukan untuk mengetahui tanggapan mahasiswa dan

tidak diuji pengaruhnya terhadap prestasi hasil belajar mahasiswa.

D. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang, maka rumusan masalah dalam penelitian

ini adalah :

7

1. Berapa besar laju perpindahan panas radiasi pada masing-masing variasi

spesimen uji dengan beda perlakuan permukaan diukur dengan alat

peraga?

2. Bagaimana mengembangkan media pembelajaran perpindahan panas

radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji?

3. Bagaimana validitas media pembelajaran perpindahan panas radiasi

dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji menurut ahli

materi perpindahan panas dan ahli media pembelajaran?

4. Bagaimana tanggapan mahasiswa terhadap media pembelajaran

perpindahan panas secara radiasi dengan variasi beda perlakuan

permukaan?

E. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mengembangkan media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan

variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji yang memenuhi kriteria

valid menurut ahli media pembelajaran dan ahli materi perpindahan

panas.

2. Mengetahui validitas media pembelajaran perpindahan panas radiasi

dengan beda perlakuan permukaan spesimen uji menurut ahli media

pembelajaran dan ahli materi perpindahan panas.

3. Mengetahui tanggapan mahasiswa terhadap media pembelajaran

perpindahan panas secara radiasi dengan variasi beda perlakuan

8

permukaan spesimen uji pada pembelajaran mata kuliah perpindahan

kalor dasar.

F. Manfaat Penelitian

Manfaat yang hendak dicapai dalam penelitian ini adalah :

1. Manfaat Teoritis

a. Sebagai pengembangan ilmu pengetahuan dan informasi yang terkait

dengan proses belajar mengajar pada mata kuliah perpindahan panas.

b. Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai bahan

kajian dan informasi bagi yang membutukan.

2. Manfaat Praktis

a. Bagi Universitas

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan sumbangan

media pembelajaran alat peraga perpindahan panas secara radiasi

dengan beda perlakuan permukaan pada spesimen uji pada mata

kuliah perpindahan kalor di jurusan teknik mesin Universitas Negeri

Semarang.

b. Bagi Penulis

Dapat menambah wawasan tentang pembuatan media

pembelajaran, khususnya pada media pebelajaran alat peraga

perpindahan panas secara radiasi dengan beda perlakuan permukaan

pada spesimen uji.

9

c. Bagi Akademisi

Hasil penelitian ini diharapkan bisa menunjang kinerja dosen,

teknisi, serta mahasiswa dalam memahami perbedaan laju

perpindahan panas secara radiasi dengan beda perlakuan permukaan

pada spesimen uji.

1

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

A. Kajian Teori

1. Media Pembelajaran

a. Pengertian Media Pembelajaran

Kata media berasal dari bahasa latin medius yang secara harfiah

berarti „tengah‟, „perantara‟ atau „pengantar‟ (Arsyad, 2011: 3). Gerlach

& Ely dalam Arsyad (2011: 3), mengatakan bahwa media apabila

dipahami secara garis besar adalah manusia, materi, atau kejadian yang

membangun kondisi yang membuat siswa mampu memperoleh

pengetahuan, keterampilan dan sikap. Media adalah perantara atau

pengantar pesan dari pengirim ke penerima pesan. Apabila media itu

membawa pesan-pesan atau informasi yang bertujuan instruksional atau

mengandung maksud-maksud pengajaran maka media itu disebut media

pembelajaran (Arsyad, 2011: 4).

Latuheru (1988: 14) menyatakan bahwa media pembelajaran

adalah semua alat (bantu) atau benda yang digunakan dalam kegiatan

belajar–mengajar, dengan maksud untuk menyampaikan pesan

(informasi) pembelajaran dari sumber (guru maupun sumber lain) kepada

penerima (dalam hal ini anak didik atau warga belajar). Dengan kata lain,

media pembelajaran merupakan pengantar pesan/materi pelajaran dalam

proses belajar mengajar. Semua benda yang digunakan oleh pengajar

11

untuk menyampaikan isi pelajaran/materi merupakan media

pembelajaran. Setiawan, dkk (2009: 24) juga mengatakan bahwa media

pembelajaran dalam pengajaran merupakan pelengkap yang dapat

membantu pengajar menciptakan dorongan psikologis untuk belajar pada

murid-murid. Jadi, diharapkan dengan adanya media pembelajaran dalam

proses belajar mengajar akan lebih meningkatkan motivasi peserta didik

dalam memahami materi yang disampaikan oleh pendidik.

Dari beberapa pendapat yang disampaikan tersebut, dapat diambil

kesimpulan bahwa media pembelajaran adalah sebuah alat bantu yang

digunakan untuk menciptakan komunikasi dan interaksi timbal balik

antara pengajar dengan subjek belajar pada proses belajar mengajar.

b. Fungsi dan Manfaat Media Pembelajaran

Media pembelajaran merupakan bagian yang sangat penting

dalam dunia pendidikan. Hamalik dalam Arsyad (2011: 15) mengatakan

bahwa pemakaian media pembelajaran dalam proses belajar mengajar

dapat membangkitkan keinginan dan minat yang baru, membangkitkan

motivasi dan rangsangan kegiatan belajar, dan bahkan membawa

pengaruh-pengaruh psikologis terhadap siswa. Sedangkan menurut Kemp

& Dayton dalam Arsyad (2011: 19), menjelaskan bahwa media

pembelajaran dapat memenuhi tiga fungsi utama apabila media itu

digunakan untuk perorangan atau kelompok pendengar yang besar

jumlahnya, yaitu (1) memotivasi minat dan tindakan, (2) menyajikan

informasi, (3) memberi instruksi.

12

Lannon dalam Latuheru (1988: 23), mengatakan beberapa

manfaat media pembelajaran dalam penjelasan berikut:

1.) Media pembelajaran berguna untuk menarik minat siswa

terhadap materi pengajaran yang disajikan.

2.) Media pembelajaran berguna dalam hal meningkatkan

pengertian anak didik terhadap materi pengajaran yang

disajikan.

3.) Media pembelajaran mampu memberikan/menyajikan

data yang kuat dan terpercaya tentang sesuatu hal atau

kejadian.

4.) Media pembelajaran berguna untuk menguatkan suatu

informasi.

5.) Dengan menggunakan suatu media pembelajaran,

memudahkan dalam hal pengumpulan dan pengolahan

data.

Berdasarkan beberapa penjelasan sebelumnya, dapat diambil

suatu kesimpulan bahwa fungsi media pembelajaran sangat penting

terhadap keberhasilan suatu proses pembelajaran. Media pembelajaran

dapat meningkatkan minat dan perhatian peserta didik, memudahkan

siswa dalam pemahaman materi, dan dapat memotivasi peserta didik

dalam proses pembelajaran.

2. Alat Peraga

Pemahaman batasan alat peraga dengan media sering menimbulkan

perdebatan karena media dengan alat peraga sering disamakan maknanya.

Meskipun media dengan alat peraga memiliki peran yang sama dalam

pembelajaran namun fungsi alat peraga berbeda dengan media. Sudjana

dalam Setiawan, dkk (2009: 24) mengatakan bahwa panel peraga merupakan

salah satu media visual yang dapat didefinisikan sebagai alat bantu untuk

13

mendidik atau mengajar, agar materi yang diajarkan oleh guru mudah

dipahami oleh siswa. Alat peraga di sini mengandung pengertian bahwa

segala sesuatu yang masih bersifat abstrak, kemudian dikonkretkan dengan

menggunakan alat agar dapat dijangkau dengan pikiran yang sederhana dan

dapat dilihat, dipandang, dan dirasakan.

Alat peraga memiliki fungsi meragakan peristiwa, kegiatan atau

fenomena. Sifat alat peraga tidak alamiah karena merupakaan hasil

penciptaan, peniruan dari hal sebenarnya. Alat peraga digunakan untuk

memperagakan, menirukan atau membuat sesuatu menjadi utuh dan padu.

Untuk itu, alat peraga digunakan dalam pembelajaran dengan

mempertimbangkan pengalaman belajar yang diharapkan guna memperjelas

perilaku dan pengalaman belajar.

3. Perpindahan Panas dan Radiasi Termal

a. Perpindahan Panas

Perpindahan panas (heat transfer) merupakan salah satu dari

disiplin ilmu teknik termal yang mempelajari cara menghasilkan panas,

menggunakan panas, mengubah panas, dan menukarkan panas di antara

sistem fisik. Menurut Kreith (1991: 4) perpindahan panas didefinisikan

sebagai berpindahnya energi dari suatu daerah ke daerah lainnya sebagai

akibat dari beda suhu antara daerah-daerah tersebut.

Bentuk perpindahan panas ada tiga macam, yaitu perpindahan

panas secara konduksi adalah perpindahan panas yang menggunakan

benda padat sebagai media perantara. Konveksi, yaitu bentuk

14

perpindahan panas yang menggunakan zat alir sebagai media perantara.

Radiasi, yaitu bentuk perpindahan panas yang tidak membutuhkan media

perantara karena panas berpindah dengan pancaran.

b. Radiasi

Radiasi merupakan salah satu bentuk dari perpindahan panas yang

tidak menggunakan media perantara. Perpindahan panas radiasi terjadi

dengan cara pancaran melalui gelombang elektromagnet. Radiasi yang

dibahas dalam teori perpindahan panas atau radiasi termal (thermal

radiaton) hanya salah satu bentuk dari jenis radiasi elektromagnetik.

Koestoer (2002: 184) mengatakan bahwa radiasi merambat

dengan kecepatan cahaya, m/s. Kecepatan ini sama dengan

hasil perkalian panjang-gelombang dengan frekuensi radiasi.

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

Dengan c = kecepatan cahaya (m/s)

λ = panjang gelombang (µm)

v = frekuensi(Hz)

Spektrum gelombang radiasi termal, dapat dijelaskan pada

Gambar 1. Radiasi termal terletak dalam rentang antara 0,1 sampai 100

μm. Dapat dilihat pula bahwa bagian cahaya tampak dalam spektrum itu

terletak antara kira-kira 0,4 sampai 0,7 μm.

15

Gambar 1. Spektrum elektromagnetik

Sumber: (Incropera dan Dewitt, 1990: 698)

Menurut Holman (1995: 342), perambatan radiasi termal

berlangsung dalam bentuk kuantum-kuantum yang diskrit dan setiap

kuantum mengandung energi sebesar

...................................................... (2)

dengan E = energi setiap kuantum (J)

h = kontanta Planck yang nilainya 6,625 x J.s

Terkait dengan perambatan radiasi panas, Holman (1995: 342)

juga pernah menjelaskan dalam pernyataan berikut ini.

Gambaran fisis yang amat kasar tentang perambatan radiasi

kita peroleh dengan mengganggap setiap kuantum sebagai

suatu partikel yang mempunyai energi, massa, dan

momentum, seperti halnya molekul gas. Jadi pada

hakekatnya, radiasi dapat digambarkan sebagai “gas foton”

(photon gas) yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat

yang lain.

Dari pernyataan tersebut dapat dijelaskan bahwa perambatan

16

panas radiasi dapat digambarkan sebagai gas foton yang mengalir dari

suatu tempat ke tempat lainnya. Hubungan antara massa dan energi,

dapatlah diturunkan pada persamaan untuk massa energi partikel.

Menurut Holman (1995: 342), hubungan tersebut yaitu:

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

dengan E = energi partikel (J)

h = konstanta Planck ( J.s)

m= massa partikel(kg)

c = kecepatan cahaya (m/s)

v = frekuensi (Hz)

Persamaan tersebut menjelaskan bahwa setiap partikel radiasi

yang merambat memiliki massa, energi dan momentum. Selanjutnya,

dengan menganggap radiasi demikian suatu gas, maka dapatlah

diterapkan prinsip termodinamika statistik-kuantum untuk menurunkan

persamaan densitas energi radiasi. Bila densitas energi diintegrasikan

sepanjang seluruh panjang-gelombang, maka energi total yang

dipancarkan sebanding dengan pangkat empat suhu absolutnya. Menurut

Holman (1995: 3442), energi radiasi tersebut dapat dihitung dengan

persamaan

.................................................. (4)

dengan = energi radiator ideal / benda hitam (W/m²)

= konstanta Stefan-Boltzmann (5,67 x 10 ⁸־ W/m².K⁴) T = suhu mutlak benda hitam(°K)

17

Persamaan (4) biasa disebut hukum Stefan-Boltzmann, dimana Eb

ialah energi yang diradiasikan per satuan waktu dan per satuan luas

radiator ideal (benda hitam), dan 𝜎 ialah konstanta Stefan-Boltzmann,

yang nilainya adalah ( dalam watt per meter

persegi, dan T adalah derajat K).

Perlu diketahui bahwa persamaan tersebut merupakan persamaan

radiasi untuk benda hitam sempurna. Hal ini disebut radiasi benda hitam

(blackbody radiation), karena bahan yang mematuhi hukum tersebut

tampak hitam dimata dan menyerap seluruh radiasi yang mengenai

permukaannya. Tapi dalam beberapa hal, terdapat beberapa bahan yang

tampak putih dimata tetapi ternyata cukup hitam untuk radiasi termal.

Penting dicatat di sini bahwa kehitaman suatu permukaan

terhadap radiasi termal tidak hanya diamati melalui pengamatan visual

saja, tetapi juga hitam bagi spektrum radiasi termal. Kehitaman bagi

spektrum radiasi termal yang dimaksudkan yaitu benda yang memiliki

emisivitas tinggi (mendekati 1), meskipun secara fisik mungkin tidak

berwarna hitam. Sebagai contoh, permukaan yang ditutup jelaga tampak

hitam bagi mata, ternyata juga hitam bagi spektrum radiasi termal. Di

lain pihak, salju dan es tampak terang bagi mata, tapi ternyata hitam

untuk radiasi termal panjang-gelombang panjang. Banyak cat putih

sebenarnya hitam untuk panjang-gelombang panjang.

c. Sifat-Sifat Radiasi

18

Menurut Holman (1995: 343), bila energi menimpa permukaan

suatu bahan, maka sebagian dari radiasi itu dipantulkan (refleksi),

sebagian diserap (absorpsi) dan sebagian lagi diteruskan (transmisi).

Gambar 2. Fenomena radiasi yang mengenai permukaan benda

Sumber : (Holman, 1995: 343)

Jika fraksi yang dipantulkan dinamakan reflektivitas (ρ), fraksi

yang diserap absorptivitas (α), dan fraksi yang dipantulkan dinamakan

reflektivitas (τ), maka:

ρ + α + τ = 1 .............................................. (5)

dengan ρ = refleksivitas

α = absorptivitas

τ = transmisiviras

Kebanyakan benda padat tidak meneruskan radiasi termal,

sehingga untuk kebanyakan soal-soal terapan, transmisivitas dapat

dianggap nol. Maka,

Absorpsi (α)

Radiasi datang Refleksi (ρ)

Transmisi (τ)

19

ρ + α = 1 ............................................... (6)

dengan ρ = refleksivitas

α = absorptivitas

Ada dua fenomena refleksi yang dapat diamati bila radiasi

menimpa suatu permukaan. Kreith (1991: 239) menjelaskan bahwa

terdapat dua jenis dasar pantulan radiasi: spekular (specular) dan baur

(diffuse). Jika sudut pantul sama dengan sudut datang, maka pantulannya

disebut spekular. Sebaliknya, jika suatu berkas (beam) yang datang

dipantulkan secara seragam ke semua arah, maka pantulannya disebut

baur.

Penjelasan lebih lanjut mengenai peristiwa refleksi/pantulan

radiasi pada suatu benda dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 3. (a)Refleksi spekular dan (b) refleksi baur

Sumber: (Holman, 1995: 344)

Terlihat jelas (pada Gambar 3) bahwa refleksi spekular

Sinar

Refleksi

Sumber Sumber

Bayangan

cermin

sumber

(b) (a)

20

memantulkan sinar radiasi yang datang secara terpusat melalui satu titik

dimana sudut pantul sama dengan sudut datangnya. Pantulan spekular

biasanya terjadi pada benda-benda dengan permukaan yang rata.

Sedangkan refleksi baur, akan memantulkan sinar radiasi yang datang

menyebar ke semua arah. Benda dengan permukaan kasar biasanya akan

memantulkan sinar radiasi secara baur.

d. Emisivitas Benda

Daya emisi (emissive power) E suatu benda ialah energi yang

dipancarkan benda itu per satuan luas per satuan waktu (Holman, 1995:

344). Benda hitam merupakan pemancar dan penyerap ideal, dimana

semua energi yang mengenai permukaan benda hitam akan diserap.

Koestoer (2002: 190), mengatakan beberapa hal terkait dengan sifat-sifat

yang ada pada benda hitam.

Permukaan benda hitam adalah permukaan yang paling ideal

yang mempunyai sifat-sifat: (1) benda hitam menyerap semua

radiasi yang disengaja (irradiasi) tanpa melihat panjang

gelombang dan arah datangnya sinar (bersifat diffuse),(2)

pada semua temperatur dan panjang gelombang yang

diijinkan, tidak ada permukaan yang dapat menghasilkan

energi yang lebih banyak dari benda hitam, (3) walaupun

emisi radiasi yang dihasilkan oleh benda hitam adalah fungsi

dari panjang gelombang dan temperatur, tetapi tidak

tergantung kepada arah datangnya sinar.

Benda hitam merupakan penyerap dan pemancar radiasi yang

ideal, sehingga dapat dikatakan bahwa nilai emisivitas dan

absorptivitasnya adalah 1.

.................................................. (7)

21

Dengan ϵ = emisivitas benda hitam

α = absorptivitas benda hitam

Tidak ada satu permukaanpun yang dapat menyamai permukaan

benda hitam. Setiap permukaan benda pasti akan memantulkan radiasi

yang diterimanya walaupun sangat kecil. Permukaan benda-benda nyata

akan memancarkan radiasi lebih sedikit dari benda hitam. Nilai

emisivitas benda-benda nyata lebih besar dari nol dan lebih kecil dari

satu (0 < < 1), dan merupakan hasil dari perbandingan daya emisi

benda tersebut dengan daya emisi benda hitam pada suhu yang sama.

................................................................. (8)

Dengan = emisivitas benda nyata

= daya emisi benda nyata

= daya emisi benda hitam

Berikut ini adalah kutipan tabel nilai emisivitas dari bahan

aluminium.

Tabel 1. Total normal emisivitas aluminium (Koestoer, 2002: 442)

No Material Suhu(°C) Emisivitas

1.

2.

Aluminium,Pelat dipoles sangat

licin, kemurnian 98,3 %

Aluminium ,Pelat kasar

225-575

40

0,039-0,057

0,055-0,07

Tabel 1 menunjukkan nilai emisivitas logam aluminium dengan

berbagai paduan dan keadaan permukaan. Sedangkan untuk nilai

emisivitas dari cat berwarna hitam/putih yang dilapiskan kepermukaan

logam dapat ditunjukkan oleh tabel berikut ini.

22

Tabel 2. Nilai emisivitas cat pada permukaan logam

(Incropera dan Dewitt, 1990: 753)

No. Permukaan Suhu Emisivitas

1. White paint on metallic substrate 300 K 0,96

2. Black paint on metallic substrate 300 K 0,97

e. Perhitungan Laju Perpindahan Panas Radiasi

Telah disinggung pada pembahasan sebelumnya, bahwa benda

hitam adalah benda yang memancarkan energi menurut hukum .

Kreith (1991: 218) mengatakan bahwa pancaran total radiasi per luas-

permukaan-satuan per waktu-satuan dari suatu benda hitam berkaitan

dengan pangkat empat suhu mutlak menurut hukum Stefan-Boltzmann.

Dengan kata lain, pancaran radiasi total benda hitam sebesar

................................... (9)

dengan = pancaran radiasi benda hitam per satuan

luas (W/m²)

= pancaran radiasi benda hitam (W)

= luas permukaan benda hitam (m²)

= suhu mutlak benda hitam (K)

= konstanta Stefan-Boltzmann

(5,67 x 10⁸־ W/m² K)

Jika suatu benda hitam (black body) dengan luas dan suhu tertentu

memancarkan radiasi, maka persamaannya menjadi:

............................................... (10)

dengan = laju pancaran energi radiasi benda hitam (W)

= luas permukaan pancaran benda hitam(m²)

= suhu mutlak permukaan pancaran benda

hitam dalam Kelvin (K).

= konstanta Stefan-Boltzmann dengan nilai

W/ .

23

Benda-benda yang nyata (real bodies) atau permukaan jenis lain,

seperti yang dicat mengkilap atau plat logam yang dipoles tidak

memancarkan energi seperti benda hitam, akan tetapi radiasi yang

dipancarkan benda-benda itu masih mengikuti proporsionalitas . Untuk

memperhitungkan sifat permukaan yang demikian, dimasukkan suatu

faktor lain ke dalam persamaan, yaitu emisivitas atau kepancaran

(emissivity) dari permukaan benda/bahan seperti yang telah dibahas

sebelumnya.

Disamping itu, harus pula diperhitungkan kenyataan bahwa

radiasi dari suatu permukaan tidak seluruhnya sampai ke permukaan lain,

karena radiasi elektromagnetik berjalan menurut garis lurus dan sebagian

hilang ke lingkungan. Untuk memperhitungkan situasi tersebut, maka

ditambahkan faktor baru ke persamaan, yang disebut dengan faktor

geometrik atau faktor bentuk. Holman (1995: 352) menjelaskan bahwa

nama lain dari faktor bentuk radiasi ialah faktor pandang (view factor),

faktor sudut (angle factor), faktor konfigurasi (configuration factor).

Dengan demikian, untuk menghitung laju perpindahan panas radiasi dari

benda nyata, digunakan persamaan berikut (Holman, 1995: 13).

........................ (11)

Dengan : laju pancaran energi radiasi suatu benda

dalamWatt.

: faktor emisivitas bahan/permukaan.

: faktor pandang/faktor geometri.

: luas permukaan pancaran m².

: suhu mutlak permukaan benda 1 dalam K.

: suhu mutlak permukaan benda 2 dalam K.

24

: konstanta Stefan-Boltzmann dengan nilai

watt/ .

Pada penelitian ini, untuk menentukan besarnya faktor geometri,

digunakan rumus antara dua buah piringan sejajar atau parallel disk

(Incropera dan Dewitt, 1990: 798).

Gambar 4. Faktor geometri untuk piringan sejajar (parallel disks)

................... (12)

Penelitian ini menggunakan bidang piringan paralel (parallel

disk) dengan besar jari-jari (r) yang sama, sehingga rumus tersebut dapat

disederhanakan menjadi persamaan berikut ini.

Jika, ri = rj maka,

sehingga,

25

................ (13)

dengan, FG = Faktor geometri

Fij = Faktor geometris dari lingkaran i ke j.

Fji = Faktor geometris dari lingkaran j ke i.

R = Perbandingan jari-jari lingkaran terhadap

jarak.

f. Pengaruh Sifat Permukaan dan Warna Benda Terhadap Nilai

Emisivitas

Telah dibahas sebelumnya bahwa terdapat dua fenomena pantulan

yang terjadi apabila radiasi datang mengenai suatu permukaan, yaitu

refleksi spekular (specular) dan refleksi baur (diffuse). Menurut Kreith

(1991: 239), tidak ada permukaan nyata yang spekular atau baur. Pada

umumnya, pantulan dari permukaan yang sangat dipoles dan halus

mendekati ciri-ciri spekular, sedangkan pantulan dari permukaan yang

kasar dalam perngertian perindustrian mendekati ciri-ciri baur. Dari hal

tersebut, dapat disimpulkan bahwa tingkat kekasaran dari suatu

permukaan benda memang memberi pengaruh terhadap nilai emisivitas

dan juga absorptivitasnya. Benda dengan permukaan kasar cenderung

lebih bersifat baur jika dibandingkan dengan benda berpermukaan halus

yang bersifat spekular. Hal tersebut menjelaskan pula mengapa benda

dengan permukaan kasar memiliki emisivitas yang lebih besar jika

dibandingkan dengan benda dengan yang berpermukaan halus.

Selain kekasaran permukaan, pelapisan benda dengan

menggunakan cat warna juga akan memberikan pengaruh terhadap nilai

emisivitas benda tersebut. Penjelasan mengenai proses penyerapan dan

26

pemantulan dari sinar radiasi, disampaikan oleh Koestoer (2002: 208)

sebagai berikut:

Bahwa proses penyerapan dan pemantulan ini akan sangat

mempengaruhi warna dari suatu medium yang kita lihat.

Sebagai contoh, warna daun yang kita lihat adalah hijau. Hal

ini terjadi karena daun mempunyai chlorophyl (zat warna

hijau daun) dimana zat yang sangat kuat diserap adalah warna

biru dan warna merah sedangkan warna yang paling banyak

dipantulkan adalah warna hijau.

Dengan kata lain, warna dari benda-benda yang terlihat oleh mata

merupakan hasil pantulan gelombang elektromagnetik yang mengenai

permukaan benda tersebut. Permukaan akan terlihat berwarna hitam jika

permukaan tersebut menyerap semua sinar irradiasi yang datang dan akan

terlihat putih jika permukaan tersebut memantulkan semua sinar irradiasi

yang datang. Jadi, seperti apa warna permukaan suatu benda, juga

berpengaruh terhadap seberapa besar energi radiasi yang dipancarkan dan

diserap oleh suatu permukaan.

g. Spesimen Uji dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan

Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan beda perlakuan

permukaan pada spesimen uji. Perlakuan permukaan pada logam

merupakan suatu proses perlakuan yang diterapkan untuk mengubah

sifat/karakteristik logam pada permukaannya. Jenis-jenis perlakuan

permukaan pada logam pada umunya digunakan untuk meningkatkan

ketahanan aus dan ketahanan korosi pada permukaan logam. Ketahanan

aus dapat dicapai dengan cara pengerasan pada bagian permukaan logam,

27

sedangkan untuk ketahanan korosi, dapat dilakukan dengan proses

pelapisan permukaan logam dengan pengecatan ataupun memperhalus

permukaan logam melalui pemolesan (polishing).

Penelitian ini menggunakan spesimen uji sebanyak 5 (lima) buah

dimana masing-masing spesimen diberlakukan perlakuan permukaan

yang berbeda-beda yaitu roughing (pengerjaan kasar), polishing

(pemolesan) dan painting (pengecatan).

1) Roughing (Pengerjaan Kasar)

Istilah roughing yang dimaksud dalam penelitian ini yaitu

proses pengerjaan kasar dengan menggunakan mesin perkakas pada

logam spesimen uji yang akan digunakan pada penelitian. Dalam

pembuatan spesimen uji ini, logam dibentuk menggunakan proses

permesinan sampai pada tahap pengasaran (roughing). Spesimen uji

yang diberi perlakuan pengasaran sebanyak 1 spesimen.

2) Polishing (pemolesan)

Polishing yang dimaksudkan dalam penelitian ini adalah

proses pengerjaan halus pada permukaan logam aluminium yang

akan digunakan sebagai spesimen uji. Dalam pembuatan spesimen

uji, permukaan logam dibentuk dengan menggunakan mesin

perkakas sampai halus dan kemudian dilakukan pemolesan

permukaan sampai mengkilap. Spesimen uji yang diberi perlakuan

pemolesan sebanyak 1 spesimen.

28

3) Painting 1 (Warna Hitam Doff)

Pengecatan (painting) merupakan perlakuan permukaan

dengan melapisi logam dengan cat atau pigmen warna tertentu.

Spesimen uji yang akan dilapisi dengan cat berwarna hitam

metalik/mengkilap terlebih dahulu dibentuk dengan proses

permesinan sampai tahap finishing, kemudian dicat dengan warna

hitam mengkilap.

4) Painting 2 (Warna Putih)

Spesimen uji painting 2 ini adalah logam aluminium yang

diberi perlakuan permukaan dengan dicat dengan warna putih

setelah sebelumnya dibentuk melalui proses permesinan.

B. Kajian Hasil Penelitian yang Relevan

Alat peraga pendidikan merupakan salah satu media pembelajaran

yang bersifat visual dimana peserta didik belajar lebih banyak melalui indera

pandang. Penggunaan media pembelajaran visual dalam proses belajar

mengajar, akan meningkatkan tingkat keberhasilan peserta didik dalam

mempelajari materi yang diberikan. Penelitian Kartika, dkk (2012: 25)

tentang penerapan peraga untuk meningkatkan kompetensi mahasiswa

mendiagnosis sistem pengapian sepeda motor pada mahasiswa mata kuliah

perakitan otomotif I Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang,

mengatakan bahwa hasil nilai rata-rata pada tes sebelum dan sesudah

menggunakan alat peraga, mengalami peningkatan sebesar 39,15 %.

29

Dalam penelitian yang dilakukan oleh Widjanarko, dkk (2010: 9)

tentang penerapan panel peraga multi fungsi sistem kelistrikan bodi untuk

meningkatkan kompetensi mahasiswa bidang kelistrikan bodi pada mata

kuliah kelistrikan otomotif semester ganjil 2009/2010, mengatakan bahwa

rata-rata kompetensi mahasiswa dalam pembelajaran setelah penggunaan

peraga multi fungsi kelistrikan bodi otomotif meningkat sebesar 31,87 % jika

dibandingkan dengan sebelum menggunakan alat peraga. Penelitian serupa

juga pernah dilakukan oleh Sanjoyo dan Karnowo (2011: 45) dengan judul

penggunaan alat peraga untuk meningkatkan pemahaman mahasiswa tentang

sistem kelistrikan bodi sepeda motor supra PGM FI (Programmed Fuel

Injection), mengatakan bahwa kemampuan pemahaman mahasiswa yang

menggunakan alat peraga pada kelompok eksperimen lebih besar 16,84% jika

dibandingkan dengan kelompok kontrol yang tanpa alat peraga. Penelitian

tersebut mengindikasikan bahwa media pembelajaran berupa alat peraga

pendidikan memiliki pengaruh yang cukup besar terhadap tingkat

keberhasilan proses pembelajaran.

Penelitian ini dilakukan untuk mengembangkan alat peraga

perpindahan panas dengan variasi beda perlakuan permukaan yang dapat

memperagakan proses perpindahan panas dari suatu benda ke benda lain.

Supratman dalam Widjanarko, dkk (2010: 5) mengatakan bahwa media dapat

menyajikan peristiwa yang kompleks, rumit, berlangsung sangat cepat, atau

lambat menjadi sistematik dan sederhana. Alat peraga yang dikembangkan

dalam penelitian ini, merupakan bentuk sederhana dari proses perpindahan

30

energi panas radiasi yang terjadi di alam sekitar. Dengan menggunakan alat

peraga tersebut, diharapkan dapat memudahkan pengajar dalam

menyampaikan materi perpindahan panas radiasi secara sederhana.

Materi yang dibahas dalam penelitian ini adalah mengenai pengaruh

perbedaan perlakuan permukaan terhadap laju perpindahan panas radiasi.

Penelitian terkait pengaruh perbedaan perlakuan permukaan suatu benda

terhadap radiasi panas, juga sudah pernah dilakukan oleh beberapa peneliti.

Dalam penelitian yang dilakukan Richmond dan Harrison (1962: 261), yang

berjudul “ Total Hemispherical Emittance of Coated and Uncoated Inconel

and Types 321 and 430 Stainless Steel”, mengatakan bahwa “the total

hemispherical emittance was markedly affected by the surface treatment. In

general emmitance was low for polished specimens, intermediate for

sandblasted specimens, and high for oxidized or ceramic-coated specimens of

each alloy”. Inti dari pernyataan tersebut menjelaskan bahwa daya pancar

total sangat dipengaruhi oleh perlakuan permukaan. Secara umum, daya

pancar untuk spesimen dipoles adalah rendah, daya pancar untuk spesimen

dengan perlakuan sandblasting adalah sedang, dan untuk spesimen yang

dioksidasi atau spesimen yang dilapisi keramik memiliki daya pancar yang

tinggi.

Penelitian lain, terkait pengaruh perlakuan permukaan terhadap daya

serap permukaan benda terhadap radiasi panas, juga sudah pernah dilakukan

sebelumnya. Dalam penelitian Chandler dan Shull (2009) yang berjudul

“Increasing the Surface Emissivity of Aluminium Shapes to Improve Radiant

31

Heat Transfer”, menjelaskan bahwa pelapisan permukaan logam dapat

meningkatkan daya penyerapan (absorptivitas) panas radiasi suatu benda.

Penelitian tersebut dilakukan untuk mengetahui perbedaan waktu lebur logam

aluminium di dalam tungku lebur kering. Aluminium yang diuji pada

percobaan tersebut sebanyak dua buah dimana salah satu dari spesimen yang

diuji dilapisi dengan pelapis logam (dengan merk Pyrocoat FM). Hasil

percobaan menunjukkan bahwa waktu lebur aluminium yang diberi pelapis

adalah selama 45 menit, sedangkan waktu lebur untuk spesimen tanpa

pelapisan adalah 1 jam lebih. Hasil percobaan tersebut dapat menjelaskan

bahwa perlakuan permukaan terhadap logam alumunium melalui pelapisan

dapat meningkatkan daya serap panas permukaan aluminium, sehingga waktu

peleburan aluminium pada tungku kering, jauh lebih cepat jika dibandingkan

dengan aluminium tanpa pelapisan.

Contoh lain mengenai penelitian pengaruh kekasaran permukaan

benda terhadap daya pancar radiasi dapat ditemukan pada penelitian Wen dan

Mudawar (2002: 551-562) dengan judul “Experimental Investigation of

Emissivity of Aluminium Alloys and Temperature Determination Using

Multispectral Radiation Thermometry (MRT) Algorithms”. Wen dan

Mudawar (2002: 551), mengatakan bahwa “ surface roughness produced a 2

to 3-fold increase in emissivity compare with polished surfaces”. Pernyataan

tersebut menjelaskan bahwa kekasaran permukaan menghasilkan kenaikan

daya pancar (emisivitas) dua sampai tiga kali lebih besar jika dibandingkan

dengan permukaan yang dipoles.

32

Berdasarkan hasil-hasil penelitian yang telah dijelaskan di atas, maka

dapat dikatakan bahwa perbedaan perlakuan permukaan suatu benda akan

mempengaruhi laju perpindahan panas radiasi, daya pancar (emisivitas) dan

juga daya serap (absorptivitas) benda tersebut. Mengingat betapa pentingnya

pemahaman terkait pengaruh perlakuan permukaan terhadap laju perpindahan

panas radiasi, maka pengembangan media pembelajaran perpindahan panas

radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji perlu

dilakukan. Hasil-hasil penelitian tentang penggunaan alat peraga yang telah

disampaikan di atas juga menegaskan betapa pentingnya penggunaan alat

peraga dalam proses pembelajaran. Alat peraga dapat menarik minat dan juga

memudahkan pemahaman peserta didik dalam proses belajar. Selain itu, alat

peraga dapat memudahkan pengajar dalam menjelaskan materi-materi yang

cukup kompleks dan abstrak seperti pembahasan terkait perpindahan panas

radiasi.

C. Kerangka Pikir Penelitian

Untuk mempelajari konsep dasar dari proses pepindahan panas secara

radiasi memang tidak mudah. Pemahaman secara teori saja tidak cukup untuk

dapat memahami isi substansi yang lebih mendalam. Perpindahan panas

secara radiasi memuat materi yang cukup sulit dan abstrak untuk disajikan

tanpa menggunakan media pembelajaran yang tepat. Apalagi jika pengajar

hanya menggunakan media pembelajaran yang kurang menarik minat peserta

didik.

Oleh karena itu, penggunaan peraga pembelajaran dapat menjadi salah

33

satu alternatif yang tepat dalam rangka menarik minat siswa/mahasiswa

dalam mempelajari isi materi pembelajaran tentang perpindahan panas secara

radiasi. Makin banyak alat indera yang digunakan untuk mempelajari sesuatu,

makin mudah diingat apa yang dipelajari. Dengan menggunakan alat peraga,

diharapkan mahasiswa dapat lebih cepat memahami substansi dasar yang ada

pada materi perpindahan panas secara radiasi. Berdasarkan pada beberapa

alasan tersebut, peneliti akan mengembangkan media pembelajaran berupa

alat peraga perpindahan panas secara radiasi dengan variasi spesimen uji

berupa perbedaan perlakuan permukaan.

Dalam proses pengembangan alat peraga perpindahan panas secara

radiasi, peneliti mendapat masukan dari dosen ahli materi dan ahli media

pembelajaran. Hasil masukan dari para ahli kemudian akan digunakan untuk

merevisi kekurangan yang masih ada pada alat peraga tersebut dalam rangka

untuk mengembangkan alat peraga pendidikan yang sesuai dengan kriteria

kevalidan produk. Proses validasi alat peraga akan dilakukan setelah melalui

beberapa proses uji coba dan juga perbaikan.

Pada proses uji coba alat peraga, peneliti akan melakukan pengujian

laju perpindahan panas secara radiasi dengan beberapa variasi spesimen uji

berupa perbedaan perlakuan permukaan. Alat peraga ini akan membuktikan

bahwa dengan melakukan variasi perlakuan permukaan kepada benda, maka

laju perpindahan panas yang terjadi juga berbeda. Hasil ujicoba tersebut

kemudian akan diperlihatkan kepada ahli materi perpindahan panas sebagai

acuan dalam proses validasi alat peraga.

34

Setelah mendapatkan validasi dari ahli media dan ahli materi, media

pembelajaran yang dibuat diterapkan langsung pada pembelajaran mata

kuliah perpindahan kalor dasar di Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri

Semarang. Selanjutnya, mahasiswa yang mengikuti mata kuliah tersebut

diminta kesediaannya untuk memberikan tanggapan dengan cara mengisi

angket yang berkaitan dengan penggunaan alat peraga perpindahan panas

secara radiasi dengan beda perlakuan permukaan pada spesimen uji. Hasil

dari proses validasi dan tanggapan siswa terhadap media pembelajaran

tersebut kemudian dianalisis dan ditarik suatu kesimpulan.

D. Pertanyaan Penelitian

Berdasarkan rumusan masalah pada bab I, pertanyaan penelitian yang

akan dijawab dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Berapa besar laju perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan

permukaan spesimen uji diukur menggunakan alat peraga?


dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji yang

dikembangkan ditinjau dari sisi kelayakan media?


dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji yang

dikembangkan ditinjau dari sisi substansi?

4. Bagaimana tanggapan mahasiswa terhadap media pembelajaran

perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan

spesimen uji yang dikembangkan?

35

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis Penelitian

Metode penelitian yang digunakan adalah penelitian pengembangan.

Metode penelitian dan pengembangan (Research & Development) adalah

metode penelitian yang digunakan untuk menghasilkan produk tertentu dan

menguji keefektifan suatu produk (Sugiyono, 2011: 297). Penelitian

pengembangan ini dilakukan untuk menghasilkan media pembelajaran

perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen

uji. Media pembelajaran yang dikembangkan terdiri dari alat peraga dan modul

perpindahan panas radiasi.

B. Prosedur Penelitian

Media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan variasi beda

perlakuan permukaan spesimen uji dikembangkan dengan model ADDIE

melalui beberapa langkah, yaitu Analisys (Analisis), Design

(Desain/Perancangan), Development (Pengembangan), Implementation

(Penerapan), Evaluation (Evaluasi). Penjelasan tentang langkah-langkah

penelitian pengembangan media pembelajaran perpindahan panas radiasi

dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji dapat dilihat pada

gambar 5.

Berikut ini adalah penjelasam dari masing-masing tahap pengembangan

media pembelajaran perpindahan panas radiasi.

36

Gambar 5. Diagram alir penelitian

Ya

Tidak

Analisis

Desain awal peraga perpindahan panas secara radiasi

Penyusunan instrumen

Pembuatan media pembelajaran (alat

peraga dan modul)

Media pembelajaran

Uji validasi

Media

layak?

Uji coba media pembelajaran (Alat peraga

perpindahan panas secara radiasi dan Modul)

Selesai

Pembahasan dan simpulan

37

1. Analysis (Analisis)

Tahap analisis merupakan tahap awal penelitian dimana peneliti

melakukan studi pustaka dan melakukan observasi awal untuk mengidentifikasi

permasalahan yang ada terkait pembelajaran perpindahan panas. Berdasarkan

hasil pengamatan dan pengamalan peneliti selama mengikuti perkuliahan

perpindahan panas, terdapat beberapa permasalahan yang berkaitan dengan

proses pembelajaran perpindahan panas khususnya pembahasan materi radiasi.

Beberapa permasalahan terkait pembelajaran perpindahan panas tersebut

adalah sebagai berikut:

a. Pembelajaran perpindahan panas yang ada di kelas masih mengandalkan

media papan tulis, dan juga media pembelajaran presentasi dengan bantuan

komputer dan LCD proyektor.

b. Belum adanya fasilitas media pembelajaran visual yang dapat

memperagakan proses perpindahan panas secara langsung guna menarik

minat belajar mahasiswa peserta didik.

Berdasarkan beberapa analisis yang telah disampaikan, maka peneliti

akan mengembangkan media pembelajaran perpindahan panas secara radiasi

dengan variasi beda perlakuan permukaan yang dapat memperagakan proses

perpindahan panas secara langsung kepada mahasiswa peserta didik.

Diharapkan dengan adanya alat peraga perpindahan panas radiasi tersebut,

dapat menjadi salah satu alternatif pemecahan beberapa permasalahan terkait

pembelajaran perpindahan panas secara radiasi.

38

2. Design (Perancangan)

Tahap perancangan/desain merupakan tahap perancangan alat peraga

perpindahan panas dan modul perpindahan panas secara radiasi yang nantinya

akan digunakan sebagai media pembelajaran. Langkah-langkah dalam proses

perancangan media pembelajaran alat peraga perpindahan panas secara radiasi

dengan beda perlakuan permukaan pada spesimen uji adalah sebagai berikut:

a. Peneliti membuat desain gambar rancangan alat peraga perpindahan panas

secara radiasi, membuat sistem kerja alat peraga, serta menentukan bahan-

bahan yang akan digunakan sebagai alat peraga tersebut.

b. Pembuatan kerangka isi dari modul perpindahan panas secara radiasi

dengan beda perlakuan permukaan pada spesimen uji.

c. Persiapan pembuatan alat peraga, dimana pada tahap ini, peneliti

melakukan persiapan bahan-bahan alat peraga perpindahan panas secara

radiasi.

d. Pembuatan media pembelajaran, dimana pada tahap ini, peneliti membuat

alat peraga perpindahan panas secara radiasi, serta modul alat peraga

perpindahan panas tersebut.

e. Proses akhir (finishing), pada tahap ini peneliti melakukan pengecekan

terhadap tata tulis modul alat peraga, serta melakukan pengujian terhadap

alat peraga perpindahan panas secara radiasi yang telah dibuat serta

memastikan bahwa keseluruhan media pembelajaran yang sudah dibuat,

siap dilakukan validasi oleh para pakar.

39

Alat peraga perpindahan panas radiasi yang dikembangkan berfungsi

untuk memperagakan proses perpindahan panas yang terjadi dari beberapa

variasi spesimen uji dengan perbedaan perlakuan permukaan. Sedangkan untuk

modul perpindahan panas radiasi dikembangkan sebagai bahan pembelajaran

pada saat uji coba alat peraga perpindahan panas radiasi dalam pembelajaran

mata kuliah perpindahan kalor dasar di Jurusan Teknik Mesin Universitas

Negeri Semarang Semester Ganjil Tahun Ajaran 2014/2015.

Tabel 3. Isi materi modul perpindahan panas radiasi

Standar

Kompetensi Dasar Kompetensi Materi Belajar

Perpindahan

kalor dasar

1. Memahami proses

perpindahan panas

secara radiasi.

a. Pengertian radiasi.

b. Sifat-sifat radiasi.

c. Radiasi benda hitam.

d. Emisivitas Benda.

2. Menganalisis laju

perpindahan panas

secara radiasi.

a. Hukum Stefan-

Bolzmann.

b. Perhitungan laju

perpindahan panas

radiasi.

Modul perpindahan panas secara radiasi yang dikembangkan berisi

tentang materi perpindahan panas dengan kompetensi dasar memahami dan

menganalisis proses perpindahan panas secara radiasi. Tabel 3, menjelaskan

rancangan isi modul perpindahan panas radiasi yang dikembangkan. Penelitian

terkait pengembangan media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan

variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji dilakukan pada dasar

kompetensi menganalisis laju perpindahan panas radiasi. Materi yang dibahas

dalam penelitian ini yaitu mengenai pengaruh perbedaan perlakuan permukaan

spesimen uji terhadap laju perpindahan panas. Pembahasan tersebut,

40

berhubungan dengan materi belajar tentang pembahasan hukum Stefan-

Boltzmann dan perhitungan laju perpindahan panas radiasi.

Desain awal alat peraga perpindahan panas secara radiasi dengan beda

perlakuan permukaan, seperti yang terlihat pada gambar 8, merupakan alat

peraga yang digunakan untuk memperagakan perbedaan laju perpindahan

panas pada material logam aluminium dengan variasi perlakuan permukaan

berupa roughing, polishing dan painting (black doff dan white). Bagian-bagian

alat peraga tersebut terdiri dari spesimen uji, heater, thermocouple 1, display 1,

temperature controller, benda hitam, thermocouple 2, dan display 2. Berikut ini

adalah penjelasan singkat mengenai bagian-bagian alat peraga yang telah

disebutkan.

Gambar 6. Bagan kerja peraga perpindahan panas secara radiasi

41

Keterangan:

a. Heater, sebagai sumber panas yang kemudian disalurkan ke benda kerja

untuk dipancarkan panasnya menuju benda hitam.

b. Spesimen uji, sebagai bahan uji yang akan memancarkan radiasi panasnya

menuju benda hitam.

c. Benda hitam, sebagai bahan penerima besar pancaran panas yang

dipancarkan oleh spesimen uji.

d. Thermocouple 1, sebagai sensor suhu dari spesimen uji.

e. Display 1/ Temperature controller, sebagai penampil besar suhu dari

spesimen uji dan pengatur suhu spesimen uji agar tetap konstan, sesuai

dengan setting.

f. Thermocoupel 2, sebagai pembaca suhu pada benda hitam/penerima

pancaran.

g. Display 2, sebagai penampil besar suhu dari benda hitam.

h. Sumber listrik, sebagai sumber arus guna menghidupkan alat peraga.

3. Development (Pengembangan)

Tahap pengembangan dimulai dengan melakukan uji coba terhadap alat

peraga untuk mengukur besar laju perpindahan panas radiasi pada masing-

masing spesimen uji dengan variasi beda perlakuan permukaan. Pengujian

spesimen uji dimaksudkan untuk mengetahui kemampuan alat peraga

perpindahan panas radiasi dalam menguji spesimen uji dengan beda perlakuan

permukaan. Pengujian dilakukan dengan beberapa asumsi dan keterbatasan

sebagai berikut:

42

a. Proses perpindahan panas pada pengujian dianggap hanya terjadi antara

spesimen dan benda hitam (penerima panas) saja.

b. Perpindahan panas yang terjadi melalui konduksi dan konveksi dianggap

tidak ada/diabaikan.

c. Penerima pancaran pada alat peraga perpindahan panas radiasi

dianggap/diasumsikan sebagai benda hitam yang memiliki emisivitas dan

absorptivitas 1.

Selama proses pengujian dan pengembangan, peneliti mencatat dan

memperbaiki beberapa kekurangan yang ada pada alat peraga tersebut.

Pengecekan juga dilakukan pada modul perpindahan panas yang dibuat, guna

meneliti beberapa kekurangan yang ada terkait tata tulis, bahasa, isi materi dan

tampilan.

Setelah proses ujicoba selesai dilakukan, media pembelajaran

perpindahan panas tersebut diuji kelayakannya kepada ahli media pembelajaran

dan ahli materi perpindahan panas. Hasil pengujian dan saran dari para ahli,

selanjutnya dijadikan acuan untuk mengembangkan/merevisi beberapa

kekurangan yang masih ada pada alat peraga perpindahan panas dan modul

tersebut. Proses pengembangan media pembelajaran tersebut dilakukan sampai

ahli media dan ahli materi perpindahan panas dapat menvalidasi alat peraga

dan modul perpindahan panas. Setelah media pembelajaran memenuhi kriteria

valid, maka proses penerapan alat peraga kepada mahasiswa peserta didik

dapat dilakukan.

4. Implementation (Penerapan)

43

Tahap implementasi/penerapan ini dilakukan dengan menerapkan

peraga tersebut ke dalam pembelajaran sebagai media pembelajaran

perpindahan panas yang sesungguhnya. Pada tahap implementasi ini, alat

peraga perpindahan panas, modul yang dibuat tersebut diterapkan langsung

dalam proses perkuliahan perpindahan kalor dasar kepada mahasiswa di

Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang semester ganjil tahun

ajaran 2014/2015.

Setelah diterapkan dalam proses pembelajaran, kemudian

mahasiswa/peserta didik tersebut dimintai tanggapan terhadap alat peraga

perpindahan panas tersebut dengan cara mengisi angket/kuesioner.

Angket/kuesioner tersebut berisi pertanyaan tertutup mengenai tanggapan

mahasiswa setelah mengikuti pembelajaran dengan bantuan media

pembelajaran peraga perpindahan panas secara radiasi.

5. Evaluation (Evaluasi)

Tahap evaluasi ini dilakukan untuk menganalisis dan mengevaluasi

hasil pengembangan media pembeajaran perpindahan panas radiasi yang

dibuat. Evaluasi media pembelajaran didasarkan pada penilaian validasi dari

ahli media, ahli materi, serta tanggapan mahasiswa peserta mata kuliah

perpindahan kalor dasar terhadap media pembelajaran perpindahan panas

secara radiasi. Berdasarkan hasil evaluasi dan analisis data yang didapatkan

kemudian digunakan untuk menarik kesimpulan terkait apakah media

pembelajaran yang dikembangkan telah memenuhi kriteria valid atau tidak.

44

C. Validasi dan Uji Coba Media Pembelajaran

Validasi media pembelajaran dilakukan untuk menguji kelayakan media

pembelajaran yang dikembangkan menurut ahli media pembelajaran dan ahli

materi perpindahan panas. Sedangkan uji coba produk dilakukan untuk

mengetahui tanggapan mahasiswa terhadap media pembelajaran yang

dikembangkan.

1. Bahan Penelitian

Bahan penelitian ini adalah media pembelajaran perpindahan panas

radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji yang meliputi

alat peraga dan modul perpindahan panas radiasi.

2. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan April 2014 sampai Januari 2015

di laboratorium Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang,

sedangkan untuk uji coba penggunaan mahasiswa dilakukan di dalam kelas

mata kuliah perpindahan kalor dasar semester gasal tahun ajaran 2014/2015.

3. Responden Penelitian

Responden yang terlibat dalam penelitian ini adalah ahli media

pembelajaran, ahli materi perpindahan panas dan mahasiswa peserta mata

kuliah perpindahan panas. Ahli media dan ahli materi perpindahan panas

berperan sebagai validator yang mengevaluasi dan memberi masukan terhadap

media pembelajaran yang dibuat. Responden penelitian yang terlibat dalam

pengembangan media pembelajaran ini, dapat dilihat pada tabel berikut ini.

45

Tabel 4. Responden penelitian

No. Tahapan Responden

Penelitian

Jumlah Penentuan

1. Validasi ahli

media

pembelajaran

Dosen ahli media

pembelajaran

1 orang Berdasarkan

keahlian/kepakaran

2. Validasi ahli

materi

perpindahan

panas

Dosen ahli materi

perpindahan panas

2 orang Berdasarkan

keahlian/kepakaran

3. Uji coba

lapangan

produk

Mahasiswa Teknik

Mesin Unnes

48 orang Peserta mata kuliah

perpindahan kalor

dasar

Uji coba penerapan media pembelajaran perpindahan panas radiasi

dilakukan kepada mahasiswa peserta mata kuliah perpindahan kalor di dasar

Jurusan Teknik Mesin Unnes semester ganjil tahun ajaran 2014/2015. Uji coba

ini dimaksudkan untuk mengetahui tanggapan mahasiswa terhadap media

pembelajaran yang dibuat.

4. Instrumen Penelitian

Instrumen penelitian yang digunakan pada penelitian ini berupa

instrumen validasi ahli media, instrumen validasi ahli materi perpindahan

panas, dan instrumen angket tanggapan mahasiswa. Untuk lebih jelasnya,

beberapa instrumen tersebut akan dijelaskan sebagai berikut:

a. Instrumen Validasi Ahli Media Pembelajaran

Validasi ahli media pembelajaran dilakukan untuk mendapatkan

data tentang kevalidan media pembelajaran yang dikembangkan menurut

kriteria evaluasi media pembelajaran. Aspek-aspek yang dinilai dalam

validasi alat peraga oleh ahli media pembelajaran meliputi desain bagian-

46

bagian alat peraga, aspek kejelasan pembacaan suhu, tampilan spesimen

uji, kemudahan perawatan, tampilan alat peraga secara umum, serta

kemudahan penggunaan. Untuk validasi modul, aspek yang dinilai

meliputi format modul, bahasa, tampilan dan juga isi materi pada modul.

Tabel 5. Kisi-kisi instrumen validasi alat peraga perpindahan panas

radiasi untuk ahli media pembelajaran

No Aspek Penilaian Indikator Jumlah

Butir

1. Desain bagian-

bagian alat peraga

Desain konstruksi dan

penempatan bagian-bagian

alat peraga

15

2. Kejelasan

pembacaan suhu

Kejelasan pembacaan suhu

pada display dan

thermocouple

2

3. Spesimen Uji Tampilan spesimen uji 7

4. Perawatan Kemudahan dalam perawatan

alat peraga

1

5. Tampilan alat peraga Tampilan peraga secara

umum

2

6. Penggunaan alat

peraga

Kemudahan dalam

menggunakan dan

mengoperasikan alat peraga

1

Jumlah 28

Tabel 6. Kisi-kisi instrument validasi modul perpindahan panas radiasi

untuk ahli media pembelajaran

No Aspek

Penilaian Indikator

Jumlah

Butir

1. Format Kesesuaian format. 1

2. Bahasa Kesesuaian struktur kalimat dengan

KBBI.

Kejelasan Kalimat.

Kemudahan bahasa.

Kefektifan.

1

1

1

1

3. Isi materi Kesesuaian dengan kebutuhan

Kejelasan gambar dengan materi.

Gambar mampu membantu

pemahaman materi.

1

1

1

4. Tampilan Tampilan modul. 1

Jumlah 9

47

b. Instrumen Validasi Ahli Materi Perpindahan Panas

Validasi ahli materi perpindahan panas untuk media pembelajaran

perpindahan panas radiasi diperlukan agar media yang dikembangkan

sesuai dengan materi/teori perpindahan panas radiasi. Berikut ini adalah

kisi-kisi instrumen validasi ahi materi perpindahan panas untuk media

pembelajaran yang dikembangkan.

Tabel 7. Kisi-kisi instrumen validasi alat peraga untuk ahli materi

perpindahan panas

No Aspek

Penilaian Indikator

Jumlah

Butir

1. Pembacaan suhu Kemudahan pembacaan suhu pada

spesimen dan benda hitam.

2

2. Waktu Waktu pencapaian pengaturan

suhu.

Pembacaaan suhu spesimen uji.

Pembacaan suhu benda hitam.

1

1

1

3. Panas Panas terbuang.

Panas yang diterima benda hitam.

Panas pancaran spesimen uji.

1

1

1

4. Kemampuan

pengukuran

Kemampuan pengukuran masing-

masing spesimen uji dengan

variasi beda perlakuan

permukaan.

4

Jumlah 12

Aspek-aspek yang dinilai dari validasi alat peraga oleh ahli materi

perpindahan panas yaitu terkait dengan pembacaan suhu pada spesimen uji

dan benda hitam, waktu pencapaian pengaturan suhu, panas yang terbuang,

serta kemampuan alat peraga dalam mengukur laju perpindahan panas

radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji. Untuk

modul, aspek-aspek yang dinilai yaitu meliputi kejelasan dan kegunaan

48

petunjuk penggunaan modul, bahasa, isi modul, serta penilaian umum

tentang tampilan modul.

Tabel 8. Kisi-kisi instrumen validasi modul untuk ahli materi perpindahan

panas


Butir

1. Petunjuk

penggunaan

Kejelasan petunjuk.

Kegunaan.

1

1

2. Isi modul Kesesuaian dengan kebutuhan.

Kesesuaian dengan teori

perpindahan panas.

Kegunaan Gambar.

Kerapihan.

1

1

1

1

3. Bahasa Kesesuaian dengan KBBI.

Kefektifan bahasa.

Bahasa mudah dipahami.

1

1

1

4. Penilaian umum Modul dapat dipelajari secara

mandiri.

Tampilan modul.

1

1

Jumlah 11

c. Instrumen Angket Uji Coba Penggunaan Media Pembelajaran

Uji coba penggunaan dimaksudkan untuk mendapatkan data

tentang umpan balik/tanggapan dari mahasiswa calon pengguna terhadap

media pembelajaran yang dikembangkan. Data tersebut didapatkan dengan

pengisian angket/kuesioner oleh mahasiswa. Angket tersebut berisi

pernyataan tertutup tentang media pembelajaran perpindahan panas radiasi

yang digunakan dalam pembelajaran perpindahan kalor dasar.

Aspek-aspek penilaian alat peraga pada uji coba penggunaan

meliputi daya tarik, kemudahan penggunaan, kegunaan alat peraga, serta

tampilan alat peraga. Sedangkan untuk penilaian modul, aspek-aspek yang

49

dinilai adalah terkait petunjuk penggunaan, gambar, daya tarik dan

penggunaan modul senbagai bahan perkuliahan.

Tabel 9. Kisi-kisi angket tanggapan mahasiswa terhadap alat peraga

perpindahan panas radiasi

No Aspek

Penilaian Indikator

Jumlah

Butir

1. Daya tarik Daya tarik terhadap peraga. 1

2. Kemudahan Kemudahan penggunaan. 1

3 Kegunaan Alat peraga membantu dalam

memahami konsep.

1

4. Sumber belajar Penggunaan alat peraga sebagai

sumber belajar.

1

5. Tampilan Tampilan peraga menarik. 1

Jumlah 5

Tabel 10. Kisi-Kisi Angket Tanggapan Mahasiswa Terhadap Modul

Perpindahan Panas Radiasi


Butir

1. Petunjuk Kejelasan petunjuk penggunaan. 1

2. Gambar Kemudahan pemahaman gambar 1

3. Daya tarik Daya tarik dalam penggunaan

modul.

1

4 Pemahaman materi Kemudahan pemahaman materi. 1

5. Tampilan Tampilan modul menarik. 1

Jumlah 5

5. Metode Pengumpulan Data

Penelitian ini menggunakan 3 (tiga) teknik pengumpulan data yaitu:

a. Observasi

Metode observasi dalam penelitian ini dilaksanakan untuk

mengamati dan mencari data-data tentang alat perpindahan panas secara

50

radiasi yang ada di laboratorium Perpindahan Panas Jurusan Teknik Mesin

dan Industri Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.

b. Angket/Kuesioner

Angket dalam penelitian ini digunakan untuk mendapatkan

informasi/data dalam proses validasi alat peraga perpindahan panas yang

telah dibuat. Penelitian ini menggunakan angket yang berupa pertanyaan

dalam bentuk checklist yang bersifat tertutup untuk para pakar ahli media

pembelajaran dan pakar materi. Untuk mahasiswa sampel penelitian juga

akan diberikan angket yang bertujuan untuk mengetahui tanggapan mereka

terhadap media pembelajaran alat peraga perpindahan panas yang telah

dibuat.

c. Dokumentasi

Metode dokumentasi dalam penelitian ini digunakan untuk

mendata para responden meliputi ahli media sebanyak 1 orang, ahli materi

perpindahan panas radiasi sebanyak 2 orang dan mahasiswa peserta mata

kuliah perpindahan kalor dasar.

6. Teknik Analisis Data

Data yang diperoleh dianalisis dengan cara dekriptif persentase, yaitu

dengan cara menghitung skor yang dicapai dari seluruh aspek pada angket

yang telah dinilai oleh responden. Teknik analisis yang digunakan adalah

sebagai berikut:

.......................................... (14)

51

Dengan % = persentase sub variabel

= jumlah skor tiap variabel

N = jumlah skor maksimum

Setelah data dari perhitungan persentase telah diperoleh, kemudian

ditransformasikan ke dalam tabel agar pembacaan hasil penelitian menjadi

mudah. Untuk menentukan kriteria kualitatif dilakukan dengan cara

menentukan persentase skor ideal (skor maksimum), persentase skor terendah

(skor minimum), range,interval yang dibutuhkan (sangat baik, baik, kurang,

sangat kurang), dan menentukan lebar interval.

Penentuan kriteria pada tiap aspek dapat dicari dengan menentukan

interval skor, yaitu menentukan reratanya terlebih dahulu kemudian dilanjutkan

mencari kelas interval skor menggunakan skala likert yang telah dibuat.

Menurut Sugiyono (2011: 93), skala likert digunakan untuk mengukur sikap,

pendapat dan persepsi seseorang atau sekelompok orang tentang fenomena

sosial. Skala penilaian untuk masing-masing angket yang digunakan dalam

penelitian ini adalah sebagai berikut.

a. Skala tertinggi = 4 (Sangat Baik)

b. Skala terendah = 1 (Sangat Kurang)

c. Jumlah kriteria yang ditentukan = 4 kriteria

d. Interval skor =

=

= 0,75

52

Tabel 11. Range skor penilaian dan kriteria penilaian kualitatif

No. Interval Kriteria

1. 3,25 < skor ≤ 4,00 Sangat Baik

2. 2,50 < skor ≤ 3,25 Baik

3. 1,75 < skor ≤ 2,50 Kurang

4. 1,00 < skor ≤ 1,75 Sangat Kurang

Maka, untuk menentukan kriteria terhadap media yang diujikan kepada

ahli media, ahli materi, dan mahasiswa dapat dijabarkan sebagai berikut:

a. Analisis Ahli Media

1) Menghitung Jumlah Maksimal

2) Menghitung Skor Minimal

3) Menghitung Persentase Maksimal

4) Menghitung Persentase Minimal

53

5) Menghitung Rentang Persentase

6) Menghitung Interval Kelas Persentase

b. Analisis Ahli Materi





54



c. Analisis Pengguna Mahasiswa




55




Tabel 12. Range persentase dan kriteria kualitatif

No. Interval Kriteria

1. 81,25% < skor ≤ 100 % Sangat Baik

2. 62,50% < skor ≤ 81,25% Baik

3. 43,75% < skor ≤ 62,50% Kurang

4. 25,00% < skor ≤ 43,75% Sangat Kurang

Media pembelajaran dikatakan layak apabila dari angket diperoleh

hasil yang berada pada rentang 62,50% < skor ≤ 81,25% dan 81,25% <

skor ≤ 100% atau pada kriteria “Baik” atau “Sangat Baik”.

98

BAB V

PENUTUP

A. Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan terhadap media

pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan

permukaan spesimen uji, dapat disimpulkan sebagai berikut.

1. Hasil pengujian rata-rata laju perpindahan panas radiasi oleh alat peraga

dari spesimen alumunium dicat warna hitam doff (Al-Black) adalah 7,12

W, spesimen aluminium dicat warna putih (Al-White) sebesar 7,03 W,

spesimen aluminium dengan permukaan kasar (Al-Roughing) sebesar 0,52

W, dan spesimen aluminium dengan permukaan dipoles (Al-Polishing)

sebesar 0,29 W.

2. Tahapan dalam pengembangan media pembelajaran perpindahan panas

radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan dilakukan melalui

ADDIE, yang terdiri dari tahap Analysis (analisis), Design (Perancangan),

Development (pengembangan), Impelementation (Penerapan) dan

Evaluation (evaluasi).

3. Validitas media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan variasi

beda perlakuan permukaan spesimen uji yang dikembangkan, telah

memenuhi kriteria valid ditinjau dari sisi kelayakan media pembelajaran.

Rerata hasil presentase penilaian ahli media pembelajaran terhadap media

99

pembelajaran yang dikembangkan sebesar 94,64 % dengan kriteria “sangat

baik”.

4. Validitas media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan variasi

beda perlakuan permukaan spesimen uji yang dikembangkan, telah

memenuhi kriteria valid ditinjau dari sisi substansi/materi. Rerata hasil

presentase penilaian ahli materi perpindahan panas terhadap media

pembelajaran yang dikembangkan sebesar 81,54 % dengan kriteria “sangat

baik”.

5. Hasil uji coba penggunaan media pembelajaran perpindahan panas radiasi

terhadap mahasiswa, mendapatkan tanggapan yang sangat baik. Rerata

hasil presentase penilaian mahasiswa terhadap media pembelajaran yang

dikembangkan sebesar 84,11 % dengan kriteria “sangat baik”. Sebagian

besar mahasiswa memberikan tanggapan yang sangat positif terhadap

penggunaan media pembelajaran perpindahan panas radiasi pada mata

kuliah perpindahan kalor dasar.

B. Saran

Beberapa saran terkait pemanfaatan hasil penelitian tentang media

pembelajaran perpindahan panas secara radiasi sebagai berikut:

1. Media pembelajaran perpindahan panas radiasi yang dikembangkan

peneliti diharapkan dapat dimanfaatkan pada pembelajaran mata kuliah

perpindahan panas di Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang.

100

2. Pengembangan lebih lanjut terhadap alat peraga perpindahan panas radiasi,

yaitu dengan cara menambah jumlah variasi spesimen uji berupa pelapisan

permukaan logam melalui electroplating.

3. Keterbatasan penelitian pada pengembangan media pembelajaran

perpindahan panas berupa validasi perangkat pembelajaran, benda hitam,

dan kehilangan panas (heat lost) untuk selanjutnya dapat diperbaiki dan

dikembangkan pada penelitian berikutnya.

4. Penelitian lanjutan terkait penerapan media pembelajaran perpindahan

panas radiasi untuk mengetahui pengaruhnya terhadap prestasi mahasiswa

dapat dilakukan.

101

DAFTAR PUSTAKA

Arsyad, A. 2011. Media Pembelajaran. Jakarta: PT Rajagrafindo Persada.

Holman, J. P. 1995. Perpindahan Kalor Edisi Keenam. Alih bahasa Jasifi, E.

Jakarta: Penerbit Erlangga.

Incropera, Frank P. dan David P. DeWitt. 1990. Fundamental of Heat Transfer

(Third Edition). New York: John Willey & Sons. Inc.

Kartika, Rhino, Hadromi, Winarno. 2012. Penerapan Peraga Untuk Meningkatkan

Kompetensi Mahasiswa Mendiagnosis Sistem Pengapian Sepeda Motor.

Automotive Science and Education Journal. Volume 1. Nomor 1: Halaman

21-25.

Kreith, F. 1991. Prinsip-Prinsip Perpindahan Panas. Alih bahasa Prijono, Arko.

Jakarta: PT Erlangga.

Koestoer, R. Artono. 2002. Perpindahan kalor Untuk Mahasiswa Teknik. Jakarta:

Salemba Teknika.

Latuheru, John D. 1988. Media Pembelajaran Dalam Proses Belajar –Mengajar

Masa Kini. Jakarta: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat

Jenderak Pendidikan Tinggi Proyek Pengembangan Lembaga Pendidikan

Tenaga Kependidikan.

Chandler, Richard C. and P. Doug Shull. 2009. Increasing the Surface Emissivity

of Alumunium Shapes to Improve Radiant Heat Transfer.

http://www.pyrotech-inc.com/documents/techpapers/2009--TMS--

Pyrocoat_FM--TP--Chandler.pdf. Diunduh pada tanggal 21 Februari 2015.

Richmond, Joseph C. dan William N. Harrison. 1962. Total Hemispherical

Emittance of Coated and Uncoated Inconel and Types 321 and 430

Stainless Steel. Journal of Research of the National Bureau of Standards-

C Engineering and Instrumentarion. Volume 66C. Nomor 3: Halaman

261-269.

Sanjoyo, Verawati dan Karnowo. 2011. Penggunaan Alat Peraga Untuk

Meningkatkan Pemahaman Mahasiswa Tentang Sistem Kelistrikan Bodi

Sepeda Motor Supra PGM FI (Programmed Fuel Injection). Jurnal

Pendidikan Teknik Mesin. Volume 11. Nomor 1: Halaman 41-46.

Setiawan, Edy, Dwi Widjanarko, Aris Budiyono. 2009. Pengembangan Panel

Peraga Multifungsi Sistem Lampu Kepala Sebagai Upaya Meningkatkan

http://www.pyrotech-inc.com/documents/techpapers/2009--TMS--Pyrocoat_FM--TP--Chandler.pdf

http://www.pyrotech-inc.com/documents/techpapers/2009--TMS--Pyrocoat_FM--TP--Chandler.pdf

102

Kompetensi Sistem Penerangan Mahasiswa. Jurnal Pendidikan Teknik

Mesin. Volume 9. Nomor 1: Halaman 22-29.

Sugiyono. 2011. Metode Penelitian Kuantitatif Kualitatif dan R&D. Bandung:

Penerbit Alfabeta.

Wen, Chang-Da dan Issam Mudawar. 2002. Experimental Investigation of

Emissivity of Aluminium Alloys and Temperature Determination Using

Multispectral Radiation Thermometry (MRT) Algorithms. Journal of

Materials Engineering and Performance. Volume 11. Nomor 5: Halaman

551-562.

Wicaksono, Tangguh, Hadromi, Karsono. 2012. Media Peraga Programmed Fuel

Injection untuk Meningkatkan Hasil Belajar Sistem Bahan Bakar.

Automotive Science and Education Journal. Volume 1. Nomor 1: Halaman

50-55.

Widjanarko, Dwi, Abdurrahman, Wahyudi. 2010. Pengembangan Panel Peraga

Multifungsi Sistem Kelistrikan Bodi Untuk Meningkatkan Kompetensi

Mahasiswa Bidang Kelistrikan Bodi. Jurnal Pendidikan Teknik Mesin.

Volume 10. Nomor 1: Halaman 4-11.

LAMPIRAN-LAMPIRAN

103

Lampiran 1

PENGUJIAN ALAT PERAGA PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI

DENGAN BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN PADA SPESIMEN UJI

A. PENGANTAR

Pengujian alat peraga ini dimaksudkan untuk melakukan pengambilan data dalam rangka

ujicoba terhadap alat peraga perpindahan panas secara radiasi sebagai syarat untuk validasi

alat peraga oleh ahli materi perpindahan panas. Pengujian tersebut dilakukan dalam penelitian

skripsi yang berjudul “Pengembangan Media Pembelajaran Perpindahan Panas Radiasi

dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan Spesimen Uji”.

B. ALAT DAN BAHAN

1. Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi

2. Spesimen Uji dengan Beda Perlakuan Permukaan (4 buah)

3. Stop watch

4. Kunci pas

5. Tabel instrumen pengambilan data

C. LANGKAH PENGUJIAN

Langkah-langkah yang harus dilakukan dalam pengujian

1. Persiapkan semua peralatan dan bahan yang akan digunakan pada ujicoba tersebut

(alat peraga, spesimen uji, tabel pengambilan data, dll)

2. Pastikan terlebih dahulu bahwa alat peraga tersebut sudah dikalibrasi.

3. Hubungkan alat peraga perpindahan panas dengan sumber listrik AC pada stop

kontak.

4. Pasang spesimen uji pada penjepit 1 disebelah kiri.

5. Hidupkan MCB dibagian belakang alat peraga pada posisi ON.

6. Tekan saklar dibagian depan alat peraga pada posisi ON, maka secara otomatis

display 1, display 2 dan heater akan menyala secara bersamaan.

7. Lakukan pengaturan suhu maksimum penelitian pada display 1 dengan menekan

tombok Setting Value dan Tombol UP/DOWN.

104

8. Biarkan selama beberapa menit sehingga heater memanaskan spesimen uji sampai

suhu yang sudah ditetapkan.

9. Jika suhu spesimen uji mencapai suhu penelitian, atur jarak dan sudut penerima

pancaran (Benda Hitam).

10. Tutup alat peraga dengan menggunakan box kaca untuk mengurangi kehilangan panas

melalui konveksi.

11. Siapkan tabel pengujian dan stopwatch.

12. Ketika suhu benda hitam mencapai suhu awal pengambilan data (misalkan 30 C),

mulailah penghitungan stopwatch.

13. Catat kenaikan suhu penerima panas (benda hitam) setiap selang waktu 2 menit

selama 20 menit.

14. Setelah waktu penelitian selesai, lakukan pendinginan spesimen uji dengan

menggunakan penyembur udara sebelum melepasnya..

15. Catat data yang didapatkan pada pengujian 1, spesimen 1 pada tabel yang tersedia.

16. Untuk pengujian selanjutnya, ganti spesimen uji dengan benda 2. Setelah selesai,

ganti dengan benda 3 dan seterusnya sampai semua benda diuji cobakan. Spesimen uji

hanya diperbolehkan melakukan pengambilan data 1 kali tiap pengujian sampai

semua spesimen uji diuji cobakan, baru dilakukan pengambilan data ke-dua pada

pengujian tersebut.

17. Jadi, urutan pengujiannya yaitu:

Pengujian 1: Spesimen 1Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 4



18. Pengujian dilakukan selama 3 kali. Setelah semua pengujian dilakukan, masukkan

data pengujian pada tabel.

105

PENGUJIAN ALAT PERAGA PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI DATA 1

Hari/ Tanggal : SENIN, 15 DESEMBER 2014

Tempat Pengambilan Data : LAB. TEKNIK MESIN

Waktu : PUKUL 12.30 - 15.05 WIB

Nama Peneliti : KHARIS BURHANI

Variabel Penelitian : PERBEDAAN PERLAKUAN PERMUKAAN SPESIMEN

PENGUJIAN KE-1

Spesimen Uji : Al-Polishing Set Value Spesimen : 100 C

Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30 C

Jarak Spesimen : 4 cm Kec. Perisai Udara : --

Sudut : 0

Waktu (menit) Suhu Spesimen

Uji/Pemancar (C)

Suhu Benda

Hitam/Penerima

Pancaran (C)

0 102,3 30,0

2 103,5 30,4

4 103,4 30,8

6 102,2 31,1

8 100,6 31,5

10 98,9 31,9

12 98,7 32,2

14 101,0 32,6

16 101,6 33,0

18 101,1 33,3

20 100,0 33,6

PENGUJIAN KE-2

Spesimen Uji : Al-Roughing Set Value Spesimen : 100 C



Sudut : 0


Uji/Pemancar (C)

Suhu Benda

Hitam/Penerima

Pancaran (C)

0 102,0 30,0

2 100,8 30,5

4 99,3 31,0

6 99,1 31,5

8 101,5 32,0

10 101,0 32,5

12 99,5 33,0

14 98,8 33,5

16 101,4 33,9

18 101,2 34,4

20 99,8 34,8

106

PENGUJIAN KE-3

Spesimen Uji : Al-Paint Black Doff Set Value Spesimen : 100 C



Sudut : 0


Uji/Pemancar (C)

Suhu Benda

Hitam/Penerima

Pancaran (C)

0 101,8 30,0

2 100,7 30,9

4 98,9 31,8

6 99,7 32,6

8 101,4 33,4

10 100,1 34,2

12 98,6 34,9

14 100,5 35,6

16 101,3 36,3

18 100,0 36,9

20 98,6 37,5

PENGUJIAN KE-4

Spesimen Uji : Al-Paint White Set Value Spesimen : 100 C



Sudut : 0


Uji/Pemancar (C)

Suhu Benda

Hitam/Penerima

Pancaran (C)

0 101,9 30,0

2 102,4 30,9

4 101,5 31,7

6 100,0 32,4

8 98,4 33,0

10 99,7 33,7

12 101,8 34,5

14 101,5 35,1

16 100,3 35,7

18 98,7 36,3

20 99,1 36,8

107


Hari/ Tanggal : KAMIS, 18 DESEMBER 2014





PENGUJIAN KE-1




Sudut : 0


Uji/Pemancar (C)

Suhu Benda

Hitam/Penerima

Pancaran (C)

0 100,2 30,0

2 98,9 30,4

4 99,1 30,8

6 101,2 31,2

8 101,2 31,6

10 100,3 32,0

12 99,2 32,3

14 98,8 32,7

16 101,1 33,1

18 101,4 33,5

20 100,8 33,8

PENGUJIAN KE-2




Sudut : 0


Uji/Pemancar (C)

Suhu Benda

Hitam/Penerima

Pancaran (C)

0 99,8 30,0

2 98,4 30,5

4 100,8 31,0

6 102,1 31,5

8 101,2 32,0

10 99,7 32,4

12 98,5 32,8

14 101,0 33,3

16 102,1 33,8

18 101,1 34,2

20 99,5 34,6

108

PENGUJIAN KE-3




Sudut : 0


Uji/Pemancar (C)

Suhu Benda

Hitam/Penerima

Pancaran (C)

0 101,8 30,0

2 102,2 31,2

4 101,2 32,0

6 99,4 32,7

8 98,5 33,5

10 101,0 34,2

12 101,9 34,9

14 100,9 35,6

16 99,2 36,2

18 98,6 36,9

20 101,3 37,5

PENGUJIAN KE-4




Sudut : 0


Uji/Pemancar (C)

Suhu Benda

Hitam/Penerima

Pancaran (C)

0 99,2 30,0

2 101,8 31,1

4 101,3 31,9

6 99,8 32,7

8 98,5 33,5

10 100,9 34,2

12 101,4 35,0

14 100,4 35,7

16 98,7 36,3

18 99,7 36,9

20 101,6 37,5

109


Hari/ Tanggal : SENIN, 22 DESEMBER 2014





PENGUJIAN KE-1




Sudut : 0


Uji/Pemancar (C)

Suhu Benda

Hitam/Penerima

Pancaran (C)

0 102,3 30,0

2 101,4 30,4

4 100,0 30,9

6 98,6 31,3

8 99,6 31,8

10 101,2 32,2

12 101,0 32,6

14 100,1 33,0

16 98,9 33,4

18 99,4 33,8

20 101,2 34,2

PENGUJIAN KE-2




Sudut : 0


Uji/Pemancar (C)

Suhu Benda

Hitam/Penerima

Pancaran (C)

0 101,5 30,0

2 99,9 30,5

4 98,5 31,1

6 100,8 31,7

8 101,9 32,2

10 100,9 32,7

12 99,4 33,2

14 98,8 33,8

16 101,6 34,2

18 101,7 34,7

20 100,6 35,2

110

PENGUJIAN KE-3




Sudut : 0


Uji/Pemancar (C)

Suhu Benda

Hitam/Penerima

Pancaran (C)

0 102,9 30,0

2 101,9 31,2

4 100,2 32,1

6 98,5 32,8

8 100,2 33,6

10 101,9 34,4

12 100,9 35,2

14 99,2 35,8

16 98,9 36,5

18 101,7 37,1

20 101,6 37,7

PENGUJIAN KE-4




Sudut : 0


Uji/Pemancar (C)

Suhu Benda

Hitam/Penerima

Pancaran (C)

0 99,3 30,0

2 98,5 31,0

4 101 31,8

6 101,5 32,7

8 100,7 33,5

10 99,3 34,2

12 98,7 35,0

14 101,0 35,7

16 101,5 36,4

18 100,6 37,0

20 99,3 37,6

111

RATA-RATA KENAIKAN SUHU PENERIMA PANAS DALAM PENGUJIAN SPESIMEN

UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN PADA ALAT PERAGA

PERPINDAHAN PANAS RADIASI

Spesimen Uji : Aluminium Polishing

Waktu Data 1 Data 2 Data 3 Rata-

Rata

0 30,0 30,0 30,0 30,0

2 30,4 30,4 30,4 30,4

4 30,8 30,8 30,9 30,8

6 31,1 31,2 31,3 31,2

8 31,5 31,6 31,8 31,6

10 31,9 32,0 32,2 32,0

12 32,2 32,3 32,6 32,4

14 32,6 32,7 33,0 32,8

16 33,0 33,1 33,4 33,2

18 33,3 33,5 33,8 33,5

20 33,6 33,8 34,2 33,9

Spesimen Uji : Aluminium Roughing


Rata

0 30,0 30,0 30,0 30,0

2 30,5 30,5 30,5 30,5

4 31,0 31,0 31,1 31,0

6 31,5 31,5 31,7 31,6

8 32,0 32,0 32,2 32,1

10 32,5 32,4 32,7 32,5

12 33,0 32,8 33,2 33,0

14 33,5 33,3 33,8 33,5

16 33,9 33,8 34,2 34,0

18 34,4 34,2 34,7 34,4

20 34,8 34,6 35,2 34,9

112

Spesimen Uji : Aluminium Paint-Black Doff


Rata

0 30,0 30,0 30,0 30,0

2 30,9 31,2 31,2 31,1

4 31,8 32,0 32,1 32,0

6 32,6 32,7 32,8 32,7

8 33,4 33,5 33,6 33,5

10 34,2 34,2 34,4 34,3

12 34,9 34,9 35,2 35,0

14 35,6 35,6 35,8 35,7

16 36,3 36,2 36,5 36,3

18 36,9 36,9 37,1 37,0

20 37,5 37,5 37,7 37,6

Spesimen Uji : Aluminium Paint-White


Rata

0 30,0 30,0 30,0 30,0

2 30,9 31,1 31,0 31,0

4 31,7 31,9 31,8 31,8

6 32,4 32,7 32,7 32,6

8 33,0 33,5 33,5 33,3

10 33,7 34,2 34,2 34,0

12 34,5 35,0 35,0 34,8

14 35,1 35,7 35,7 35,5

16 35,7 36,3 36,4 36,1

18 36,3 36,9 37,0 36,7

20 36,8 37,5 37,6 37,3

Semarang, 20 Januari 2015

Mahasiswa

Kharis Burhani

NIM 5201410063

mengetahui,

Teknisi/Laboran Kepala Laboratorium

Lab. Prestasi Mesin Unnes Jurusan TeknikMesin Unnes

________________________ Rusiyanto, S.Pd., M.T

NIP. NIP

113

REKAPITULASI RATA-RATA KENAIKAN SUHU PENERIMA PANAS DALAM

PENGUJIAN SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN

PADA ALAT PERAGA PERPINDAHAN PANAS RADIASI

Tabel 28. Rekap pengujian spesimen dengan beda perlakuan permukaan

Waktu Al-Polish Al-Rough Al-Black Al-White

0 30,0 30,0 30,0 30,0

2 30,4 30,5 31,1 31,0

4 30,8 31,0 32,0 31,8

6 31,2 31,6 32,7 32,6

8 31,6 32,1 33,5 33,3

10 32,0 32,5 34,3 34,0

12 32,4 33,0 35,0 34,8

14 32,8 33,5 35,7 35,5

16 33,2 34,0 36,3 36,1

18 33,5 34,4 37,0 36,7

20 33,9 34,9 37,6 37,3

Gambar 10. Grafik hasil rata-rata pengukuran suhu benda hitam pada pengujian

spesimen

114

Lampiran 2

ANALISIS PERHITUNGAN LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI

PADA PENGUJIAN SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN

PERMUKAAN

1. Analisis Laju Perpindahan Panas

Analisis perhitungan laju perpindahan panas radiasi pada pengujian spesimen uji

ini dimaksudkan untuk menghitung besarnya laju perpindahan panas masing-masing

spesimen uji. Hasil dari pengukuran spesimen uji pada ketiga pengujian yang telah

dilakukan, dimasukkan ke dalam tabel analisis untuk menghitung seberapa besar laju

panas yang berpindah dari spesimen uji kepada penerima panas alat peraga selama

selang waktu 20 menit. Laju perpindahan panas yang dihitung adalah laju perpindahan

panas saat pengambilan data dilakukan.

Berikut ini adalah data yang harus dihitung terlebih dahulu sebelum proses

analisis data dilakukan.

2. Rumus Perhitungan Laju Perpindahan Panas Radiasi

Dengan : Laju pancaran energi radiasi suatu benda

dalamWatt.

: Faktor emisivitas bahan/permukaan.

: Faktor pandang/faktor geometri.

: Luas permukaan pancaran m²

: Suhu mutlak permukaan pancaran benda hitam

dalam K.

: Konstanta Stefan-Boltzmann dengan nilai

watt/ .

3. Faktor Emisivitas (ε)

No. Bahan/Permukaan Emisivitas (ε)

1 Aluminium Dipoles * 0,039

2 Aluminium Pelat Kasar * 0,07

3 White Paint on Metallic Substrate ** 0,96

4 Black Paint on Metallic Substrate ** 0,97

* (Koestoer, 2002: 442)

**(Incropera dan Dewitt, 1987: 774)

4. Luas Permukaan Pancaran Spesimen Uji ( )

Diameter pancaran spesimen uji (D) : 16 cm = 0,16 m

115

Luas Permukaan = . π . D²

= (0,25) . (3,14) . (0,16 m)²

= 0,02 m²

Jadi, luas permukaan pancarannya adalah 0,02 m².

5. Faktor Geometris / Faktor Pandang ( )

Jari-jari spesimen uji ( ) = Jari-jari penerima pancaran/benda hitam ( ) = 8 cm

Jarak pengujian (L) = 4 cm.

Jadi, Faktor Geometris dari spesimen uji ke benda hitam (penerima pancaran)

adalah sebesar 0,61.

Hasil dari perhitungan/data emisivitas, luas penampang dan faktor geometris

kemudian dimasukkan kedalam tabel analisis perhitungan laju perpindahan panas.

116

6. Contoh Perhitungan Laju Perpindahan Panas

Hasil pembacaan suhu pada pengujian spesimen uji Al-Polishing pada menit ke-dua

pada pengujian adalah 102,3 °C dan pembacaan suhu pada benda hitam adalah

30,4 °C. Maka, untuk menghitung laju perpindahan panasnya adalah sebagai

berikut:

Diketahui,

Faktor emisivitas ( ) : 0,039

Faktor geometris ( ) : 0,61

Luas Permukaan Pancaran ( ) : 0,02 m²

Konstanta Stefan-Boltzmann ( ) = watt/ .

Suhu mutlak pemancar panas spesimen uji ( ) = 102,3 °C = 376,5 K

Suhu mutlak penerima panas benda hitam( ) = 30,4 °C = 303,4 K

Hasil dari perhitungan/data emisivitas, luas penampang dan faktor geometris

kemudian dimasukkan kedalam tabel analisis perhitungan laju perpindahan panas.

117

ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI

PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN

DATA PENGUJIAN 1-1

Spesimen Uji : Aluminium Polishing Set Value Spesimen : 100° C

Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30° C

Jarak Spesimen: 4 cm Kec. Perisai Udara : --

Sudut : 0° Pengujian ke- : 1

Ket : * Emisivitas Bahan menurut Koestoer (2002: 442).

Waktu

Suhu

Pemancar

(T1)

Suhu

Penerima

(T2)

Jari-Jari

Spesimen

(m)

Suhu

Mutlak

T1

Suhu

Mutlak

T2

(T1⁴-T2⁴)

Konstansta

Stefan-

Boltzmann

(σ)

Luas

(m²)

Emisivitas

Spesimen

Uji (ε) *

Faktor

Geometris

(Fg)

Laju Perpindahan

Panas Radiasi

(Watt)

0 102,3 30,0 0,08 375,3 303,0 11409855372 5,67 x 100,31 0,61 0,039 0,02 ⁸־

2 103,5 30,4 0,08 376,5 303,4 11620210682 5,67 x 100,31 0,61 0,039 0,02 ⁸־

4 103,4 30,8 0,08 376,4 303,8 11554097340 5,67 x 100,31 0,61 0,039 0,02 ⁸־

6 102,2 31,1 0,08 375,2 304,1 11265651499 5,67 x 100,31 0,61 0,039 0,02 ⁸־

8 100,6 31,5 0,08 373,6 304,5 10884683003 5,67 x 100,30 0,61 0,039 0,02 ⁸־

10 98,9 31,9 0,08 371,9 304,9 10487241063 5,67 x 100,28 0,61 0,039 0,02 ⁸־

12 98,7 32,2 0,08 371,7 305,2 10412060465 5,67 x 100,28 0,61 0,039 0,02 ⁸־

14 101,0 32,6 0,08 374,0 305,6 10843349253 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־

16 101,6 33,0 0,08 374,6 306,0 10923450033 5,67 x 100,30 0,61 0,039 0,02 ⁸־

18 101,1 33,3 0,08 374,1 306,3 10784094988 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־

20 100,0 33,6 0,08 373,0 306,6 10520209348 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־

118



DATA PENGUJIAN 1-2

Spesimen Uji : Aluminium Roughing Set Value Spesimen : 100° C





Waktu

Suhu

Pemancar

(T1)

Suhu

Penerima

(T2)

Jari-Jari

Spesimen

(m)

Suhu

Mutlak

T1

Suhu

Mutlak

T2

(T1⁴-T2⁴)

Konstansta

Stefan-

Boltzmann

(σ)

Luas

(m²)

Emisivitas

Spesimen

Uji (ε) *

Faktor

Geometris

(Fg)

Laju Perpindahan

Panas Radiasi

(Watt)

0 102,0 30,0 0,08 375,0 303,0 11346498144 5,67 x 100,55 0,61 0,07 0,02 ⁸־

2 100,8 30,5 0,08 373,8 303,5 11038811435 5,67 x 100,54 0,61 0,07 0,02 ⁸־

4 99,3 31,0 0,08 372,3 304,0 10671263785 5,67 x 100,52 0,61 0,07 0,02 ⁸־

6 99,1 31,5 0,08 372,1 304,5 10573686540 5,67 x 100,51 0,61 0,07 0,02 ⁸־

8 101,5 32,0 0,08 374,5 305,0 11016482000 5,67 x 100,54 0,61 0,07 0,02 ⁸־

10 101,0 32,5 0,08 374,0 305,5 10854759811 5,67 x 100,53 0,61 0,07 0,02 ⁸־

12 99,5 33,0 0,08 372,5 306,0 10485596418 5,67 x 100,51 0,61 0,07 0,02 ⁸־

14 98,8 33,5 0,08 371,8 306,5 10283835243 5,67 x 100,50 0,61 0,07 0,02 ⁸־

16 101,4 33,9 0,08 374,4 306,9 10777825674 5,67 x 100,52 0,61 0,07 0,02 ⁸־

18 101,2 34,4 0,08 374,2 307,4 10677920190 5,67 x 100,52 0,61 0,07 0,02 ⁸־

20 99,8 34,8 0,08 372,8 307,8 10339569163 5,67 x 100,50 0,61 0,07 0,02 ⁸־

119



DATA PENGUJIAN 1-3

Spesimen Uji : Aluminium Painting-Black Doff Set Value Spesimen : 100° C




Ket : * Emisivitas Bahan menurut Incropera dan Dewitt (1990: 753).

Waktu

Suhu

Pemancar

(T1)

Suhu

Penerima

(T2)

Jari-Jari

Spesimen

(m)

Suhu

Mutlak

T1

Suhu

Mutlak

T2

(T1⁴-T2⁴)

Konstansta

Stefan-

Boltzmann

(σ)

Luas

(m²)

Emisivitas

Spesimen

Uji (ε) *

Faktor

Geometris

(Fg)

Laju Perpindahan

Panas Radiasi

(Watt)

0 101,8 30,0 0,08 374,8 303,0 11304344382 5,67 x 107,62 0,61 0,97 0,02 ⁸־

2 100,7 30,9 0,08 373,7 303,9 10973109706 5,67 x 107,40 0,61 0,97 0,02 ⁸־

4 98,9 31,8 0,08 371,9 304,8 10498573377 5,67 x 107,08 0,61 0,97 0,02 ⁸־

6 99,7 32,6 0,08 372,7 305,6 10572733467 5,67 x 107,13 0,61 0,97 0,02 ⁸־

8 101,4 33,4 0,08 374,4 306,4 10835496901 5,67 x 107,31 0,61 0,97 0,02 ⁸־

10 100,1 34,2 0,08 373,1 307,2 10471600852 5,67 x 107,06 0,61 0,97 0,02 ⁸־

12 98,6 34,9 0,08 371,6 307,9 10080401111 5,67 x 106,80 0,61 0,97 0,02 ⁸־

14 100,5 35,6 0,08 373,5 308,6 10391370618 5,67 x 107,01 0,61 0,97 0,02 ⁸־

16 101,3 36,3 0,08 374,3 309,3 10476069989 5,67 x 107,06 0,61 0,97 0,02 ⁸־

18 100,0 36,9 0,08 373,0 309,9 10133579276 5,67 x 106,83 0,61 0,97 0,02 ⁸־

20 98,6 37,5 0,08 371,6 310,5 9772961748 5,67 x 106,59 0,61 0,97 0,02 ⁸־

120



DATA PENGUJIAN 1-4

Spesimen Uji : Aluminium Painting-White Set Value Spesimen : 100° C





Waktu

Suhu

Pemancar

(T1)

Suhu

Penerima

(T2)

Jari-Jari

Spesimen

(m)

Suhu

Mutlak

T1

Suhu

Mutlak

T2

(T1⁴-T2⁴)

Konstansta

Stefan-

Boltzmann

(σ)

Luas

(m²)

Emisivitas

Spesimen

Uji (ε) *

Faktor

Geometris

(Fg)

Laju Perpindahan

Panas Radiasi

(Watt)

0 101,9 30,0 0,08 374,9 303,0 11325412830 5,67 x 107,56 0,61 0,96 0,02 ⁸־

2 102,4 30,9 0,08 375,4 303,9 11330415907 5,67 x 107,56 0,61 0,96 0,02 ⁸־

4 101,5 31,7 0,08 374,5 304,7 11050478949 5,67 x 107,37 0,61 0,96 0,02 ⁸־

6 100,0 32,4 0,08 373,0 305,4 10657742434 5,67 x 107,11 0,61 0,96 0,02 ⁸־

8 98,4 33,0 0,08 371,4 306,0 10259180313 5,67 x 106,85 0,61 0,96 0,02 ⁸־

10 99,7 33,7 0,08 372,7 306,7 10446476059 5,67 x 106,97 0,61 0,96 0,02 ⁸־

12 101,8 34,5 0,08 374,8 307,5 10792352449 5,67 x 107,20 0,61 0,96 0,02 ⁸־

14 101,5 35,1 0,08 374,5 308,1 10659261191 5,67 x 107,11 0,61 0,96 0,02 ⁸־

16 100,3 35,7 0,08 373,3 308,7 10337959419 5,67 x 106,90 0,61 0,96 0,02 ⁸־

18 98,7 36,3 0,08 371,7 309,3 9936354217 5,67 x 106,63 0,61 0,96 0,02 ⁸־

20 99,1 36,8 0,08 372,1 309,8 9959331046 5,67 x 106,65 0,61 0,96 0,02 ⁸־

121



DATA PENGUJIAN 2-1






Waktu

Suhu

Pemancar

(T1)

Suhu

Penerima

(T2)

Jari-Jari

Spesimen

(m)

Suhu

Mutlak

T1

Suhu

Mutlak

T2

(T1⁴-T2⁴)

Konstansta

Stefan-

Boltzmann

(σ)

Luas

(m²)

Emisivitas

Spesimen

Uji (ε) *

Faktor

Geometris

(Fg)

Laju Perpindahan

Panas Radiasi

(Watt)

0 100,2 30,0 0,08 373,2 303,0 10969535656 5,67 x 100,30 0,61 0,039 0,02 ⁸־

2 98,9 30,4 0,08 371,9 303,4 10656058520 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־

4 99,1 30,8 0,08 372,1 303,8 10652467645 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־

6 101,2 31,2 0,08 374,2 304,2 11043965041 5,67 x 100,30 0,61 0,039 0,02 ⁸־

8 101,2 31,6 0,08 374,2 304,6 10998836206 5,67 x 100,30 0,61 0,039 0,02 ⁸־

10 100,3 32,0 0,08 373,3 305,0 10765577326 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־

12 99,2 32,3 0,08 372,2 305,3 10503599717 5,67 x 100,28 0,61 0,039 0,02 ⁸־

14 98,8 32,7 0,08 371,8 305,7 10375613691 5,67 x 100,28 0,61 0,039 0,02 ⁸־

16 101,1 33,1 0,08 374,1 306,1 10807062058 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־

18 101,4 33,5 0,08 374,4 306,5 10823985216 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־

20 100,8 33,8 0,08 373,8 306,8 10663728979 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־

122



DATA PENGUJIAN 2-2






Waktu

Suhu

Pemancar

(T1)

Suhu

Penerima

(T2)

Jari-Jari

Spesimen

(m)

Suhu

Mutlak

T1

Suhu

Mutlak

T2

(T1⁴-T2⁴)

Konstansta

Stefan-

Boltzmann

(σ)

Luas

(m²)

Emisivitas

Spesimen

Uji (ε) *

Faktor

Geometris

(Fg)

Laju Perpindahan

Panas Radiasi

(Watt)

0 99,8 30,0 0,08 372,8 303,0 10886503445 5,67 x 100,53 0,61 0,07 0,02 ⁸־

2 98,4 30,5 0,08 371,4 303,5 10542214209 5,67 x 100,51 0,61 0,07 0,02 ⁸־

4 100,8 31,0 0,08 373,8 304,0 10982760979 5,67 x 100,53 0,61 0,07 0,02 ⁸־

6 102,1 31,5 0,08 375,1 304,5 11199448054 5,67 x 100,54 0,61 0,07 0,02 ⁸־

8 101,2 32,0 0,08 374,2 305,0 10953529232 5,67 x 100,53 0,61 0,07 0,02 ⁸־

10 99,7 32,4 0,08 372,7 305,4 10595543383 5,67 x 100,52 0,61 0,07 0,02 ⁸־

12 98,5 32,8 0,08 371,5 305,8 10302580284 5,67 x 100,50 0,61 0,07 0,02 ⁸־

14 101,0 33,3 0,08 374,0 306,3 10763161144 5,67 x 100,52 0,61 0,07 0,02 ⁸־

16 102,1 33,8 0,08 375,1 306,8 10936743757 5,67 x 100,53 0,61 0,07 0,02 ⁸־

18 101,1 34,2 0,08 374,1 307,2 10680185035 5,67 x 100,52 0,61 0,07 0,02 ⁸־

20 99,5 34,6 0,08 372,5 307,6 10300776407 5,67 x 100,50 0,61 0,07 0,02 ⁸־

123



DATA PENGUJIAN 2-3

Spesimen Uji : Aluminium Painting-Black Doff Set Value Spesimen : .100° C


Jarak Spesimen: 4 cm Kec. Perisai Udara : 0



Waktu

Suhu

Pemancar

(T1)

Suhu

Penerima

(T2)

Jari-Jari

Spesimen

(m)

Suhu

Mutlak

T1

Suhu

Mutlak

T2

(T1⁴-T2⁴)

Konstansta

Stefan-

Boltzmann

(σ)

Luas

(m²)

Emisivitas

Spesimen

Uji (ε) *

Faktor

Geometris

(Fg)

Laju Perpindahan

Panas Radiasi

(Watt)

0 101,8 30,0 0,08 372,3 303,0 11304344382 5,67 x 107,62 0,61 0,97 0,02 ⁸־

2 102,2 31,2 0,08 371,5 304,2 11254397070 5,67 x 107,59 0,61 0,97 0,02 ⁸־

4 101,2 32,0 0,08 374,1 305,0 10953529232 5,67 x 107,38 0,61 0,97 0,02 ⁸־

6 99,4 32,7 0,08 374,5 305,7 10499262669 5,67 x 107,08 0,61 0,97 0,02 ⁸־

8 98,5 33,5 0,08 373,6 306,5 10222234815 5,67 x 106,89 0,61 0,97 0,02 ⁸־

10 101 34,2 0,08 372,0 307,2 10659251191 5,67 x 107,19 0,61 0,97 0,02 ⁸־

12 101,9 34,9 0,08 371,8 307,9 10766808369 5,67 x 107,26 0,61 0,97 0,02 ⁸־

14 100,9 35,6 0,08 374,4 308,6 10474871180 5,67 x 107,06 0,61 0,97 0,02 ⁸־

16 99,2 36,2 0,08 374,5 309,2 10051100569 5,67 x 106,78 0,61 0,97 0,02 ⁸־

18 98,6 36,9 0,08 373,4 309,9 9844598688 5,67 x 106,64 0,61 0,97 0,02 ⁸־

20 101,3 37,5 0,08 371,9 310,5 10333210993 5,67 x 106,97 0,61 0,97 0,02 ⁸־

124



DATA PENGUJIAN 2-4

Spesimen Uji : Aluminium Painting-White Set Value Spesimen : .100° C





Waktu

Suhu

Pemancar

(T1)

Suhu

Penerima

(T2)

Jari-Jari

Spesimen

(m)

Suhu

Mutlak

T1

Suhu

Mutlak

T2

(T1⁴-T2⁴)

Konstansta

Stefan-

Boltzmann

(σ)

Luas

(m²)

Emisivitas

Spesimen

Uji (ε) *

Faktor

Geometris

(Fg)

Laju Perpindahan

Panas Radiasi

(Watt)

0 99,2 30,0 0,08 372,2 303,0 10762455277 5,67 x 107,18 0,61 0,96 0,02 ⁸־

2 101,8 31,1 0,08 374,8 303,7 11181276475 5,67 x 107,46 0,61 0,96 0,02 ⁸־

4 101,3 31,9 0,08 374,3 304,5 10985840143 5,67 x 107,33 0,61 0,96 0,02 ⁸־

6 99,8 32,7 0,08 372,8 305,2 10582028039 5,67 x 107,06 0,61 0,96 0,02 ⁸־

8 98,5 33,5 0,08 371,5 306,0 10222234815 5,67 x 106,82 0,61 0,96 0,02 ⁸־

10 100,9 34,2 0,08 373,9 306,6 10638334132 5,67 x 107,10 0,61 0,96 0,02 ⁸־

12 101,4 35,0 0,08 374,4 307,2 10649953055 5,67 x 107,11 0,61 0,96 0,02 ⁸־

14 100,4 35,7 0,08 373,4 307,9 10358775955 5,67 x 106,91 0,61 0,96 0,02 ⁸־

16 98,7 36,3 0,08 371,7 308,5 9936354217 5,67 x 106,63 0,61 0,96 0,02 ⁸־

18 99,7 36,9 0,08 372,7 309,1 10071380225 5,67 x 106,72 0,61 0,96 0,02 ⁸־

20 101,6 37,5 0,08 374,6 309,6 10396214224 5,67 x 106,94 0,61 0,96 0,02 ⁸־

125



DATA PENGUJIAN 3-1






Waktu

Suhu

Pemancar

(T1)

Suhu

Penerima

(T2)

Jari-Jari

Spesimen

(m)

Suhu

Mutlak

T1

Suhu

Mutlak

T2

(T1⁴-T2⁴)

Konstansta

Stefan-

Boltzmann

(σ)

Luas

Spesi

men

(m²)

Emisivitas

Spesimen

Uji (ε) *

Faktor

Geometris

(Fg)

Laju Perpindahan

Panas Radiasi

(Watt)

0 102,3 30,0 0,08 375,3 303,0 11409855372 5,67 x 100,31 0,61 0,039 0,02 ⁸־

2 101,4 30,4 0,08 374,4 303,4 11175641853 5,67 x 100,30 0,61 0,039 0,02 ⁸־

4 100,0 30,9 0,08 373,0 303,9 10827393827 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־

6 98,6 31,3 0,08 371,6 304,3 10493417702 5,67 x 100,28 0,61 0,039 0,02 ⁸־

8 99,6 31,8 0,08 372,6 304,8 10643005081 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־

10 101,2 32,2 0,08 374,2 305,2 10930808797 5,67 x 100,30 0,61 0,039 0,02 ⁸־

12 101,0 32,6 0,08 374,0 305,6 10843349253 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־

14 100,1 33,0 0,08 373,1 306,0 10609944541 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־

16 98,9 33,4 0,08 371,9 306,4 10315913568 5,67 x 100,28 0,61 0,039 0,02 ⁸־

18 99,4 33,8 0,08 372,4 306,8 10372881500 5,67 x 100,28 0,61 0,039 0,02 ⁸־

20 101,2 34,2 0,08 374,2 307,2 10701135672 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־

126



DATA PENGUJIAN 3-2






Waktu

Suhu

Pemancar

(T1)

Suhu

Penerima

(T2)

Jari-Jari

Spesimen

(m)

Suhu

Mutlak

T1

Suhu

Mutlak

T2

(T1⁴-T2⁴)

Konstansta

Stefan-

Boltzmann

(σ)

Luas

(m²)

Emisivitas

Spesimen

Uji (ε) *

Faktor

Geometris

(Fg)

Laju Perpindahan

Panas Radiasi

(Watt)

0 101,5 30,0 0,08 374,5 303,0 11241240144 5,67 x 100,55 0,61 0,07 0,02 ⁸־

2 99,9 30,5 0,08 372,9 303,5 10851462340 5,67 x 100,53 0,61 0,07 0,02 ⁸־

4 98,5 31,1 0,08 371,5 304,1 10495420762 5,67 x 100,51 0,61 0,07 0,02 ⁸־

6 100,8 31,7 0,08 373,8 304,7 10903824360 5,67 x 100,53 0,61 0,07 0,02 ⁸־

8 101,9 32,2 0,08 374,9 305,2 11077934250 5,67 x 100,54 0,61 0,07 0,02 ⁸־

10 100,9 32,7 0,08 373,9 305,7 10811010430 5,67 x 100,53 0,61 0,07 0,02 ⁸־

12 99,4 33,2 0,08 372,4 306,2 10441985485 5,67 x 100,51 0,61 0,07 0,02 ⁸־

14 98,8 33,8 0,08 371,8 306,8 10249232521 5,67 x 100,50 0,61 0,07 0,02 ⁸־

16 101,6 34,2 0,08 374,6 307,2 10785106344 5,67 x 100,52 0,61 0,07 0,02 ⁸־

18 101,7 34,7 0,08 374,7 307,7 10748017317 5,67 x 100,52 0,61 0,07 0,02 ⁸־

20 100,6 35,2 0,08 373,6 308,2 10459152000 5,67 x 100,51 0,61 0,07 0,02 ⁸־

127



DATA PENGUJIAN 3-3

Spesimen Uji : Aluminium Painting-Black Doff Set Value Spesimen : 100° C





Waktu

Suhu

Pemancar

(T1)

Suhu

Penerima

(T2)

Jari-Jari

Spesimen

(m)

Suhu

Mutlak

T1

Suhu

Mutlak

T2

(T1⁴-T2⁴)

Konstansta

Stefan-

Boltzmann

(σ)

Luas

(m²)

Emisivitas

Spesimen

Uji (ε) *

Faktor

Geometris

(Fg)

Laju Perpindahan

Panas Radiasi

(Watt)

0 102,9 30,0 0,08 375,9 303,0 11537026426 5,67 x 107,77 0,61 0,97 0,02 ⁸־

2 101,9 31,2 0,08 374,9 304,2 11191090494 5,67 x 107,55 0,61 0,97 0,02 ⁸־

4 100,2 32,1 0,08 373,2 305,1 10733422880 5,67 x 107,24 0,61 0,97 0,02 ⁸־

6 98,5 32,8 0,08 371,5 305,8 10302580284 5,67 x 106,95 0,61 0,97 0,02 ⁸־

8 100,2 33,6 0,08 373,2 306,6 10561758845 5,67 x 107,12 0,61 0,97 0,02 ⁸־

10 101,9 34,4 0,08 374,9 307,4 10825045644 5,67 x 107,30 0,61 0,97 0,02 ⁸־

12 100,9 35,2 0,08 373,9 308,2 10521802555 5,67 x 107,09 0,61 0,97 0,02 ⁸־

14 99,2 35,8 0,08 372,2 308,8 10098306395 5,67 x 106,81 0,61 0,97 0,02 ⁸־

16 98,9 36,5 0,08 371,9 309,5 9953776223 5,67 x 106,71 0,61 0,97 0,02 ⁸־

18 101,7 37,1 0,08 374,7 310,1 10465053105 5,67 x 107,06 0,61 0,97 0,02 ⁸־

20 101,6 37,7 0,08 374,6 310,7 10372242769 5,67 x 106,99 0,61 0,97 0,02 ⁸־

128



DATA PENGUJIAN 3-4

Spesimen Uji : Aluminium Painting-White Set Value Spesimen : 100° C





Waktu

Suhu

Pemancar

(T1)

Suhu

Penerima

(T2)

Jari-Jari

Spesimen

(m)

Suhu

Mutlak

T1

Suhu

Mutlak

T2

(T1⁴-T2⁴)

Konstansta

Stefan-

Boltzmann

(σ)

Luas

Spesi

men

(m²)

Emisivitas

Spesimen

Uji (ε) *

Faktor

Geometris

(Fg)

Laju Perpindahan

Panas Radiasi

(Watt)

0 99,3 30,0 0,08 372,3 303,0 10783088360 5,67 x 107,20 0,61 0,96 0,02 ⁸־

2 98,5 31,0 0,08 371,5 304,0 10506664094 5,67 x 107,01 0,61 0,96 0,02 ⁸־

4 101,0 31,8 0,08 374,0 304,8 10934320535 5,67 x 107,30 0,61 0,96 0,02 ⁸־

6 101,5 32,7 0,08 374,5 305,7 10936764738 5,67 x 107,30 0,61 0,96 0,02 ⁸־

8 100,7 33,5 0,08 373,7 306,5 10677448185 5,67 x 107,12 0,61 0,96 0,02 ⁸־

10 99,3 34,2 0,08 372,3 307,2 10305936656 5,67 x 106,88 0,61 0,96 0,02 ⁸־

12 98,7 35,0 0,08 371,7 308,0 10089253030 5,67 x 106,73 0,61 0,96 0,02 ⁸־

14 101,0 35,7 0,08 374,0 308,7 10484026843 5,67 x 107,00 0,61 0,96 0,02 ⁸־

16 101,5 36,4 0,08 374,5 309,4 10506213717 5,67 x 107,01 0,61 0,96 0,02 ⁸־

18 100,6 37,0 0,08 373,6 310,0 10246517763 5,67 x 106,84 0,61 0,96 0,02 ⁸־

20 99,3 37,6 0,08 372,3 310,6 9905064597 5,67 x 106,61 0,61 0,96 0,02 ⁸־

129

RERATA HASIL BESAR LAJU PERPINDAHAN PANAS SECARA

RADIASI DENGAN VARIASI SPESIMEN UJI

Spesimen Uji : Al-Polishing Set Value Spesimen : .100° C



Sudut : 0°

Waktu Laju Perpindahan Panas (Watt)

Data 1 Data 2 Data 3 Rata-Rata

0 0,31 0,30 0,31 0,31

2 0,31 0,29 0,30 0,30

4 0,31 0,29 0,29 0,30

6 0,31 0,30 0,28 0,30

8 0,30 0,30 0,29 0,29

10 0,28 0,29 0,30 0,29

12 0,28 0,28 0,29 0,29

14 0,29 0,28 0,29 0,29

16 0,30 0,29 0,28 0,29

18 0,29 0,29 0,28 0,29

20 0,29 0,29 0,29 0,29

Spesimen Uji : Al-Roughing Set Value Spesimen : .100° C



Sudut : 0°



0 0,55 0,53 0,55 0,54

2 0,54 0,51 0,53 0,53

4 0,52 0,53 0,51 0,52

6 0,51 0,54 0,53 0,53

8 0,54 0,53 0,54 0,54

10 0,53 0,52 0,53 0,52

12 0,51 0,50 0,51 0,51

14 0,50 0,52 0,50 0,51

16 0,52 0,53 0,52 0,53

18 0,52 0,52 0,52 0,52

20 0,50 0,50 0,51 0,50

130

Spesimen Uji : Al-Paint Black Doff Set Value Spesimen : .100° C



Sudut : 0°



0 7,62 7,62 7,77 7,67

2 7,40 7,59 7,55 7,51

4 7,08 7,38 7,24 7,23

6 7,13 7,08 6,95 7,05

8 7,31 6,89 7,12 7,11

10 7,06 7,19 7,30 7,18

12 6,80 7,26 7,09 7,05

14 7,01 7,06 6,81 6,96

16 7,06 6,78 6,71 6,85

18 6,83 6,64 7,06 6,84

20 6,59 6,97 6,99 6,85

Spesimen Uji : Al-Paint White Set Value Spesimen : .100° C



Sudut : 0°



0 7,56 7,18 7,20 7,31

2 7,56 7,46 7,01 7,34

4 7,37 7,33 7,30 7,33

6 7,11 7,06 7,30 7,16

8 6,85 6,82 7,12 6,93

10 6,97 7,10 6,88 6,98

12 7,20 7,11 6,73 7,01

14 7,11 6,91 7,00 7,01

16 6,90 6,63 7,01 6,85

18 6,63 6,72 6,84 6,73

20 6,65 6,94 6,61 6,73

131

REKAPITULASI RERATA LAJU PERPINDAHAN PANAS PADA

SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN


Al-Polish Al-Roughing Al-Black Al-White

0 0,31 0,54 7,67 7,31

2 0,30 0,53 7,51 7,34

4 0,30 0,52 7,23 7,33

6 0,30 0,53 7,05 7,16

8 0,29 0,54 7,11 6,93

10 0,29 0,52 7,18 6,98

12 0,29 0,51 7,05 7,01

14 0,29 0,51 6,96 7,01

16 0,29 0,53 6,85 6,85

18 0,29 0,52 6,84 6,73

20 0,29 0,50 6,85 6,73

Rata-rata 0,29 0,52 7,12 7,03

GRAFIK RERATA LAJU PERPINDAHAN PANAS PADA SPESIMEN UJI

DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN

132

Lampiran 3

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)

Disusun oleh :


NIM. : 5201410063

Prodi : PTM, S1

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK


2014

133

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)

A. Identitas

Nama Institusi : Universitas Negeri Semarang

Program Pendidikan : Pendidikan Teknik Mesin, S1

Mata Kuliah : Perpindahan Kalor Dasar

Semester : Gasal

Standar Kompetensi : Perpindahan Panas secara Radiasi

Kompetensi Dasar : Menjelaskan pengertian, proses, dan menghitung besar laju

perpindahan panas secara radiasi

Indikator : - Mahasiswa memahami prinsip perpindahan panas

secara radiasi

- Mahasiswa menganalisis besar laju perpindahan

secara radiasi

Alokasi Waktu : 1 x 90 menit (2 sks)

B. Tujuan Pembelajaran

1. Mahasiswa dapat menjelaskan prinsip perpindahan panas secara radiasi dengan

benar.

2. Mahasiswa dapat menganalisis besar laju perpindahan panas secara radiasi dengan

benar.

C. Materi Pembelajaran

1. Penjelasan prinsip perpindahan panas secara radiasi.

2. Penjelasan analisis besar laju perpindahan panas secara radiasi.

D. Metode Pembelajaran

1. Ceramah.

2. Demonstrasi.

E. Kegiatan Pembelajaran

No. Kegiatan Pembelajaran Waktu

1. Kegiatan Awal

a. Membuka pelajaran dengan salam

b. Presensi kehadiran mahasiswa

c. Pemberian motivasi

Menyampaikan pengertian dan jenis – jenis

perpindahan panas.

Mahasiswa diminta untuk menyebutkan contoh jenis

perpindahan panas dalam kehidupan nyata.

d. Menyampaikan tujuan pembelajaran

5 menit

2. Kegiatan Inti

a. Menyebutkan contoh dari perpindahan panas secara

20 menit

134

radiasi.

b. Menjelaskan pengertian perpindahan panas secara

radiasi.

c. Menjelaskan prinsip perpindahan panas secara radiasi.

d. Menjelaskan perhitungan besar laju perpindahan panas

secara radiasi.

e. Mendemonstrasikan perpindahan panas secara radiasi

menggunakan media belajar.

f. Mendiskusikan besar laju perpindahan panas secara

radiasi.

g. Mengklarifikasi apa yang telah dipelajari, dengan

meminta mahasiswa untuk menjelaskan prinsip

perpindahan panas secara radiasi dan menganalisis besar

laju perpindahan panas secara radiasi.

3. Kegiatan Penutup

a. Mengevaluasi pemahaman mahasiswa dengan tes

tertulis.

b. Mengungkapkan kesan pembelajaran

c. Menutup pelajaran dengan salam

5 menit

F. Alat Pembelajaran

a. Laptop dan LCD.

b. White Board dan Spidol.

c. Alat Peraga Perpindahan Panas secara Radiasi.

G. Sumber Pembelajaran

a. Modul Perpindahan Panas Radiasi

b. Presentasi.

c. Buku Perpindahan Panas

H. Penilaian

a. Teknik evaluasi

- Tes obyektif

b. Instrumen evaluasi

- Tes tertulis dalam bentuk pilihan ganda dan uraian

Semarang, November 2014

Mengetahui,

Dosen Pengampu Mata Kuliah Mahasiswa Praktikan

Drs. M. Burhan Rubai Wijaya, M.Pd. Kharis Burhani

NIP. 196302131988031001 NIM. 5201410063

135

PENGEMBANGAN MEDIA PEMBELAJARAN


Semester : Gasal

Standar kompetensi : Perpindahan Panas secara Radiasi

Kompetensi Dasar Indikator Media Alasan

a) Menjelaskan

prinsip dasar

perpindahan

panas secara

radiasi.

b) Menjelaskan sifat-

sifat radiasi pada

perpindahan

panas.

c) Menganalisis

besar laju

perpindahan

panas secara

radiasi.

Mahasiswa dapat

menjelaskan prinsip

dasar perpindahan

panas secara radiasi.

Mahasiswa dapat

menjelaskan sifat-

sifat radiasi pada

perpindahan panas.

Mahasiswa dapat

menganalisis besar

laju perpindahan


Presentasi Power

Point, Modul, dan

Alat Peraga

Perpindahan

Panas Radiasi

Mahasiswa lebih

tertarik dengan

media belajar

sehingga termotivasi

untuk memahami

prinsip dasar

perpindahan panas

secara radiasi, sifat-

sifat radiasi, dan

menganalisis besar

laju perpindahan


136

KISI-KISI SOAL (ALAT EVALUASI)


Semester : Gasal

Standar kompetensi : Perpindahan Panas secara Radiasi

Kompetensi

Dasar Indikator Jenis Bentuk Ranah

Nomor

Soal

a) Menjelaskan

prinsip dasar

perpindahan

panas secara

radiasi.

b) Menjelaskan

sifat- sifat

radiasi pada

perpindahan

panas.

c) Menganalisis

besar laju

perpindahan

panas secara

radiasi.

a) Mahasiswa

dapat

menjelaskan

prinsip dasar

perpindahan

panas secara

radiasi.

b) Mahasiswa

dapat

menjelaskan

sifat- sifat

radiasi pada

perpindahan

panas.

c) Mahasiswa

dapat

menganalisis

besar laju

perpindahan

panas secara

radiasi.

Tertulis

Tertulis

Tertulis

Pilihan

Ganda

Pilihan

Ganda

Uraian

C1

C2

C2

1 - 5

6 - 10

1

Skor Penilaian Tes Tertulis

No. ASPEK PENILAIAN NILAI

MAKS

NILAI

PEROLEHAN

(X1)

KETERANGAN

1.

2.

Soal No.1 sampai No. 10

pilihan ganda

Soal No.2

Diuraikan dengan benar dan

tepat

10

10

Syarat lulus,

nilai minimal 65

Jumlah Skor 20

Nilai = Jumlah Skor x 5 20 x 5 = 100

137

SOAL LATIHAN DAN JAWABAN

A. Soal Pilihan Ganda

1. Bentuk perpindahan panas ada tiga macam, yaitu…

a. Radiasi, transimisi, dan absorpsi

b. Radiasi, transmisi, dan refleksi

c. Radiasi, konduksi, dan refleksi

d. Konveksi, radiasi, dan absorpsi

e. Konveksi, radiasi, dan konduksi

2. Salah satu contoh dari perpindahan panas secara radiasi adalah sebagai berikut,

kecuali…

a. Mendekatkan tangan pada nyala lilin

b. Panas matahari yang terpancar ke bumi

c. Microwave yang sedang beroperasi

d. Memanaskan logam dengan api

e. Mendekatkan tangan ke perapian yang menyala

3. Radiasi merupakan salah satu cabang bentuk perpindahan panas secara…

a. Sentuhan

b. Aliran

c. Hembusan

d. Hantaman

e. Pancaran

4. Benda yang dapat dikatakan sebagai radiator ideal adalah…

a. Benda nyata

b. Benda tak nyata

c. Benda abu – abu

d. Benda hitam

e. Benda kasat mata

5. Radiasi termal diukur dengan spektrum elektromagnetik terletak pada kisaran…

a. 0,4 sampai 0,7 μm

b. 0,1 sampai 100 μm

c. 7 sampai 10 μm

d. 1 sampai 100 μm

e. 0,01 sampai 10 μm

6. Menurut Holman, ada tiga sifat radiasi yaitu…

a. Spekular, absorpsi, dan transmisi

b. Spekular, absorpsi, dan refleksi

c. Absorpsi, refleksi, dan transmisi

138

d. Absorpsi, refleksi, dan konduksi

e. Absorpsi, transmisi, dan konveksi

7. Dilihat dari banyaknya energi yang diserap, bendadapat kita bagi menjadi tiga,

yaitu benda hitam, benda putih sempurna, dan benda abu – abu. Yang dimaksud

dengan benda abu – abu adalah…

a. Benda yang dapat menyerap semua energi yang menimpanya

b. Benda yang dapat meneruskan semua energi yang menimpanya

c. Benda yang dapat memantulkan seua energi yang menimpanya

d. Benda yang sebagian menyerap dan sebagian memantulkan energi yang

menimpanya

e. Benda yang sebagian meneruskan dan memantulkan energi yang menimpanya

8. Perhatikan gambar di

samping!

Gambar di samping merupakan

bentuk refleksi…

a. Baur

b. Turbulen

c. Laminar

d. Spekular

e. Diagonal

9. Benda hitam merupakan penyerap dan pemancar radiasi yang ideal. Nilai

emisivitas dari benda hitam adalah…

a.

b.

c.

d.

e.

10. Sifat radiasi yang memantulkan disebut…

a. Transmisi

b. Konduksi

c. Konveksi

d. Refleksi

e. Absorpsi

B. Uraian

Petunjuk : Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan jelas pada lembar jawab!

1. Diketahui sebuah piringan aluminium jari – jari 8 cm dengan suhu yang dijaga

konstan sebesar 200° C. Piringan tersebut dihadapkan sejajar dengan piringan

yang dianggap sebagai benda hitam. Berapa besar energi radiasi yang dipancarkan

oleh piringan alumunium? (Nilai emisivitas alumunium = 0,07)

139

KUNCI JAWABAN SOAL

A. Pilihan Ganda

1. A B C D E

2. A B C D E

3. A B C D E

4. A B C D E

5. A B C D E

B. Uraian

1. Diketahui:

R1 = 8 cm = 0,08 m

T1 = 200 + 273 = 473K

= 0,07

= watt/

Ditanyakan : q1?

Jawab:

=

= (0,07).( watt/ ).(3,14).(0,08m)².

= (0,07).( watt/ ).(0,02 m²).( )

= 3,97 W

6. A B C D E

7. A B C D E

8. A B C D E

9. A B C D E

10. A B C D E

140

Lampiran 4

ALAT PERAGA PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI SEBAGAI

MEDIA PEMBELAJARAN PERPINDAHAN PANAS

MODUL


Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan untuk memperoleh gelar

Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin



2014

141

BAB I. PENDAHULUAN

1. Deskripsi

Modul berjudul “Perpindahan Panas Radiasi” ini dibuat untuk digunakan

sebagai bahan pembelajaran materi perpindahan panas secara radiasi pada mata

kuliah perpindahan kalor dasar di Universitas Negeri Semarang. Modul ini

disusun dalam rangka penelitian skripsi dengan topik pengembangan media

pembelajaran perpindahan panas radiasi. Materi yang disajikan dalam modul ini

berupa materi perpindahan panas radiasi dasar yaitu mengenai pengertian radiasi

termal, sifat-sifat dari radiasi panas, radiasi benda hitam serta fenomena radiasi

yang terjadi pada benda-benda nyata.

Modul ini digunakan sebagai media pembelajaran perpindahan panas

bersama dengan penggunaan alat peraga yang menjelaskan tentang proses

perpindahan panas secara radiasi. Pada akhir bagian dari modul ini, terdapat

beberapa soal latihan yang digunakan sebagai latihan untuk mengecek

pemahaman mahasiswa dalam pembelajaran perpindaan panas secara radiasi.

2. Petunjuk Penggunaan Modul

a. Bagi Peserta Didik

Untuk memperoleh hasil belajar yang maksimal dalam mempelajari

modul ini, langkah-langkah yang perlu dilaksanakan adalah:

1) Baca dan pahami setiap uraian materi dari modul ini dengan seksama dari

awal sampai dengan akhir bab.

2) Tanyakanlah kepada dosen/pengajar apabila terdapat beberapa materi yang

belum dipahami dalam mempelajari modul ini.

3) Kerjakanlah soal-soal latihan pada akhir bab pada modul ini dengan baik.

Hasil dari soal tersebut menunjukkan tingkat pemahaman peserta didik

terhadap materi yang telah disampaikan dalam modul ini.

4) Pelajari kembali isi modul ini apabila terdapat hal-hal yang belum dipahami

dan dimengerti pada uraian materi.

1

142

b. Bagi Pengajar

Peran pengajar dalam pembelajaran dengan modul ini adalah:

1) Membimbing peserta didik dalam memahami materi konsep-konsep dasar

perpindahan panas secara radiasi yang disampaikan pada modul ini.

2) Membantu peserta didik dengan menjawab pertanyaan tentang hal-hal

yang belum dipahami dalam proses pembelajaran.

3) Menyampaikan isi materi modul dengan bantuan alat peraga perpindahan


4) Mendampingi peserta didik untuk menjawab soal-soal latihan yang ada

pada modul ini.

5) Melakukan evaluasi terhadap pemahaman peserta didik dalam proses

belajar.

3. Tujuan Akhir

Tujuan akhir yang ingin dicapai dalam mempelajari modul ini adalah:

1) Peserta didik mampu memahami pengertian perpindahan panas secara radiasi.

2) Peserta didik mengerti sifat-sifat radiasi yang terjadi pada suatu benda.

3) Peserta didik memahami hukum Stefan-Boltzmann serta radiasi yang terjadi

pada benda hitam.

4) Peserta didik dapat memahami hal-hal yang dapat mempengaruhi laju

perpindahan panas secara radiasi.

5) Peserta didik mampu menganalisis laju perpindahan panas secara radiasi yang

terjadi pada benda hitam.

2

143

BAB II. PEMBELAJARAN

A. Rencana Materi

Dasar Kompetensi Materi Belajar Kegiatan Media

1. Memahami

proses

perpindahan

panas secara

radiasi.

Pengertian

radiasi.

Sifat-sifat radiasi.

Radiasi benda

hitam.

Emisivitas

Benda.

Penyajian

materi.

Demonstrasi/

Peragaan.

Tanya

Jawab.

Modul.

Komputer,

LCD

proyektor

dan

perlengkapan

nya.

Papan tulis

dan spidol.

Alat peraga

perpindahan

panas radiasi.

2. Menganalisis

laju

perpindahan

panas secara

radiasi.

Hukum Stefan-

Bolzmann.

Perhitungan laju

perpindahan

panas radiasi.

B. Kegiatan Belajar

1. Standar Kompetensi

a) Memahami proses perpindahan panas secara radiasi.

b) Menganalisis laju perpindahan panas secara radiasi.

2. Tujuan Pembelajaran

Setelah melakukan kegiatan pembelajaran ini diharapkan mahasiswa

peserta didik dapat:

a) Memahami prinsip perpindahan panas secara radiasi dengan benar.

b) Mengerti sifat-sifat radiasi pada benda hitam dan benda nyata.

c) Mengerti prinsip hukum Stefan-Boltzmann.

d) Menganalisis besar laju perpindahan panas secara radiasi dengan benar.

3

144

3. Uraian Materi

PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI

Perpindahan panas (heat transfer) merupakan salah satu dari disiplin

ilmu teknik termal yang mempelajari cara menghasilkan panas, menggunakan

panas, mengubah panas, dan menukarkan panas di antara sistem fisik. Menurut

Kreith (1991: 4) perpindahan panas didefinisikan sebagai berpindahnya energi

dari suatu daerah ke daerah lainnya sebagai akibat dari beda suhu antara

daerah-daerah tersebut.

Bentuk perpindahan panas ada tiga macam, yaitu perpindahan panas

secara konduksi adalah perpindahan panas yang menggunakan benda padat

sebagai media perantara. Konveksi, yaitu bentuk perpindahan panas yang

menggunakan zat alir sebagai media perantara. Radiasi, yaitu bentuk

perpindahan panas yang tidak membutuhkan media perantara karena panas

berpindah dengan pancaran.

A. Radiasi

Radiasi merupakan salah satu bentuk dari perpindahan panas yang tidak

menggunakan media perantara. Perpindahan panas radiasi terjadi dengan cara

pancaran melalui gelombang elektromagnet. Radiasi yang dibahas dalam teori

perpindahan panas atau radiasi termal (thermal radiaton) hanya salah satu

bentuk dari jenis radiasi elektromagnetik. Panas matahari dapat sampai ke

bumi melalui proses perpindahan panas secara radiasi. Padahal, seperti yang

kita tahu jarak antara matahari dan bumi terpisah sangat jauh dan terdapat

ruang hampa udara. Hal tersebut tidaklah mengherankan, karena panas yang

berpindah melalui radiasi melaju melalui gelombang elektromegnetik dengan

kecepatan cahaya, sehingga tidak memerlukan medium dalam perambatannya.

Coba kamu dekatkan tanganmu pada lilin yang menyala! Apakah kamu

merasakan panas dari api tersebut? Mengapa demikian?

4

145

Gambar 1. Radiasi Panas dari Lilin yang Menyala

Radiasi selalu merambat dengan kecepatan cahaya, cm/s.

Kecepatan ini sama dengan hasil perkalian panjang-gelombang dengan

frekuensi radiasi,

Di mana c = kecepatan cahaya (m/s)

λ = panjang gelombang (µm)

v = frekuensi(Hz)

Satuan λ yang digunakan adalah mikrometer (1μm = m). Pada

gambar 1 diperlihatkan sebagian dari spektrum elektromagnetik. Radiasi termal

terletak dalam rentang antara 0,1 sampai 100 μm, sedangkan bagian cahaya

tampak dalam spektrum itu sangat sempit, yaitu terletak antara kira-kira 0,4

sampai 0,7 μm.

5

146

Gambar 2. Spektrum Elektromagnetik

Sumber: (Incropera dkk., 1990: 726)

Perambatan radiasi ini berlangsung dalam bentuk kuantum-kuantum yang

diskrit dengan setiap kuantum mengandung energi sebesar,

Di mana E = Energi (J)

h = Konstanta Planck = .

v = frekuensi (Hz)

Holman (1995: 342) menjelaskan bahwa gambaran fisis yang amat kasar

tentang perambatan radiasi kita peroleh dengan mengganggap setiap kuantum

sebagai suatu partikel yang mempunyai energi, massa, dan momentum, seperti

halnya molekul gas. Jadi, radiasi dapat digambarkan sebagai gas foton (photon

gas) yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Dengan

menggunakan relatifistik antara massa dan energi, dapatlah kita turunkan

persamaan untuk massa energi partikel itu yaitu,

6

147

Dengan menganggap radiasi demikian suatu gas, maka dapatlah kita

terapkan prinsip termodinamika statistik-kuantum untuk menurunkan

persamaan densitas energi radiasi per satuan volume dan per satuan panjang-

gelombang sebagai :

di mana k ialah konstanta Boltzman, J/molekul.K. Bila

densitas energi kita integrasikan sepanjang seluruh panjang-gelombang, maka

energi total yang dipancarkan sebanding dengan pangkat empat suhu absolut :

Dimana = Energi radator ideal (black body) (W/m2)

= Konstanta Stefan-Boltzmann (W/m2.K4)

T = Suhu (°K)

Persamaan di atas disebut hukum Stefan-Boltzmann, Eb ialah energi yang

diradiasikan per satuan waktu dan per satuan luas radiator ideal, dan 𝜎 ialah

konstanta Stefan-Boltzmann, yang nilainya

dimana dalam watt per meter persegi, dan T adalah derajat K.

Perlu diketahui bahwa persamaan tersebut merupakan persamaan radiasi

7

148

untuk benda hitam sempurna. Hal ini kita sebut radiasi benda hitam (blackbody

radiation), karena bahan yang mematuhi hukum tersebut tampak hitam dimata

dan menyerap seluruh radiasi yang mengenai permukaannya. Penting dicatat di

sini bahwa kehitaman suatu permukaan terhadap radiasi termal tidak hanya

diamati melalui pengamatan visual saja, tetapi juga hitam bagi spektrum radiasi

termal. Kehitaman bagi spektrum radiasi termal yang dimaksudkan yaitu

benda yang memiliki emisivitas tinggi (mendekati 1), meskipun secara fisik

mungkin tidak berwarna hitam. Sebagai contoh, permukaan yang ditutup jelaga

tampak hitam bagi mata kita, ternyata juga hitam bagi spektrum radiasi termal.

Di lain pihak, salju dan es tampak terang bagi mata, tapi ternyata hitam untuk

radiasi termal panjang-gelombang panjang. Banyak cat putih sebenarnya hitam

untuk panjang-gelombang panjang.

A. Sifat-Sifat Radiasi

Menurut Holman (1995: 343), bila energi menimpa permukaan suatu

bahan, maka sebagian dari radiasi itu dipantulkan (refleksi), sebagian diserap

(absorpsi) dan sebagian lagi diteruskan (transmisi).

Gambar 3. Fenomena Radiasi yang Mengenai Permukaan Benda

Sumber : (Holman, 1995: 343)

Jika fraksi yang dipantulkan kita namakan reflektivitas (ρ), fraksi yang

8

149

diserap absorptivitas (α), dan fraksi yang dipantulkan kita namakan

reflektivitas (τ). Maka,

ρ + α + τ = 1

Dilihat dari banyaknya energi yang diserap dan dipantulkan, maka suatu

benda bisa kita bagi menjadi 3, yaitu:

1. Benda yang dapat menyerap semua energi radiasi yang menimpanya.

Benda ini kita sebut dengan benda hitam (blackbody) dimana α = 1 ; ρ =

0 ; τ = 0.

2. Benda yang memantulkan semua energi radiasi yang datang menimpanya.

Benda ini kita sebut dengan benda putih sempurna (absolutely white),

dimana α = 0 ; ρ = 1 ; τ = 0.

3. Benda yang sebagian menyerap dan sebagian memantulkan energi yang

datang menimpa permukaannya. Benda ini kita sebut dengan benda abu-

abu (greybody). Benda-benda nyata memiliki sifat yang hampir sama

dengan benda ini dimana sebagian energi yang datang menimpanya akan

diserap, dan sebagiannya lagi akan dipantulkan (0< α <1).

Kebanyakan benda padat tidak meneruskan radiasi termal, sehingga

untuk kebanyakan soal-soal terapan, transmisivitas dapat dianggap nol.

Sehingga berlaku persamaan berikut ini.

ρ + α = 1

Coba perhatikan gambar berikut ini! Mengapa suhu pada aspal lebih

cepat naik dari pada cermin apabila keduanya dipanasi secara bersama-sama?

Gambar 4. Penyerapan Panas Radiasi pada Aspal dan Cermin

9

150

Fenomena pada gambar tersebut terjadi karena aspal lebih banyak

menyerap energi radiasi yang datang menimpa permukaannya dibandingkan

dengan energi yang diserap oleh cermin. Sedangkan yang terjadi pada cermin,

sebagian besar energi yang menimpa permukaannya tersebut dipantulkan

kembali. Alasan itulah mengapa temperatur pada aspal lebih cepat naik jika

dibandingkan dengan cermin. Beberapa hal tersebutlah yang nentinya akan

menentukan emisivitas dari suatu benda yang terkena radiasi. Namun, untuk

persoalan emisivitas akan kita bahas pada bahasan selanjutnya.

Ada dua fenomena refleksi yang dapat diamati bila radiasi menimpa

suatu permukaan. Jika sudut jatuhnya sama dengan sudut refleksi, maka dapat

dikatakan refleksi itu spekular (specular). Di lain pihak, apabila berkas yang

jatuh itu tersebar secara merata ke segala arah sesudah refleksi, maka itu

disebut baur (diffuse). Biasanya permukaan yang kasar lebih menunjukkan

sifat baur daripada permukaan yang mengkilap. Demikian pula, permukaan

yang dipoles cenderung lebih spekular daripada permukaan kasar.

Gambar 5. (a)Refleksi spekular dan (b) refleksi baur

Sumber: (Koestoer 2002: 344)

Sinar Refleksi

Sumber Sumber

Bayangan cermin

sumber

(b) (a)

10

151

B. Emisivitas Benda

Daya emisi (emissive power) E suatu benda ialah energi yang

dipancarkan benda itu per satuan luas per satuan waktu. Benda hitam

merupakan pemancar dan penyerap ideal, dimana semua energi yang mengenai

permukaan benda hitam akan diserap. Menurut Koestoer (2002: 190),

permukaan benda hitam mempunyai sifat-sifat:

1. Benda hitam menyerap semua radiasi yang disengaja (irradiasi) tanpa

melihat panjang gelombang dan arah datangnya sinar (bersifat diffuse).

2. Pada semua temperatur dan panjang gelombang yang diijinkan, tidak ada

permukaan yang dapat menghasilkan energi yang lebih banyak dari benda

hitam.

3. Walaupun emisi radiasi yang dihasilkan oleh benda hitam adalah fungsi dari

panjang gelombang dan temperatur, tetapi tidak tergantung kepada arah

datangnya sinar.

Karena benda hitam merupakan penyerap dan pemancar radiasi yang

ideal, maka untuk suhu yang sama, nilai emisivitas dan absorptivitasnya adalah

1.

Dengan ϵ = emisivitas

α = absorptivitas

Namun pada kenyataannya, tidak ada satu permukaanpun yang dapat

menyamai permukaan benda hitam. Karena bagaimanapun juga, setiap

permukaan akan memantulkan radiasi yang diterimanya walaupun sangat kecil.

Permukaan benda-benda nyata akan memancarkan radiasi lebih sedikit dari

benda hitam. Karena itu, nilai emisivitas benda-benda nyata lebih besar

dari nol dan lebih kecil dari satu (0 < < 1). Nilai emisivitas permukaan benda-

benda nyata, merupakan hasil dari perbandingan daya emisi benda tersebut

dengan daya emisi benda hitam pada suhu yang sama.

152

Dengan = Emisivitas benda

= Daya emisi benda nyata

= Daya emisi benda hitam

Dapat dikatakan pula bahwa fenomena yang terjadi pada benda nyata

tidak ada yang bisa menyamai fenomena pada benda hitam dimana semua

energi radiasi yang menimpa permukaannya diserap. Pada benda nyata, tidak

semua energi tersebut diserap, tetapi sebagian ada yang dipantulkan dan

sebagian lagi ada yang diteruskan. Hal tersebutlah yang mempengaruhi

emisivitas suatu permukaan benda. Semakin besar energi radiasi yang diserap,

semakin besar pula emisivitas benda tersebut. Begitu pula sebaliknya, semakin

sedikit energi yang diserap, maka emisivitas benda tersebut biasanya semakin

kecil.

Berikut ini adalah contoh tabel nilai emisivitas yang dikutip dari buku

Perpindahan Panas Untuk Mahasiswa Teknik.

Tabel 1. Total normal emisivitas dari beberapa material (Koestoer, 2002: 442)

C. Laju Perpindahan Panas Radiasi

Telah kita singgung di atas bahwa benda hitam adalah benda yang

memancarkan energi menurut hukum . Jadi untuk benda hitam (black body),

Temperatur

(°K)

Stainless

Steel Seng Kuningan Aluminium Tembaga

398 0,227 0,1766 0,115 0,071 0,042

423 0,230 0,1401 0,097 0,073 0,044

473 0,211 0,1627 0,074 0,075 0,048

523 0,201 0,1422 0,075 0,078 0,056

573 0,209 0,1698 0,081 0,080 0,060

623 0,218 0,1790 0,070 0,083 0,060

673 0,202 0,1820 0,067 0,086 0,064

698 0,213 0,1896 0,061 0,087 0,066

11

12

153

akan memancarkan radiasi dari permukaannya dengan laju perpindahan panas

yang diberikan oleh persamaan berikut ini.

Dengan : Laju pancaran energi radiasi benda hitam

dalam Watt.(W)

: Luas permukaan pancaran m².


dalam Kelvin (K).


watt/ .

Benda-benda yang nyata (real bodies) atau permukaan jenis lain, seperti

yang dicat mengkilap atau plat logam yang dipoles tidak memancarkan energi

seperti benda hitam, akan tetapi radiasi yang dipancarkan benda-benda itu

masih mengikuti proporsionalitas . Untuk memperhitungkan sifat permukaan

yang demikian, kita tampilkan suatu faktor lain ke dalam persamaan, yaitu

emisivitas atau kepancaran (emissivity) dari permukaan benda/bahan seperti

yang telah kita bahas di atas.

Disamping itu, harus pula kita perhitungkan kenyataan bahwa radiasi dari

suatu permukaan tidak seluruhnya sampai ke permukaan lain, karena radiasi

elektromagnetik berjalan menurut garis lurus dan sebagian hilang ke

lingkungan. Untuk memperhitungkan situasi tersebut, maka kita tambahkan

faktor baru ke persamaan, yang disebut dengan faktor pandang (view factor)

atau faktor geometrik. Dengan demikian, maka kita dapat menghitung laju

perpindahan panas radiasi dari benda nyata dengan persamaan berikut ini.

Dengan : Laju pancaran energi radiasi benda hitam

154

dalamWatt.

: Faktor emisivitas bahan/permukaan.

: Faktor pandang/faktor geometri.

: Luas permukaan pancaran m².


dalam K.


watt/ .

D. Faktor Geometris

Perhatikan gambar 4 di bawah ini. Sebuah benda hitam 1 yang memiliki

suhu memancarkan panas secara radiasi kepada benda hitam 2 pada suhu

pada jarak tertentu. Karena kedua benda 1 memiliki suhu yang lebih besar dari

benda 2 ( > ), maka pertukaran panas yang terjadi dapat ditemukan dengan

persamaan Stefan-Boltzmann. Lalu selanjutnya, bagaimana menentukan

jumlah energi yang meninggalkan permukaan benda 1 dan sampai pada benda

2?

Gambar 4. Pertukaran radiasi pada dua buah benda

Ketika dua benda bertukar panas secara radiasi seperti pada kasus

tersebut, tidak semua panas yang dipancarkan benda 1 sampai ke permukaan

benda 2. Sebagian dari panas tersebut hilang ke lingkungan. Hal ini disebabkan

karena permukaan benda 1 memancarkan panas ke semua arah sehingga

13

14

155

sebagian panas tersebut memancar ke lingkungan. Selanjutnya, untuk

mendefinisikan panas yang mencapai permukaan lain tersebut kita gunakan

faktor bentuk radiasi (radiation shape factor) sebagai berikut:

= fraksi energi yang meninggalkan permukaan 1 ke permukaan 2.

= fraksi energi yang meninggalkan permukaan 2 ke permukaan 1.

= fraksi energi yang meninggalkan permukaan m ke permukaan n.

Nama lain untuk faktor bentuk radiasi ialah faktor pandangan (view

factor), faktor sudut (angle factor), dan faktor konfigurasi (configuration

factor). Energi yang meninggalkan permukaan 1 dan sampai di permukaan 2

ialah

Energi yang meninggalkan permukaan 2 dan sampai di permukaan 1 ialah

Karena kedua permukaan tersebut hitam, seluruh energi radiasi yang

menimpanya akan diserap, dan pertukaran energi netto nya adalah

( – =

Jika kedua permukaan tersebut mempunyai suhu yang sama, maka tidak terjadi

pertukaran panas, artinya

=

=

Persamaan di atas disebut hubungan resiprositas atau kebalasan (reciprocity

relation) dan secara umum berlaku untuk kedua permukaan m dan n.

=

Walaupun hubungan itu diturunkan untuk permukaan hitam, namun ia berlaku

juga untuk permukaan lain selama terjadi radiasi baur.

Untuk beberapa faktor pandang/faktor geometris tertentu, dapat dilihat

pada tabel 2

156

Tabel 2. Berbagai macam faktor geometris

(Sumber: Incropera dab Dewitt, 1990: 815)

Susunan Geometri Rumus

= =

=

15

157

Rangkuman

1. Perpindahan panas (heat transfer) merupakan salah satu dari disiplin ilmu

teknik termal yang mempelajari cara menghasilkan panas, menggunakan

panas, mengubah panas, dan menukarkan panas di antara sistem fisik.

2. Radiasi merupakan salah satu bentuk dari perpindahan panas yang tidak

menggunakan media perantara. Perpindahan panas radiasi terjadi dengan

cara pancaran melalui gelombang electromagnet.

3. Hukum Stefan-Boltzmann menyatakan bahwa benda hitam akan

memancarkan energi radiasi sebanding dengan pangkat empat dari suhu

mutlaknya atau , dimana dan

adalah suhu mutlak benda hitam.

4. Menurut Holman (1995: 343), bila energi menimpa permukaan suatu

bahan, maka sebagian dari radiasi itu dipantulkan (refleksi), sebagian

diserap (absorpsi) dan sebagian lagi diteruskan (transmisi).

5. Untuk benda nyata, besar energi radiasi yang dipancarkan tidak sebesar

energi pancaran dari benda hitam, tetapi masih mengikuti proporsional dari

hukum pancaran benda hitam.

6. Nilai emisivitas permukaan benda-benda nyata, merupakan hasil dari

perbandingan daya emisi benda (E) tersebut dengan daya emisi benda

hitam ( ) pada suhu yang sama.

7. Besar laju pancaran radiasi dari suatu benda ke benda lain dapat

didefinisikan dengan menggunakan persamaan

dengan adalah laju pancaran energi radiasi benda hitam dalamWatt,

aktor emisivitas bahan/permukaan, faktor pandang/faktor geometri,

luas permukaan pancaran m², Suhu mutlak permukaan pancaran

benda dalam K, serta Konstanta Stefan-Boltzmann dengan nilai

watt/ .

158

4. Soal Latihan

A. Pilihan Ganda

Pilihlah jawaban yang paling tepat!


a. Radiasi, transimisi, dan absorpsi

b. Radiasi, transmisi, dan refleksi

c. Radiasi, konduksi, dan refleksi

d. Konveksi, radiasi, dan absorpsi

e. Konveksi, radiasi, dan konduksi

2. Salah satu contoh dari perpindahan panas secara radiasi adalah sebagai

berikut, kecuali…

a. Mendekatkan tangan pada nyala lilin

b. Panas matahari yang terpancar ke bumi

c. Microwave yang sedang beroperasi

d. Memanaskan logam dengan api

e. Mendekatkan tangan ke perapian yang menyala


a. Sentuhan

b. Aliran

c. Hembusan

d. Hantaman

e. Pancaran


a. Benda nyata

b. Benda tak nyata

c. Benda abu – abu

d. Benda hitam

e. Benda kasat mata

5. Radiasi termal diukur dengan spektrum elektromagnetik terletak pada

kisaran…

a. 0,4 sampai 0,7 μm

17

18

159

b. 0,1 sampai 100 μm

c. 7 sampai 10 μm

d. 1 sampai 100 μm

e. 0,01 sampai 10 μm


a. Spekular, absorpsi, dan transmisi

b. Spekular, absorpsi, dan refleksi

c. Absorpsi, refleksi, dan transmisi

d. Absorpsi, refleksi, dan konduksi

e. Absorpsi, transmisi, dan konveksi

7. Dilihat dari banyaknya energi yang diserap, benda dapat kita bagi menjadi

tiga, yaitu benda hitam, benda putih sempurna, dan benda abu – abu. Yang

dimaksud dengan benda abu – abu adalah…

a. Benda yang dapat menyerap semua energi yang menimpanya

b. Benda yang dapat meneruskan semua energi yang menimpanya

c. Benda yang dapat memantulkan seua energi yang menimpanya

d. Benda yang sebagian menyerap dan sebagian memantulkan energi

yang menimpanya

e. Benda yang sebagian meneruskan dan memantulkan energi yang

menimpanya

8. Perhatikan gambar

di samping!

Gambar di samping

merupakan bentuk

refleksi…

a. Baur

b. Turbulen

c. Laminar

d. Spekular

e. Diagonal

19

160

9. Benda hitam merupakan penyerap dan pemancar radiasi yang ideal. Nilai

emisivitas dari benda hitam adalah…

a.

b.

c.

d.

e.


a. Transmisi

b. Konduksi

c. Konveksi

d. Refleksi

e. Absorpsi

B. Uraian

Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan jelas pada lembar jawab!

1. Diketahui sebuah piringan aluminium jari–jari 8 cm dengan suhu yang

dijaga konstan sebesar 200° C. Piringan tersebut dihadapkan sejajar

dengan piringan yang dianggap sebagai benda hitam. Berapa besar energi

radiasi yang dipancarkan oleh piringan alumunium? (Nilai emisivitas

alumunium = 0,07)

20

161

DAFTAR PUSTAKA

Holman, J. P. 1995. Perpindahan Kalor Edisi Keenam. Alih bahasa Jasifi, E.

Jakarta: Penerbit Erlangga

Incropera, Frank P. dan David P. De Witt. 1990. Fundamental of Heat Transfer.

New York: John Willey & Sons. Inc.

Kreith, F. 1991. Prinsip-Prinsip Perpindahan Panas. Alih bahasa Prijono, Arko.

Jakarta: PT Erlangga.

Koestoer, R. Artono. 2002. Perpindahan kalor Untuk Mahasiswa Teknik. Jakarta:

Salemba Teknika.

21

0

BUKU MANUAL Lampiran 5

2015


FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI

SEMARANG


FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI

SEMARANG

BUKU MANUAL

ALAT PERAGA PERPINDAHAN PANAS RADIASI

DENGAN PERISAI DINDING IMAJINER

162

PRAKATA

Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT. yang telah memberikan

rahmat dan hidayah-Nya, sehingga dapat diselesaikan “Buku Manual Alat Peraga

Perpindahan Panas Radiasi dengan Perisai Dinding Imajiner”. Buku manual ini

merupakan panduan operasi dan perawatan alat peraga perpindahan panas radiasi

dengan perisai dinding imajiner.

Kami mengucapkan banyak terima kasih terhadap semua pihak yang telah

memberikan dukungannya dalam pembuatan alat peraga perpindahan panas radiasi

dengan perisai dinding imajiner. Ucapan terima kasih yang tulus kami berikan

kepada:

8. Drs. Muhammad Harlanu, M.Pd., Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri

Semarang.

9. Drs. M. Khumaedi, M.Pd., Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Negeri Semarang.

10. Drs. Ramelan, M.T., selaku Dosen Pembimbing, yang telah memberikan

bimbingan, arahan, motivasi, saran dan masukan.

11. Bengkel USAHA JAYA KUDUS, yang telah memberikan dukungan besar

terhadap pembuatan alat peraga perpindahan panas radiasi dengan perisai

dinding imajiner ini.

12. Teman-teman Program Studi Pendidikan Teknik Mesin S1 angkatan 2010,

13. Semua pihak yang telah memberikan motivasi, saran dan masukan kepada kami

dalam pembuatan alat ini.

Kami menyadari dalam penyusunan buku manual ini masih banyak

kekurangan. Tim penyusun mengharapkan kritik dan saran dari pembaca. Semoga

buku manual ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada umumnya.

Tim Penyusun

163

DAFTAR ISI

BAGIAN I PENDAHULUAN

G. Pengantar ............................................................................................... 3

H. Petunjuk Penggunaan Buku Manual .................................................... 3

BAGIAN II CARA KERJA DAN SPESIFIKASI ALAT

E. Bagian-Bagian Alat ............................................................................... 4

F. Fungsi Bagian-Bagian Alat ................................................................. 5

G. Cara Kerja Alat Peraga .................................................................. 6

H. Spesifikasi Teknis ................................................................................. 8

BAGIAN III PROSEDUR OPERASI

A. Keselamatan Kerja ................................................................................ 11

B. Prosedur Penyetelan/Pengaturan Alat ................................................. 12

C. Prosedur Pengujian Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi ............ 17

BAGIAN IV PETUNJUK PERAWATAN

A. Perawatan Rutin (Routine Maintenance) ............................................. 20

B. Perawatan Berkala (Periodic Maintenance) ...................................... 20

C. Kalibrasi Display dan Thermocouple ............................................. 22

D. Troubleshooting .................................................................................... 24

LAMPIRAN

164

BAGIAN I

PENDAHULUAN

A. Pengantar

“Buku Manual Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi Dengan Perisai

Dinding Imajiner” ini dibuat sebagai panduan operasi dan perawatan terhadap alat

peraga perpindahan panas radiasi beserta alat blower udara dinding imajiner

(Radiation Heat Transfer Apparatus with Air Flow Shield). Alat peraga perpindahan

panas radiasi merupakan media pembelajaran yang dapat memperagakan proses

terjadinya perpindahan panas radiasi. Sedangkan blower dinding imajiner adalah alat

yang digunakan untuk membuat semburan udara sebagai perisai radiasi berupa

dinding imajiner.

Buku ini berisi tentang spesifikasi teknik, petunjuk penggunaan, keselamatan

kerja, serta petunjuk perawatan alat peraga dan alat blower perisai dinding imajiner.

B. Petunjuk Penggunaan Buku Manual

Berikut ini adalah petunjuk dalam menggunakan buku manual alat peraga

perpindahan panas radiasi dengan perisai dinding imajiner.

1. Bacalah setiap petunjuk spesifikasi teknis, petunjuk operasi dan petunjuk

perawatan dengan baik. Pahami setiap langkah operasi dan perawatan dalam

buku manual ini untuk menghindari kesalahan operasi pada alat peraga.

2. Pastikan setiap pengoperasian alat peraga sesuai dengan petunjuk yang ada

dalam buku manual ini.

3. Pahamilah langkah-langkah keselamatan kerja yang ada pada buku manual ini.

4. Pelajari kembali buku manual ini apabila terdapat beberapa hal yang belum

dimengerti. Pahami dahulu proses pengoperasian dan perawatan alat peraga

sebelum mulai menggunakan alat peraga tersebut.

5. Apabila terdapat beberapa hal yang belum dimengerti terkait pengoperasian dan

perawatan alat peraga, tanyakan kepada seorang yang lebih ahli dan paham

mngenai alat peraga perpindahan panas radiasi tersebut.

165

BAGIAN II

CARA KERJA DAN SPESIFIKASI TEKNIS ALAT

A. Bagian-Bagian Alat

2

10

6

9 8

5

4

3

1

7

11

166

Keterangan:

1. Penjepit Spesimen 7. Indikator Heater

2. Penjepit Benda Hitam 8. Saklar Power

3. Heater/Pemanas 9. Display 1

4. Thermocouple 10. Display 2

5. Pengatur Sudut 11. Box Kaca

6. Meja Pengatur Jarak

B. Fungsi Bagian-Bagian Alat

BAGIAN FUNGSI

Penjepit Spesimen Menjepit Spesimen Uji saat pengujian .

Penjepit Benda Hitam Menjepit Benda Hitam saat pengujian.

Heater/Pemanas Memanaskan spesimen yang akan diuji.

Thermocouple Sebagai sensor suhu untuk pengukuran suhu

spesimen uji dan benda hitam/penerima panas

Pengatur Sudut Mengatur sudut meja landasan benda hitam/penerima

panas.

Meja Pengatur Jarak Mengatur jarak pengujian antara spesimen uji dan

benda hitam.

Indikator

Heater/Pemanas

Sebagai lampu indikator menyala/tidaknya heater.

Jika lampu indikator menyala maka heater juga

menyala. Begitu juga sebaliknya.

Saklar Power Untuk menghidupkan/mematikan alat.

Display 1

Menampilkan suhu pengukuran pada spesimen uji

(digit atas) serta digunakan untuk mengatur suhu

pengujian spesimen (digit bawah).

Display 2 Menampilkan suhu pengukuran pada benda

hitam/penerima panas

Box Kaca

Manutup alat peraga agar tidak terjadi aliran udara

selama pengujian sehingga kehilangan panas akibat

konveksi dapat dikurangi.

167

C. Cara Kerja Alat Peraga

Proses kerja dari alat peraga tersebut yaitu, ketika alat tersebut dihidupkan,

maka aliran listrik akan menyalakan heater yang menempel pada spesimen uji yang

terpasang pada pemegang spesimen. Heater tersebut secara langsung akan

memanaskan spesimen uji sehingga suhunya akan terus naik. Pada spesimen uji,

dipasang thermocouple 1 yang dihubungkan dengan temperature controller yang ada

pada display 1. Thermocouple 1 berfungsi sebagai sensor suhu pada spesimen uji.

Hasil pengukuran dari thermocouple 1 ditampilkan pada display 1. Sedangkan fungsi

dari themperature controller yaitu untuk mengontrol besarnya temperatur pada

spesimen uji agar tetap konstan sesuai suhu pengukuran yang diinginkan. Ketika

suhu pada spesimen uji mencapai suhu pengukuran, maka temperature controller

akan secara otomatis memutus arus listrik yang mengalir pada heater sehingga

pemanasan pada spesimen uji dihentikan. Heater akan kembali menyala secara

otomatis ketika suhu pada spesimen uji lebih rendah dari suhu yang ditetapkan pada

penelitian.

168

Pada sisi lain dari alat peraga perpindahan panas secara radiasi, terdapat

benda hitam dipasang pada pemegang benda hitam. Benda hitam ini berfungsi

sebagai penerima pancaran radiasi dari spesimen uji. Jarak antara spesimen uji dan

benda hitam diatur pada jarak tertentu dengan mengatur meja pengatur jarak yang

ada pada landasan. Untuk sudut antara spesimen uji dan benda hitam juga dapat

diatur dengan memutar meja landasan ke kanan atau ke kiri. Tapi pada penelitian ini,

spesimen uji dan benda hitam diatur sejajar. Jadi, pengaturan sudut dilakukan pada

0. Secara perlahan-lahan akan terjadi pancaran radiasi dari spesimen uji kepada

benda hitam. Dalam beberapa waktu, suhu benda hitam akan naik. Thermocouple 2

yang dipasang pada benda hitam akan mengukur suhu permukaannya dan kemudian

hasil dari pembacaan suhu tersebut ditampilkan pada display 2 (temperature display).

Hasil pembacaan suhu pada display 2 dapat langsung dicatat pada tabel pengujian

alat peraga yang telah dibuat sebelumnya. Perlu menjadi catatan juga, bahwa benda

hitam yang dimaksud dalam penelitian ini bukan benda hitam yang sebenarnya

(emisivitas= 1), tetapi merupakan benda hitam tiruan yang memiliki emisivitas

mendekati nilai emisivitas= 1 berupa aluminium yang dicat hitam doff.

Blower dinding imajiner merupakan blower udara yang digunakan sebagai

perisai radiasi dari spesimen yang sedang diuji.Cara kerjanya yaitu blower

169

ditempatkan di tengah-tengah antara spesimen uji dan benda hitam. Kecepatan

blower udara dapat diatur dengan memutar airflow adjuster. Untuk pengukuran

kecepatan laju semburan udara blower, digunakan alat tambahan yang disebut

Anemometer. Dinding imajiner yang ada diantara diantara spesimen uji dan benda

hitam, akan menghalangi sebagian panas pancaran spesimen. Pengujian dapat

dilakukan dengan kecepatan laju udara yang berbeda. Selain berfungsi sebagai

dinding imajiner dalam pengujian spesimen, blower ini juga dapat digunakan sebagai

pendingin ketika pengujian spesimen uji selesai.

D. Spesifikasi Teknis

1. Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi (Radiation Heat Transfer Apparatus)

BAGIAN SPESIFIKASI

Dimensi

Panjang : 550 mm

Lebar : 330 mm

Tinggi : 550 mm

Input Power Tegangan : 220-240 V AC

Bahan/Material

Rangka : Baja Siku

Landasan Meja : Pelat Baja

Penjepit Spesimen : Pelat Baja

Penjepit Benda Hitam : Pelat Baja

Meja Pengatur Jarak : Pelat Baja

Heater/Pemanas Tegangan : 220 Volt

Daya : 300 Watt

Display 1

Merk : Omron

Type : E5EWL

Voltage : 100 – 240 Volt AC

Sensor Input : Thermocouple/PT100

Dimensi (P x L x T) : 48 x 96 x 60 mm

Control Output

Relay Output : 250 VAC, 3 A

Voltage Output : 12 VDC, 21 mA

Display 2

Merk : Omron

Type : E5CSL

Voltage : 100 – 240 Volt AC

Sensor Input : Thermocouple/PT100


Control Output

Relay Output : 250 VAC, 3 A

Voltage Output : 12 VDC, 21 mA

170

Thermocouple 1 Type : K

Rentang Suhu Pengukuran : 0 - 400 C

Thermocouple 2 Type : K

Rentang Suhu Pengukuran : 0 - 400 C

Box Kaca Dimensi (P x L x T) : 550 x 350 x 350 mm

Tebal Kaca : 5 mm.

Pengatur Sudut Pengaturan Sudut Maksimal : 12

Pengatur Jarak Pengaturan Jarak Maksimal : 200 mm

Berat Berat Alat Peraga : ±40 kg

2. Blower Udara Dinding Imajiner (Air Flow Shield)

BAGIAN SPESIFIKASI

Dimensi Alar

Panjang : 180 mm

Lebar : 150 mm

Tinggi : 540 mm

Input Power Tegangan : 220-240 V AC

Bahan/Material Rangka : Baja Pelat

Bodi : Baja Pelat

Kipas/Blower Jumlah : 3 buah

Input Power : 12 V DC 2A

Anemometer


Wind Speed Measuring Range: 0,3-30 m/s

Temp. Range : -10 - 45C

Resolution : 0,1 m/s, 0,2 C

Mode Unit Selection : m/s, ft/min, knot,

km/h, mph

Kecepatan Udara Kec. Udara Maksimum : 3 m/s

Kec. Udara Minimum : 0,8 m/s

Berat Berat Blower Udara : 15 kg

Semburan Udara Tebal Semburan Udara : 10 mm

Lebar Semburan Udara : 270 mm

3. Spesimen Uji

VARIABEL SPESIMEN UJI SPESIFIKASI

Bahan Aluminium

Diameter : 170 mm

Tebal : 10 mm

Stainless Steel Diameter : 170 mm

Tebal : 10 mm

Kuningan Diameter : 170 mm

Tebal : 10 mm

Perlakuan

Permukaan

Aluminium

Polishing

Diameter : 170 mm

Tebal : 10 mm

171

Permukaan : Dipoles Halus

Aluminium

Roughing

Diameter : 170 mm

Tebal : 10 mm

Permukaan : Pengerjaan Kasar

Aluminium

Painting-Black

Doff

Diameter : 170 mm

Tebal : 10 mm

Permukaan : Dicat Warna Hitam Doff

Merk Cat : RJ London

Aluminium

Painting-White

Diameter : 170 mm

Tebal : 10 mm

Permukaan : Dicat Warna Putih

Merk Cat : RJ London

172

BAGIAN III

PROSEDUR OPERASI

A. Keselamatan Kerja

Prosedur keselamatan kerja dalam pengoperasian alat peraga perpindahan

panas radiasi dan blower dinding imajiner adalah sebagai berikut.

1. Perhatikan prosedur pengoperasian alat peraga perpindahan panas radiasi.

2. Hati-hati apabila memindahkan alat peraga. Pastikan semua pengunci

dikencangkan sebelum memindah alat peraga.

3. Jangan mengangkat alat peraga bersamaan dengan box kaca. Mintalah bantuan

kepada orang lain untuk mengangkat box kaca.

4. Apabila akan mengangkat alat peraga, lakukan minimal 2 (dua) orang.

5. Jangan sekali-kali memegang kabel heater pada saat alat peraga dioperasikan.

6. Hati-hati dalam memasang dan melepas box kaca, karena kaca mudah pecah.

7. Jangan memegang spesimen uji yang sedang dipanaskan.

8. Apabila akan meninggalkan alat peraga, pastikan alat dalam keadaan mati.

9. Periksalah setiap bagian alat peraga sebelum dan sesudah penggunaan. Apabila

terjadi kejanggalan, laporkan kepada pihak yang lebih mengerti (Ka. Lab.,

Teknisi atau Dosen Pengampu).

10. Kembalikan alat peraga ke posisi semula setelah proses penggunaan.

11. Lumasi bagian meja luncur apabila diperlukan.

12. Apabila ingin membongkar alat peraga, pastikan tidak ada aliran listrik yang

terhubung dan alat peraga harus dalam keadaan mati.

WARNING

Hati-hati terhadap permukaan panas pada alat peraga yang

sedang beroperasi !

Jangan memegang Spesimen Uji selama pengujian

berlangsung

173

B. Prosedur Penyetelan/Pengaturan Alat

1. Setting Display

Setting/pengaturan display dilakukan untuk mengatur tampilan pengukuran

dari thermocouple.Berikut ini adalah gambar dari display 1 dan display 2.

Display 1 (kiri), digunakan sebagai penampil suhu spesimen uji dan untuk

mengatur temperatur pengujian. Sedangkan display 2 hanya digunakan sebagai

penampil suhu pengukuran benda hitam/penerima pancaran. Berikut ini adalah

beberapa pengaturan yang ada pada display.

SETTING LANGKAH

Pengaturan Suhu Pengujian

pada Display 1

Tombol Down dan Up

1. Perhatikan digit baris kedua pada display 1.

Digit kedua merupakan display untuk

pengaturan suhu pengujian.

2. Gunakan tombol Up/Down untuk mengubah

nilai pengaturan pada dispaly digit kedua.

Tombol Up untuk menambah nilai suhu, dan

tombol Down untuk mengurangi nilai suhu

174

pengaturan.

Pengaturan Nilai

Temperatur Input shift

(Untuk Kalibrasi Display)

Menu Input shift

1. Tekan tombol O (lihat gambar disamping)

selama kurang dari 1 detik untuk beralih dari

menu operasi pada display 1, sehingga

tampilan display akan beralih ke menu

adjustment level.

2. Tekan tombol seperti gambar disamping 1

(satu) kali untuk masuk ke menu setting input

shift.

3. Gunakan tombol Up/Down untuk mengatur

besarnya nilai inpt shift. Besarnya nilai input

didapatkan dari selisih suhu pengukuran pada

display dengan suhu alat kalibrasi (misal

termometer). Besar nilai input shift adalah nilai

suhu pengukuran suatu zat dengan termometer,

dikurangi dengan pengukuran suhu oleh

display. Untuk keterangan lebih lanjut

mengenai kalibrasi, akan dijelaskan pada bab

selanjutnya.

4. Apabila pengaturan selesai, tekan tombol O

untuk kembali ke menu operasi.

Pengaturan Nilai Hysteresis

Hysteresis digunakan sebagai toleransi suhu untuk

mengatur kapan heater hidup/mati. Jika hysteresis

disetting pada 1,0 C, maka heater akan menyala

kembali ketika suhu spesimen uji turun 1,0 C

175

tekan 2 kali

dibawah temperatur setting. Contoh, jika setting

suhu adalah 100,0 C, hysteresis disetting pada 1,0

1,0 C, maka ketika suhu spesimen mencapai 100

C, heater akan mati. Heater akan kembali

menyala ketika suhu spesimen turun menjadi 99,0

C (karena 100,0 C dikurangi 1,0 C adalah 99,0

C) Berikut adalah langkah pengaturan hysteresis.

1. Dari menu operasi, tekan tombol O (lihat

gambar disamping) selama kurang dari 1 detik

untuk beralih ke menu adjustment level.

2. Tekan tombol seperti pada gambar disamping

sebanyak 2 (dua) kali untuk masuk menu

hysteresis.

3. Gambar disamping adalah tampilan menu

hysteresis.

4. Gunakan tombol Up/Down untuk mengatur

nilai hysteresis.

5. Jika pengaturan selesai, gunakan tombol O

untuk kembali ke menu operasi.

2. Setting Pengatur Sudut

Pengatur sudut digunakan untuk mengubah sudut meja landasan benda hitam.

Sudut maksimal yang bisa diatur adalah sebesar 12 kearah kanan atau kearah kiri.

176

SETTING LANGKAH

Pengaturan Sudut Meja Landasan

Gambar disamping merupakan pengatur

sudut meja landasan yang terdiri dari

pengunci meja landasan dan juga busur

derajat pengatur sudut. Langkah dalam

pengaturan sudut adalah sebagai

berikut:

1. Putar baut pengunci meja (lihat

gambar) berlawanan arah jarum jam

untuk melonggarkan penguncian

pada meja.

2. Putar meja kearah kana/kiri untuk

mengatur sudut meja landasan.

Perhatikan busur pengatur. Pastikan

tanda pengaturan (lihat gambar)

segaris dengan skala yang ingin

diatur pada busur derajat.

3. Apabila pengaturan selesai, putar

baut pengunci meja landasan searah

jarum jam untuk mengancangkan

kembali.

4. Pengaturan selesai.

3. Setting Jarak Pengujian

Setting jarak pengujian digunakan untuk mengatur jarak antara kedua

permukaan yang sedang diuji (jarak permukaan spesimen dan benda hitam penerima

pancaran).

SETTING LANGKAH

Setting Jarak Pengujian

Gambar disamping merupakan pengatur

jarak meja landasan. Penyangga benda

hitam penerima pancaran dilengkapi

dengan meja luncur (sliding table) yang

memungkinkan untuk diubah posisinya

sepanjang landasan meja. Ketelitian

177

skala jarak pengujiann adalah 1 mm.

Berikut adalah langkah pengaturan jarak

pengujian.

1. Kendorkan baut pengunci meja

luncur (lihat gambar), sehingga meja

dapat bergerak bebas.

2. Aturlah meja luncur sesuai dengan

jarak yang diinginkan. Perhatikan

penunjuk skala pada meja luncur.

3. Jika pengaturan selesai, kencangkan

kembali baut pengunci meja luncur

sehingga setting meja luncur tidak

mudah berubah.

4. Mengganti Spesimen Uji

SETTING LANGKAH

Melepas Spesimen Uji

1. Lepas baut kunci pada penjepit

spesimen dengan kunci pas.

178

2. Lepaskan thermocouple dari

spesimen uji dengan memutar

ulirnya.

3. Siapkan spesimen pengganti yang

akan dipasang.

4. Pasangkan spesimen pengganti pada

thermocouple.

5. Pasang penjepit pada spesimen uji.

6. Pasang kembali kelima mur

pengunci pada penjepit spesimen.

Pastikan bahwa spesimen uji

terkunci dengan rapat.

C. Prosedur Pengujian Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi

1. Pengujian Spesimen Uji

Pengujian spesimen uji merupakan pengujian tanpa menggunakan blower

udara. Pengujian ini dilakukan untuk mengukur perbedaan spesimen uji (variasi

bahan atau perlakuan permukaan). Langkah-langkah dalam pengujian ini adalah

sebagai berikut.

19. Persiapkan semua peralatan dan bahan yang akan digunakan pada ujicoba

tersebut (alat peraga, spesimen uji, tabel pengambilan data, dll)



kontak.


23. Hidupkan saklar MCB (Miniature Circuit Breaker) dibagian belakang alat

peraga pada posisi ON.

24. Tekan tombol power dibagian depan alat peraga pada posisi ON, maka secara

otomatis display 1, display 2 dan heater akan menyala secara bersamaan.



179

26. Biarkan selama beberapa menit sehingga heater memanaskan spesimen uji

sampai suhu yang sudah ditetapkan.



28. Tutup alat peraga dengan menggunakan box kaca untuk mengurangi kehilangan

panas melalui konveksi.


30. Ketika suhu benda hitam mencapai suhu awal pengambilan data (misalkan 30

C), mulailah penghitungan stopwatch.


selama 20 menit.


menggunakan blower udara sebelum melepasnya.

33. Catat data yang didapatkan pada pengujian 1, spesimen 1 pada tabel yang

tersedia. (contoh tabel pengujian terlampir)

34. Untuk pengujian selanjutnya, ganti spesimen uji dengan benda 2. Setelah selesai,

ganti dengan benda 3 dan seterusnya sampai semua benda diuji cobakan.

Spesimen uji hanya diperbolehkan melakukan pengambilan data 1 kali tiap

pengujian sampai semua spesimen uji diuji cobakan, baru dilakukan

pengambilan data ke-dua pada pengujian tersebut.

35. Jadi, urutan pengujiannya (jika menggunakan 4 spesimen) yaitu:




36. Pengujian dilakukan selama 3 kali. Setelah semua pengujian dilakukan,

masukkan data pengujian pada tabel.

2. Pengujian Dengan Blower Udara

Pengujian dengan menggunakan blower udara merupakan pengujian untuk

mengukur perbedaaan laju perpindahan panas dengan perisai aliran udara dinding

imajiner. Langkah-langkah dalam pengujian ini adalah sebagai berikut.

180

1. Persiapkan semua peralatan dan bahan yang akan digunakan pada ujicoba

tersebut (alat peraga, spesimen uji, tabel pengambilan data, dll)



kontak.


5. Hidupkan saklar MCB (Miniature Circuit Breaker) dibagian belakang alat

peraga pada posisi ON.

6. Tekan tombol power dibagian depan alat peraga pada posisi ON, maka secara

otomatis display 1, display 2 dan heater akan menyala secara bersamaan.



8. Biarkan selama beberapa menit sehingga heater memanaskan spesimen uji

sampai suhu yang sudah ditetapkan.



10. Tutup alat peraga dengan menggunakan box kaca untuk mengurangi kehilangan

panas melalui konveksi

11. Pasang blower dinding imajiner bagian belakang.

12. Aturlah jarak posisi blower dengan spesimen uji.

13. Atur kecepatan laju udara dinding imajiner dengan bantuan anemometer.


15. Ketika suhu benda hitam mencapai suhu awal pengambilan data (misalkan 30

C), mulailah penghitungan stopwatch.


selama 20 menit.


menggunakan blower udara sebelum melepasnya.

18. Catat data yang didapatkan pada tabel pengujian. (contoh tabel pengujian

terlampir).

19. Untuk pengujian selanjutnya, ganti kecepatan laju udara dinding imajiner untuk

pengujian selanjutnya.

181

20. Pengujian dilakukan selama 3 kali. Setelah semua pengujian dilakukan,

masukkan data pengujian pada tabel.

182

BAGIAN IV

PETUNJUK PERAWATAN

A. Perawatan Rutin (Routine Maintenance)

Perawatan rutin merupakan kegiatan perawatan yang dilakukan secara rutin

setiap hari/setiap pemakaian alat peraga. Beberapa perawatan rutin alat peraga

perpindahan panas radiasi dan blower dinding imajiner adalah sebagai berikut:

1. Pengecekan rutin terhadap alat peraga dan blower dinding imajiner.

2. Pembersihan rutin pada spesimen uji.

3. Pengecekan rutin terhadap bagian-bagian alat peraga dan juga blower dinding

imajiner.

4. Pelumasan pada meja luncur (sliding table) dan pengatur sudut.

5. Pengecekan semburan udara pada blower dinding imajiner.

B. Perawatan Berkala (Periodic Maintenance)

Perawatan berkala merupakan perawatan terjadwal yang dilakukan untuk

memastikan kinerja mesin/alat selalu dalam kondisi siap pakai. Tujuan lain dari

perawatan berkala adalah untuk menghindari kerusakan alat/mesin saat digunakan.

1. Alat Peraga

Perawatan berkala untuk alat peraga perpindahan panas radiasi adalah sebagai

berikut.

Perawatan Bagian Periode Waktu

Pengecekan Display1 Setiap 1 Bulan

Display 2 Setiap 1 Bulan

Heater/Pemanas Setiap 1 Bulan

Thermocouple 1 Setiap 1 Bulan

Thermocouple 2 Setiap 1 Bulan

Sistem Kelistrikan Setiap 1 Bulan

Pembersihan Rumah Heater dan Penjepit

Spesimen Uji Setiap 3 Bulan

Bagian dalam Alat Peraga Setiap 3 Bulan

Pengatur Sudut Setiap 1 Bulan

Meja Luncur Setiap 1 Bulan

Pelumasan Meja Luncur (Sliding Table) Setiap 1 Minggu

183

184

Landasan Meja Luncur Setiap 1 Minggu

Pengatur Sudut Setiap 1 Minggu

Pengaturan Ulang

(Resetting)

Sudut Meja Luncur Setiap Pakai

Jarak Spesimen dan Benda

Hitam Setiap Pakai

Ketegak Lurusan Spesimen

Uji/Benda Hitam dengan

Landasan Meja

Setiap 3 Bulan

Kalibrasi Display Setiap 3 Bulan

Kesejajaran Spesimen Uji dan

Benda Hitam Setiap 3 Bulan

Kerataan Meja Landasan Setiap 3 Bulan

Overhoul Semua Bagian Setiap 1 Tahun

2. Blower Udara


Pengecekan Kipas Blower 1 Setiap 1 Bulan

Kipas Blower 2 Setiap 1 Bulan

Kipas Blower 3 Setiap 1 Bulan

Rangkaian Kelistrikan Setiap 1 Bulan

Pengatur Kecepatan Udara Setiap 1 Bulan

Pembersihan Kipas Blower Setiap 3 Bulan

Bagian dalam Blower Udara Setiap 3 Bulan

Saluran Blower Udara Setiap 1 Bulan

Bagian Luar Setiap 1 Bulan

Overhoul Semua Bagian Setiap 1 Tahun

3. Spesimen Uji


Pengecekan Tampilan Spesimen Setiap Pakai

Permukaan Spesimen Setiap Pakai

Pembersihan Semua Spesimen Setiap Pakai

Pengecatan Ulang Spesimen Aluminium Painting

Black dan Aluminium Painting

White

Setiap 3 Bulan

Pemolesan Ulang Spesimen Aluminium Polishing,

Stainless Steel, Kuningan. Setiap 3 Bulan

C. Kalibrasi Display dan Thermocouple

Kalibrasi merupakan proses penyetelan ulang pada suatu alat ukur terhadap

alat ukur lain yang dianggap standar. Kalibrasi display dan thermocouple pada alat

peraga perpindahan panas radiasi ini dilakukan dengan membandingkannya dengan

sebuah termometer. Berikut ini adalah daftar alat dan bahan yang digunakan untuk

kalibrasi display dan thermocouple.

1. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam kalibrasi ini adalah:

Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi

Termometer

Bejana Berisi Air/Fluida

Kunci Pas

Lap

2. Langkah Kalibrasi

Berikut ini adalah langkah-langkah dalam kalibrasi.

a. Persiapkan semua peralan dan bahan yang akan digunakan untuk kalibrasi.

b. Lepas Spesimen Uji dan Benda Hitam dari alat peraga dengan bantuan kunci

pas, untuk memudahkan dalam melepas thermocouple 1 dan thermocouple 2.

c. Hidupkan alat peraga, sehingga pengukuran dari kedua thermocouple dapat

ditampilkan pada display 1 dan display 2.

d. Masuk ke menu input shift pada adjustment level (lihat Bagian III pada

pengaturan input shift suhu). Setting input shift pada nilai 0,0.

e. Siapkan bejana berisi air dan termometer .

f. Masukkan termometer, ujung sensor thermocouple 1 dan thermocouple 2 secara

bersamaan pada air dalam bejana.

g. Biarkan selama kurang lebih 5 menit sehingga termometer dan thermocouple

dapat membaca suhu air dengan baik.

h. Catatlah hasil pengukuran pada termometer, display 1 dan display 2.

i. Hitunglah selisih pengukuran suhu pada termometer dengan hasil pengukuran

suhu pada display 1 dan display 2. (lihat rumus dibagian bawah).

185

j. Masukkan nilai input shift suhu pada display 1 dan display 2 untuk mengatur

kalibrasi.

k. Lakukan pengukuran kembali pada bejana air tersebut.

l. Diamkan selama 5 menit. Apabila hasil pengukuran pada termometer, display 1

dan display 2 menunjukkan angka yang sama atau selisih maksimum 0,1 C,

maka kalibrasi dengan termometer berhasil dilakukan. Apabila hasil pengukuran

pada display dengan termometer terdapat selisih yang besar, lakukan kalibrasi

ulang.

m. Catat hasil pengukuran pada tabel kalibrasi.

n. Keringkan bagian ujung sensor thermocouple 1 dan thermocouple 2 dengan lap.

o. Pasang kembali kedua thermocouple pada spesimen uji dan benda hitam.

p. Kalibrasi selesai.

3. Rumus Perhitungan Nilai Setting Input Shift Suhu pada Display

Untuk melakukan kalibrasi pada display 1 dan dispay 2, maka dilakukan

perhitungan rumus untuk menemukan nilai setting pada display. Hasil pengukuran

pada display 1, display 2 dan termometer dicatat dan dihitung selisih suhu

pengukurannya. Rumus untuk menghitung selisihnya adalah sebagai berikut.

Contoh: Dalam pengukuran dihasilkan pengukuran suhu air oleh Termometer 30,0

C, hasil pengukuran pada display 1 adalah 27,5 C, dan hasil pengukuran pada

display 2 adalah 32,0 C. Berarti dapat disimpulkan bahwa terdapat selisih suhu

pengukuran, sehingga perlu dilakukan kalibrasi. Nilai setting kalibrasi pada display 1

adalah:

Nilai setting Display 1 = 30,0 C – 27,5 C

= 2,5 C

Nilai setting Display 2 = 30,0 C – 32,0 C

= -2,0 C

Selisih Suhu = (Pengukuran Suhu Termometer – Pengukuran Suhu Display)

186

Artinya, nilai yang dimasukkan untuk setting kalibrasi pada display 1 adalah

2,5 sedangkan untuk display 2, nilai setting kalibrasinya adalah -2,0. Hal tersebut

menandakan kalau display 1 mengukur suhu lebih kecil 2,5 C sehingga perlu

disamakan dengan memasukkan nilai input shift suhu pada settingan display 1

sebesar 2,5 C. Untuk display 2, nilai input shift suhu yang dimasukkan bernilai

negatif, dikarenakan hasil pengukuran display 2 lebih besar dari pengukuran

termometer. Nilai pengukuran display 2 perlu dikurangi sebesar -2,0 C untuk

menyamakan nilai pengukuran pada zat yang diuji.

D. Troubleshooting

Masalah/Kerusakan Kemungkinan Penyebab Penanganan

Alat Peraga Tidak

Menyala

Tidak ada aliran listrik Periksa kabel stop

kontak

MCB (Miniature

Circuit Breaker) putus

Ganti MCB

(Miniature Circuit

Breaker)

Relay Putus Ganti Relay

Display Tidak Menyala Kabel putus Perbaiki/ganti kabel

Display Rusak Ganti display

Heater Tidak Menyala Tidak ada aliran listrik

Periksa kabel heater

Periksa rangkaian

heater

Heater rusak Ganti heater

Thermocouple Tidak

Membaca Suhu

Kabel sambungan ke

display lepas

Thermocouple rusak

Pasang kembali

kabelnya

Ganti thermocouple

dengan yang baru

Meja Pengatur Sudut dan

Jarak Sulit Digerakkan

Meja kering

Pengunci masih

terpasang

Beri pelumas atau

minyak

Lepas baut pengunci

Display Tidak Membaca

Suhu dengan Baik

Thermocouple rusak

Kabel penghubung

dengan thermocouple

rusak

Ganti thermocouple

Perbaiki atau ganti

kabel

Blower tidak menyala Tidak ada aliran listrik Periksa kabel power

187

blower

Periksa kerja trafo

Blower rusak Ganti blower

188

LAMPIRAN

Contoh Tabel Pengambilan Data Spesimen Uji

PENGUJIAN ALAT PERAGA PERPINDAHAN PANAS SECARA

RADIASI DATA 1

Hari/ Tanggal : __________________________________

Tempat Pengambilan Data : __________________________________

Waktu : __________________________________

Nama Peneliti : __________________________________

Variabel Penelitian : __________________________________

PENGUJIAN KE-1

Spesimen Uji : ............................. Set Value Spesimen : .... C

Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : .... C

Jarak Spesimen : .... cm Kec. Perisai Udara : ..... m/s

Sudut : ....


Uji/Pemancar (C)

Suhu Benda

Hitam/Penerima

Pancaran (C)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

189

BIODATA TIM PENYUSUN

Nama : Agus Eko Saputra

NIM : 5201410006

Prodi : Pend. Teknik Mesin

Alamat : Kudus

Nama : Heri Purnomo

NIM : 52014100039


Alamat : Kudus

Nama : Riwan Setiarso

NIM : 5201410030


Alamat : Kendal


NIM : 5201410063


Alamat : Purwokerto

190

191

Lampiran 6

DATA SUBJEK PENELITIAN UNTUK UJI COBA PENGGUNAAN MEDIA

PEMBELAJARAN PERPINDAHAN PANAS RADIASI

ROMBEL 1

Mata Kuliah : Perpindahan Kalor Dasar (2 sks)

Dosen Pengampu : M. Burhan Rubai Wijaya

Rombel : 525040001

Program Studi : Teknik Mesin, S1

Jumlah Peserta : 22 orang

Waktu Kuliah : 201-202

NO. NIM NAMA ANGKATAN PRODI

1 5212413001 Muhammad Azhar Rizki 2013 Teknik Mesin, S1

2 5212413003 Muhammad Zainal Arifin 2013 Teknik Mesin, S1

3 5212413006 Suprayoga Edi Lestari 2013 Teknik Mesin, S1

4 5212413008 Alawi Multazam Asrori 2013 Teknik Mesin, S1

5 5212413015 Dwi Nanda Bayu Krisna 2013 Teknik Mesin, S1

6 5212413017 Dwi Apit Hidayatullah 2013 Teknik Mesin, S1

7 5212413018 Setyo Hartadi 2013 Teknik Mesin, S1

8 5212413019 Aminullah Ahmad 2013 Teknik Mesin, S1

9 5212413020 Lukman Haqim 2013 Teknik Mesin, S1

10 5212413021 Bagus Setiawan 2013 Teknik Mesin, S1

11 5212413022 Triaji Joko Susilo 2013 Teknik Mesin, S1

12 5212413023 Elan Prasa Dewa 2013 Teknik Mesin, S1

13 5212413024 Cahyo Budi Wicaksono 2013 Teknik Mesin, S1

14 5212413026 Bagus Adi Pratama 2013 Teknik Mesin, S1

15 5212413030 Muhammad Gifani Al Qadry 2013 Teknik Mesin, S1

16 5212413032 Burhanuddin Wicaksono 2013 Teknik Mesin, S1

17 5212413033 Adib Abdillah 2013 Teknik Mesin, S1

18 5212413044 Hilya Hamzah Raydina 2013 Teknik Mesin, S1

19 5212413048 Harry Soekarno Putra 2013 Teknik Mesin, S1

20 5212413053 Wim Widyo Baskoro 2013 Teknik Mesin, S1

21 5212413064 Alam Saputra Setiawan 2013 Teknik Mesin, S1

22 5212413065 Ahmad Yusron 2013 Teknik Mesin, S1

192

DATA SUBJEK PENELITIAN UNTUK UJI COBA PENGGUNAAN MEDIA

PEMBELAJARAN PERPINDAHAN PANAS RADIASI

ROMBEL 2



Rombel : 525040002




NO. NIM NAMA ANGKATAN PRODI

1 5212413002 Imam Rudianto 2013 Teknik Mesin, S1

2 5212413004 Rais Alhakim 2013 Teknik Mesin, S1

3 5212413005 Afri Mukti Pribadi 2013 Teknik Mesin, S1

4 5212413007 Mukhammad Iwan Setiawan 2013 Teknik Mesin, S1

5 5212413009 Fahmi Nurul Yahya 2013 Teknik Mesin, S1

6 5212413010 Amry Wicaksana 2013 Teknik Mesin, S1

7 5212413011 Giri Susilo 2013 Teknik Mesin, S1

8 5212413012 Abdul Rokhim 2013 Teknik Mesin, S1

9 5212413013 Rendi Yulianto 2013 Teknik Mesin, S1

10 5212413014 Muhammad Faadhil 2013 Teknik Mesin, S1

11 5212413016 M. Anwar Anas 2013 Teknik Mesin, S1

12 5212413028 Muhamad Adi Puryadi 2013 Teknik Mesin, S1

13 5212413029 Dwi Pujasakti 2013 Teknik Mesin, S1

14 5212413034 Luthfi Eka Maryanto 2013 Teknik Mesin, S1

15 5212413035 Naftali Ricky Yuliantiarno 2013 Teknik Mesin, S1

16 5212413036 Sutiyo 2013 Teknik Mesin, S1

17 5212413037 Dhimas Moehammad Danial 2013 Teknik Mesin, S1

18 5212413038 Senthot Dimas Wahyu R 2013 Teknik Mesin, S1

19 5212413039 Fahma Ilmian Syah 2013 Teknik Mesin, S1

20 5212413040 Kharis Munandar 2013 Teknik Mesin, S1

21 5212413042 Ahmad Sigit Affandi 2013 Teknik Mesin, S1

22 5212413043 Galuh Nur Budiandono 2013 Teknik Mesin, S1

23 5212413045 Achmad Arif Ichwani 2013 Teknik Mesin, S1

24 5212413047 Fahmi Abdullah Naafi 2013 Teknik Mesin, S1

25 5212413049 Choirun Nisriina 2013 Teknik Mesin, S1

193

26 5212413050 Ahmad Ghani Muzakki 2013 Teknik Mesin, S1

27 5212413051 Luqmanul Hakim 2013 Teknik Mesin, S1

28 5212413054 M. Adi Nugroho 2013 Teknik Mesin, S1

29 5212413055 Thomas Rivaldhi 2013 Teknik Mesin, S1

30 5212413056 Eko Aprilianto 2013 Teknik Mesin, S1

31 5212413057 Desca Laily Jehan 2013 Teknik Mesin, S1

32 5212413059 Nobertus Dodi 2013 Teknik Mesin, S1

33 5212413060 Rifki Imanudin Ilham 2013 Teknik Mesin, S1

34 5212413061 Jeri Pranio 2013 Teknik Mesin, S1

35 5212413063 Panca Ariana 2013 Teknik Mesin, S1

194

Lampiran 7

PRESENSI UJI COBA PENGGUNAAN MEDIA PEMBELAJARAN


ROMBEL 1



Rombel : 525040001




NO. NIM NAMA PRESENSI

1 5212413001 Muhammad Azhar Rizki Hadir

2 5212413003 Muhammad Zainal Arifin Hadir

3 5212413006 Suprayoga Edi Lestari Tidak Hadir

4 5212413008 Alawi Multazam Asrori Tidak Hadir

5 5212413015 Dwi Nanda Bayu Krisna Hadir

6 5212413017 Dwi Apit Hidayatullah Hadir

7 5212413018 Setyo Hartadi Hadir

8 5212413019 Aminullah Ahmad Hadir

9 5212413020 Lukman Haqim Hadir

10 5212413021 Bagus Setiawan Hadir

11 5212413022 Triaji Joko Susilo Tidak Hadir

12 5212413023 Elan Prasa Dewa Hadir

13 5212413024 Cahyo Budi Wicaksono Hadir

14 5212413026 Bagus Adi Pratama Hadir

15 5212413030 Muhammad Gifani Al Qadry Hadir

16 5212413032 Burhanuddin Wicaksono Hadir

17 5212413033 Adib Abdillah Hadir

18 5212413044 Hilya Hamzah Raydina Hadir

19 5212413048 Harry Soekarno Putra Hadir

20 5212413053 Wim Widyo Baskoro Tidak Hadir

21 5212413064 Alam Saputra Setiawan Hadir

22 5212413065 Ahmad Yusron Hadir

Mahasiswa Hadir : 18 orang

Mahasswa Tidak Hadir : 4 orang

Jumlah Total Mahasiswa : 22 orang

195

PRESENSI UJI COBA PENGGUNAAN MEDIA PEMBELAJARAN


ROMBEL 1



Rombel : 525040002




NO. NIM NAMA PRESENSI

1 5212413002 Imam Rudianto Hadir

2 5212413004 Rais Alhakim Tidak Hadir

3 5212413005 Afri Mukti Pribadi Hadir

4 5212413007 Mukhammad Iwan Setiawan Hadir

5 5212413009 Fahmi Nurul Yahya Hadir

6 5212413010 Amry Wicaksana Hadir

7 5212413011 Giri Susilo Hadir

8 5212413012 Abdul Rokhim Hadir

9 5212413013 Rendi Yulianto Hadir

10 5212413014 Muhammad Faadhil Hadir

11 5212413016 M. Anwar Anas Hadir

12 5212413028 Muhamad Adi Puryadi Hadir

13 5212413029 Dwi Pujasakti Hadir

14 5212413034 Luthfi Eka Maryanto Tidak Hadir

15 5212413035 Naftali Ricky Yuliantiarno Hadir

16 5212413036 Sutiyo Tidak Hadir

17 5212413037 Dhimas Moehammad Danial Hadir

18 5212413038 Senthot Dimas Wahyu R Hadir

19 5212413039 Fahma Ilmian Syah Hadir

20 5212413040 Kharis Munandar Hadir

21 5212413042 Ahmad Sigit Affandi Hadir

22 5212413043 Galuh Nur Budiandono Hadir

23 5212413045 Achmad Arif Ichwani Hadir

24 5212413047 Fahmi Abdullah Naafi Hadir

25 5212413049 Choirun Nisriina Tidak Hadir

196

26 5212413050 Ahmad Ghani Muzakki Hadir

27 5212413051 Luqmanul Hakim Tidak Hadir

28 5212413054 M. Adi Nugroho Hadir

29 5212413055 Thomas Rivaldhi Hadir

30 5212413056 Eko Aprilianto Hadir

31 5212413057 Desca Laily Jehan Hadir

32 5212413059 Nobertus Dodi Hadir

33 5212413060 Rifki Imanudin Ilham Hadir

34 5212413061 Jeri Pranio Hadir

35 5212413063 Panca Ariana Hadir

Mahasiswa Hadir : 30 orang

Mahasswa Tidak Hadir : 5 orang

Jumlah Total Mahasiswa : 35 orang

197

Lampiran 8

DATA HASIL ANGKET TANGGAPAN MAHASISWA TERHADAP MODUL


PADA MATA KULIAH PERPINDAHAN KALOR DASAR

SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2014/2015

No. NIM Nama Responden Butir Soal

1 2 3 4 5

1 5212413001 M. Azhar Rizki 3 4 4 3 3

2 5212413003 M. Zainal Arifin 3 2 3 3 2

3 5212413015 Dwi Nanda Bayu Krisna 3 2 3 3 2

4 5212413017 Dwi Apit H. 3 2 3 3 3

5 5212413018 Setyo Haryadi 3 3 3 3 2

6 5212413019 Aminullah Ahmad 3 3 4 3 3

7 5212413020 Lukman Haqim 3 2 4 3 2

8 5212413021 Bagus Setiawan 4 3 3 3 3

9 5212413023 Elan Prasa Dewa 4 3 3 4 3

10 5212413024 Cahyo Budi W. 3 3 3 3 2

11 5212413026 Bagus Adi Pratama 3 3 4 3 3

12 5212413070 M. Gifani Al Qadry 4 3 4 4 2

13 5212413032 Burhanuddin W. 4 3 4 4 3

14 5212413033 Adib Abdillah 3 3 4 3 3

15 5212413044 Hilya Hamzah R. 4 4 4 4 3

16 5212413048 Harry Soekarno Putra 4 3 4 4 4

17 5212413064 Alam Saputra S. 4 4 4 4 3

18 5212413065 Ahmad Yusron 4 4 4 4 4

19 5212413002 Imam Rudianto 3 3 3 3 3

20 5212413005 Afri Mukti Pribadi 3 4 3 3 3

21 5212413007 M. Iwan Setiawan 4 4 3 4 3

22 5212413009 Fahmi Nurul Yahya 3 3 3 2 3

23 5212413010 Amry Wicaksana 3 4 3 3 4

24 5212413011 Giri Susilo 3 3 3 3 2

25 5212413012 Abdul Rokhim 4 3 3 3 3

26 5212413013 Rendi Yulianto 3 3 3 3 3

27 5212413014 Muhammad Faadhil 4 4 3 4 3

28 5212413016 M. Anwar Anas 3 3 3 3 3

29 5212413028 Muhammad Adi Puryadi 3 3 2 3 3

198

30 5212413029 Dwi Pujasakti 4 4 4 3 3

31 5212413035 Naftali Ricky Y. 4 4 4 4 3

32 5212413037 Dhimas Moehammad D. 3 3 3 3 2

33 5212413038 Senthot Dhimas W.R. 4 4 4 4 3

34 5212413039 Fahma Ilmian S. 3 3 3 3 3

35 5212413040 Kharis Munandar 3 3 3 4 3

36 5212413042 Ahmad Sigit Affandi 4 3 3 4 3

37 5212413043 Galuh Nur Budiandono 4 4 4 4 3

38 5212413045 Achmad Arif Ikhwani 4 3 4 3 4

39 5212413047 Fahmi Abdullah Naafi‟ 3 3 3 4 4

40 5212413050 Ahmad Ghani Muzakki 4 4 4 4 3

41 5212413054 M. Adi Nugroho 4 4 3 3 3

42 5212413055 Thomas Rivaldhi 3 3 4 3 4

43 5212413056 Eko Aprilianto 4 4 4 4 3

44 5212413057 Desca Laily Jehan 3 3 3 3 3

45 5212413059 Nobertus Dodi 3 3 3 3 3

46 5212413060 Rifki Imanudin Ilham 4 4 3 3 4

47 5212413061 Jeri Pranio 4 4 4 4 3

48 5212413063 Panca Ariana 3 3 3 3 3

Jumlah 166 157 163 161 143

Rerata 3,46 3,27 3,4 3,35 2,98

Skor Maks 192 192 192 192 192

% 86,5 81,8 84,9 83,9 74,5

Kriteria SB SB SB SB B

Jumlah Total 790

Skor Maks total 960

% 82,29

Kriteria SB

199

DATA HASIL ANGKET TANGGAPAN MAHASISWA TERHADAP ALAT

PERAGA PERPINDAHAN PANAS RADIASI



No. NIM Nama Responden Butir Soal

1 2 3 4 5

1 5212413001 M. Azhar Rizki 3 4 4 4 4

2 5212413003 M. Zainal Arifin 3 3 3 4 4

3 5212413015 Dwi Nanda Bayu Krisna 3 2 3 3 3

4 5212413017 Dwi Apit H. 3 2 4 3 3

5 5212413018 Setyo Haryadi 4 3 3 4 3

6 5212413019 Aminullah Ahmad 3 2 3 3 3

7 5212413020 Lukman Haqim 3 3 2 3 3

8 5212413021 Bagus Setiawan 3 2 3 2 2

9 5212413023 Elan Prasa Dewa 4 3 3 3 3

10 5212413024 Cahya Budi W. 3 3 3 3 2

11 5212413026 Bagus Adi Pratama 3 3 3 3 4

12 5212413070 M. Gifani Al Qadry 4 3 3 3 3

13 5212413032 Burhanuddin W. 4 3 3 2 3

14 5212413033 Adib Abdillah 4 4 3 3 2

15 5212413044 Hilya Hamzah R. 4 4 4 4 4

16 5212413048 Harry Soekarno Putra 4 3 4 4 4

17 5212413064 Alam Saputra S. 4 4 4 4 4

18 5212413065 Ahmad Yusron 4 4 4 4 3

19 5212413002 Imam Rudianto 4 3 3 3 4

20 5212413005 Afri Mukti Pribadi 4 2 4 3 4

21 5212413007 M. Iwan Setiawan 4 3 4 4 4

22 5212413009 Fahmi Nurul Yahya 4 3 3 3 3

23 5212413010 Amry Wicaksana 4 4 4 3 4

24 5212413011 Giri Susilo 4 2 3 2 3

25 5212413012 Abdul Rokhim 3 3 4 4 4

26 5212413013 Rendi Yulianto 3 3 4 3 3

27 5212413014 Muhammad Fadhil 3 3 4 4 3

28 5212413016 M. Anwar Anas 3 3 3 4 3

29 5212413028 Muhammad Adi Puryadi 4 3 4 3 4

200

30 5212413029 Dwi Pujasakti 4 3 3 3 3

31 5212413035 Naftali Ricky Y. 4 4 4 4 4

32 5212413037 Dhimas Moehammad D. 4 4 4 3 3

33 5212413038 Senthot Dhimas W.R. 4 3 4 4 4

34 5212413039 Fahma Ilmian S. 3 3 3 3 3

35 5212413040 Kharis Munandar 4 4 3 3 3

36 5212413042 Ahmad Sigit Affandi 4 3 4 3 3

37 5212413043 Galuh Nur Budiandono 4 4 4 4 3

38 5212413045 Achmad Arif Ikhwani 4 4 4 4 4

39 5212413047 Fahmi Abdullah Naafi‟ 3 4 4 3 3

40 5212413050 Ahmad Ghani Muzakki 4 3 4 4 3

41 5212413054 M. Adi Nugroho 4 4 4 4 4

42 5212413055 Thomas Rivaldhi 3 3 3 3 3

43 5212413056 Eko Aprilianto 2 4 4 4 3

44 5212413057 Desca Laily Jehan 4 4 4 4 3

45 5212413059 Nobertus Dodi 4 3 4 4 4

46 5212413060 Rifki Imanudin Ilham 4 3 4 4 4

47 5212413061 Jeri Pranio 4 4 4 4 4

48 5212413063 Panca Ariana 4 4 4 4 4

Jumlah 174 155 171 164 161

Rerata 3,63 3,23 3,56 3,42 3,35

Skor Maks 192 192 192 192 192

% 90,6 80,7 89,1 85,4 83,9

Kriteria SB B SB SB SB

Jumlah Total 825

Skor Maks total 960

% 85,94

Kriteria SB

201

Lampiran 9

UJI PEMAHAMAN MATERI PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI YANG

DISAMPAIKAN DENGAN MENGGUNAKAN PERAGA PERPINDAHAN PANAS

SECARA RADIASI

LEMBAR SOAL

C. Pilihan Ganda

Petunjuk : Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan memberikan tanda (X) di salah

satu pilihan a, b, c, d, atau e pada lembar jawab!


f. Radiasi, transimisi, dan absorpsi

g. Radiasi, transmisi, dan refleksi

h. Radiasi, konduksi, dan refleksi

i. Konveksi, radiasi, dan absorpsi

j. Konveksi, radiasi, dan konduksi

12. Salah satu contoh dari perpindahan panas secara radiasi adalah sebagai berikut, kecuali…

f. Mendekatkan tangan pada nyala lilin

g. Panas matahari yang terpancar ke bumi

h. Microwave yang sedang beroperasi

i. Memanaskan logam dengan api

j. Mendekatkan tangan ke perapian yang menyala


f. Sentuhan

g. Aliran

h. Hembusan

i. Hantaman

j. Pancaran


f. Benda nyata

g. Benda tak nyata

h. Benda abu – abu

i. Benda hitam

j. Benda kasat mata

202

15. Radiasi termal diukur dengan spektrum elektromagnetik terletak pada kisaran…

f. 0,4 sampai 0,7 μm

g. 0,1 sampai 100 μm

h. 7 sampai 10 μm

i. 1 sampai 100 μm

j. 0,01 sampai 10 μm


f. Spekular, absorpsi, dan transmisi

g. Spekular, absorpsi, dan refleksi

h. Absorpsi, refleksi, dan transmisi

i. Absorpsi, refleksi, dan konduksi

j. Absorpsi, transmisi, dan konveksi

17. Dilihat dari banyaknya energi yang diserap, bendadapat kita bagi menjadi tiga, yaitu

benda hitam, benda putih sempurna, dan benda abu – abu. Yang dimaksud dengan benda

abu – abu adalah…

f. Benda yang dapat menyerap semua energi yang menimpanya

g. Benda yang dapat meneruskan semua energi yang menimpanya

h. Benda yang dapat memantulkan seua energi yang menimpanya

i. Benda yang sebagian menyerap dan sebagian memantulkan energi yang menimpanya

j. Benda yang sebagian meneruskan dan memantulkan energi yang menimpanya

18. Perhatikan gambar di samping!

Gambar di samping merupakan bentuk

refleksi…

a. Baur

b. Turbulen

c. Laminar

d. Spekular

e. Diagonal

19. Benda hitam merupakan penyerap dan pemancar radiasi yang ideal. Nilai emisivitas

dari benda hitam adalah…

a.

b.

c.

203

d.

e.


a. Transmisi

b. Konduksi

c. Konveksi

d. Refleksi

e. Absorpsi

D. Uraian

Petunjuk : Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan jelas pada lembar jawab!

1. Diketahui sebuah piringan aluminium jari – jari 8 cm dengan suhu yang dijaga konstan

sebesar 200° C. Piringan tersebut dihadapkan sejajar dengan piringan yang dianggap

sebagai benda hitam. Berapa besar energi radiasi yang dipancarkan oleh piringan

alumunium? (Nilai emisivitas alumunium = 0,07)

204

UJI PEMAHAMAN MATERI PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI YANG

DISAMPAIKAN DENGAN MENGGUNAKAN PERAGA PERPINDAHAN PANAS

SECARA RADIASI

LEMBAR JAWAB

C. Pilihan Ganda

1. A B C D E

2. A B C D E

3. A B C D E

4. A B C D E

5. A B C D E

D. Uraian

1. ………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………........................................

6. A B C D E

7. A B C D E

8. A B C D E

9. A B C D E

10. A B C D E

205

Lampiran 10

HASIL NILAI UJI PEMAHAMAN

UJI COBA MEDIA PEMBELAJARAN PERPINDAHAN PANAS RADIASI



No. NIM Nama Responden

Nilai

Pilihan

Ganda

Nilai

Uraian

Nilai

Total Kriteria

1 5212413001 M. Azhar Rizki 10 4 70 Lulus

2 5212413003 M. Zainal Arifin 9 9 90 Lulus

3 5212413015 Dwi Nanda Bayu Krisna 10 3 65 Lulus

4 5212413017 Dwi Apit H. 8 5 65 Lulus

5 5212413018 Setyo Haryadi 10 8 90 Lulus

6 5212413019 Aminullah Ahmad 9 9 90 Lulus

7 5212413020 Lukman Haqim 9 5 70 Lulus

8 5212413021 Bagus Setiawan 10 5 75 Lulus

9 5212413023 Elan Prasa Dewa 10 3 65 Lulus

10 5212413024 Cahyo Budi W. 10 3 65 Lulus

11 5212413026 Bagus Adi Pratama 10 7 85 Lulus

12 5212413070 M. Gifani Al Qadry 10 6 80 Lulus

13 5212413032 Burhanuddin W. 9 4 65 Lulus

14 5212413033 Adib Abdillah 10 9 95 Lulus

15 5212413044 Hilya Hamzah R. 10 3 65 Lulus

16 5212413048 Harry Soekarno Putra 10 9 95 Lulus

17 5212413064 Alam Saputra S. 10 3 65 Lulus

18 5212413065 Ahmad Yusron 10 9 95 Lulus

19 5212413002 Imam Rudianto 10 8 90 Lulus

20 5212413005 Afri Mukti Pribadi 10 5 75 Lulus

21 5212413007 M. Iwan Setiawan 10 9 95 Lulus

22 5212413009 Fahmi Nurul Yahya 9 4 65 Lulus

23 5212413010 Amry Wicaksana 10 4 70 Lulus

24 5212413011 Giri Susilo 9 7 80 Lulus

25 5212413012 Abdul Rokhim 9 9 90 Lulus

26 5212413013 Rendi Yulianto 10 9 95 Lulus

27 5212413014 Muhammad Faadhil 10 5 75 Lulus

28 5212413016 M. Anwar Anas 7 7 70 Lulus

29 5212413028 Muhammad Adi Puryadi 10 5 75 Lulus

206

30 5212413029 Dwi Pujasakti 10 4 70 Lulus

31 5212413035 Naftali Ricky Y. 10 7 85 Lulus

32 5212413037 Dhimas Moehammad D. 10 9 95 Lulus

33 5212413038 Senthot Dhimas W.R. 9 10 95 Lulus

34 5212413039 Fahma Ilmian S. 10 8 90 Lulus

35 5212413040 Kharis Munandar 10 9 95 Lulus

36 5212413042 Ahmad Sigit Affandi 9 9 90 Lulus

37 5212413043 Galuh Nur Budiandono 10 8 90 Lulus

38 5212413045 Achmad Arif Ikhwani 10 9 95 Lulus

39 5212413047 Fahmi Abdullah Naafi‟ 10 9 95 Lulus

40 5212413050 Ahmad Ghani Muzakki 10 9 95 Lulus

41 5212413054 M. Adi Nugroho 10 9 95 Lulus

42 5212413055 Thomas Rivaldhi 10 9 95 Lulus

43 5212413056 Eko Aprilianto 7 7 70 Lulus

44 5212413057 Desca Laily Jehan 10 9 95 Lulus

45 5212413059 Nobertus Dodi 10 9 95 Lulus

46 5212413060 Rifki Imanudin Ilham 8 9 85 Lulus

47 5212413061 Jeri Pranio 10 9 95 Lulus

48 5212413063 Panca Ariana 10 9 95 Lulus

Jumlah 461 337 3990 48

Jumlah Maksimal 480 480 4800 48

Persentase (%) 96,04 70,21 83,13 100

Persentase Pemahaman Mahasiswa

Jumlah Skor Tes Pemahaman 798

Jumlah Skor Maksimal 960

Persentase 83,13 %

Persentase Ketuntasan Mahasiswa

Jumlah Mahasiswa Lulus 48

Jumlah Total Mahasiswa 48

Persentase Ketuntasan Mahasiswa 100,00

207

Lampiran 11

DOKUMENTASI PENELITIAN

A. Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi dengan Variasi Beda Perlakuan

Permukaan

Gambar 1. Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi

Gambar 2. Pengujian Spesimen Uji pada Alat Peraga

208

B. Dokumentasi Uji Coba Penggunaan Media Pembelajaran pada Mata

Kuliah Perpindahan Kalor Dasar

Gambar 3. Uji Coba Media Pembelajaran Perpindahan Panas Radiasi

pada Mata Kuliah Perpindahan Kalor Dasar

Gambar 4. Penggunaan Alat Peraga pada Mata Kuliah

Pembelajaran Perpindahan Kalor Dasar

209

Gambar 5. Penggunaan Modul Perpindahan Panas Radiasi sebagai

Bahan Kuliah Perpindahan Kalor Dasar

Gambar 6. Pengisian Angket Tanggapan oleh Mahasiswa

pengembangan media pembelajaran perpindahan panas …lib.unnes.ac.id/21656/1/5201410063-s.pdf ·...

Documents