proposal bahan ajar bab i pendahuluan

PROPOSAL BAHAN AJAR

BAB I

PENDAHULUAN

Mata kuliah PINDAH PANAS dalam struktur kurikulum Program Studi Teknik

Pertanian (PS-TP) Fakultas Pertanian Universitas Sam Ratulangi Manado tahun 2013/2018

merupakan Mata Kuliah wajib semester III, dan pada kurikulm tahun 2017 merupakan mata

kuliah wajib yang ditawarkan pada semester II. Mata Kuliah PINDAH PANAS ini sudah

tersedia sudah tersedia modul pembelajaran e-learning. Untuk melengkapi modul tersebut

maka akan disiapkan buku ajar. Buku ajar ini akan susun berdasarkan kaidah-kaidah yang

berlaku. Buku Ajar ini bermanfaat untuk mendukung proses belajar mahasiswa sehingga akan

dilengkapi dengan contoh-contoh dan penelitian yang sudah dilakukan yangberkaitan dengan

PINDAH PANAS. Format penulisan buku ajar dibagi menjadi dua bagian, yaitu bagian luar

dan bagian dalam. Secara umum, bagian luar buku ajar hampir sama dengan bagian luar buku

referensi atau monograf. Pembeda utamanya adalah pada bagian batang tubuh, di mana setiap

Bab dan sub Bab Buku ajar disesuaikan dengan RPS mata kuliah.

Untuk penyusunan dan pencetakan buku ajar ini maka dibutuhkan dana yang

diharapkan dapat diperoleh melalui dana yang tersedia di UNSRAT.

Rencana Buku Ajar ini akan disusun 9 (sembilan) bab terdiri dari:

BAB I : PENDAHULUAN

BAB II : KONSEP PINDAH PANAS

BAB III : KONDUKSI DENGAN TUNAK SATU DIMENSI

BAB IV : KONDUKSI DENGAN TUNAK DUA DIMENSI

BAB V : KONDUKSI DENGAN TIDAK TUNAK

BAB VI : PINDAH PANAS KONVEKSI ALAMI

BAB VII : PINDAH PANAS KONVEKSI PAKSA

BAB VIII : PINDAH PANAS PERALIHAN

BAB IX : RADIASI

BAB II

RANCANGAN PEMBELAJARAN

Mata Kuliah : Pindah Panas Semester : 3 (Tiga); Kode : .......-; sks : 3 (3-0)

Program Studi : Teknik Pertanian Dosen : Dr. Ir. Lady C. Ch. E. Lengkey, MS., Dr. Ir. Frans Wenur, MS.,

Ir. Handry Rawung, M.Si.

CAPAIAN PEMBELAJARAN:

Materi pindah panas mencakup konduksi pada kondisi mantap satu dan dua dimensi, konduksi pada kondisi tidak mantap untuk berbagai

geometri, konveksi paksa dan konveksi bebas untuk aliran internal dan eksternal, pindah panas radiasi antar permukaan dan selubung serta tipe-

tipe penukar panas dan analisisnya. Adapun capaian pembelajaran yang diharapkan yaitu :

a. Memahami serta menguasai konsep, prinsip-prinsip dasar dan persamaan dasar dalam menghitung laju perpindahan panas konduksi

untuk: kondisi konduksi mantap (steady state) maupun konduksi tidak mantap (unsteady state) pada keadaan satu dimensi serta dua

dimensi (seperti plat datar, silinder dan bola).

b. Memahami serta menguasai konsep, prinsip-prinsip dasar dan persamaan dasar dalam menghitung laju perpindahan panas konveksi

meliputi: kondisi lapisan batas, aliran turbulen dan laminar, angka Nusselt, angka Prandtl, angka Rayleigh, angka Reynolds, konveksi

aliran udara paksa, konveksi aliran udara bebas, serta angka Grashof.

c. Memahami serta menguasai konsep, prinsip-prinsip dasar dan persamaan dasar dalam menghitung laju perpindahan panas radiasi seperti:

intensitas radiasi, emisi, radiasi benda hitam, serta hukum Stefan-boltzmann.

d. Menguasai prinsip-prinsip dari jenis-jenis alat penukar panas (heat exchanger) dan penerapannya dalam bidang teknik pertanian maupun

teknologi pangan.

Matriks Pembelajaran :

Ming

Kemampuan

akhir yang

diharapkan

Bahan

Kajian/Materi

Pembelajaran

Bentuk

Pembelajaran

Waktu

Belajar

(Menit)

Deskripsi Tugas Luaran Kriteria

Penilaian

(Indikator)

Bobot

Nilai

(%)

Referens

i

1 2 3 4 5 6 7 8

1 Memahami dan

menjelaskan

mekanisme

konsep pindah

panas konduksi,

konveksi dan

radiasi

Pendahuluan yang

membahas

penjelasan umum

dari silabus

perkuliahan

maupun penjelasan

definisi dan

mekanisme dari

pindah panas

konduksi,

konveksi, dan

radiasi.

Diskusi dan

wawancara

secara acak.

150

- Mampu memahami

dan mendiskusikan

prinsip - prinsip

dari perpindahan

panas secara

konduksi, konveksi

dan radiasi.

- Memahami

deskripsi

perpindahan panas

sebagai ilmu dasar

yang fundamental

dalam keteknikan

pertanian.

- Menguasai

persamaan

perhitungan laju

perpindahan panas

- Mahasiswa

mengikuti tes

formatif.

- Kesepakata

n Dosen

dengan

Mahasiswa

- Tes

formatif

perorangan

Hasil tes

formatif

perorangan

10 1,3,5

2 Menganalisa

pindah panas

konduksi

dengan kondisi

steady state satu

1. Mengingat

kembali

konsep pindah

panas konduksi

- Tatap muka

- Diskusi

kelompok. 150

1. Memahami dan

menguasai definisi,

konsep serta

prinsip-prinsip,

- Ringkasan

presentasi

dan jurnal

pokok

pembahasa

- Tugas

makalah

perorangan

- Kualitas

materi

10 2,4,5

dimensi 2. Memahami

konsep

konduksi

kondisi

steady state satu

dimensi

3. Melakukan

penelusuran

persamaan dasar

dan melakukan

perhitungan

untuk:

- Analisa pada

dinding datar.

- Analisa pada

dinding silinder.

- Analisa pada

dinding bola.

2. Mahasiswa

mendiskusikan

pokok

permasalahan

dalam jurnal

melalui sistem

pembagian

kelompok.

n

kelompok.

- Makalah

perorangan

pindah

panas

konduksi

steady state

satu

dimensi.

jurnal

kelompok

- Keaktifan

dalam

diskusi

kelompok

- Kemampua

n presentasi

dan diskusi

dalam

kelompok

3-4 Menganalisa

pindah panas

konduksi

dengan kondisi

steady state dua

dimensi

1. Memahami

konsep pindah

panas

konduksi steady

state dua

dimensi

2. Melakukan

penelusuran

persamaan dasar

dan melakukan

perhitungan

- Tatap muka

- Diskusi

kelompok

300

1. Memahami dan

menguasai definisi,

konsep serta

prinsip-prinsip,

untuk:

- Analisa pada

dinding datar.

- Analisa pada

diding silinder.

- Analisa pada

dinding bola.

- Ringkasan

presentasi

dan jurnal

pokok

pembahasa

n

kelompok.

- Makalah

perorangan

pindah

panas

konduksi

steady state

- Tugas

makalah

perorangan

- Kualitas

jurnal

kelompok

- Keaktifan

dalam

diskusi

kelompok

- Kemampua

n presentasi

dan diskusi

10 2,4,5

2. Mahasiswa

mendiskusikan

pokok

permasalahan

dalam jurnal

melalui sistem

pembagian

kelompok.

3. Mahasiswa

mengikuti tes

formatif.

satu

dimensi.

- Tes

formatif

perorangan.

dalam

kelompok.

- Hasil tes

formatif

perorangan

5-7 Menganalisa

pindah panas

konduksi

dengan kondisi

unsteady state

1. Mengingat

kembali

konsep pindah

panas konduksi

2. Memahami

konsep

konduksi

kondisi

unsteady state

3. Melakukan

penelusuran

persamaan dasar

dan melakukan

- Tatap muka

- Diskusi

kelompok

450

1. Memahami dan

menguasai definisi,

konsep serta

prinsip-prinsip,

untuk:

- Analisa modulus

Fourier.

- Analisa parameter

Lumped.

- Analisa aliran

panas transien

pada benda semi-

infinite.

2. Mahasiswa

mendiskusikan

- Tes

formatif

perorangan.

- Ringkasan

presentasi

dan jurnal

pokok

pembahasa

n kelompok

- Makalah

perorangan

- Tugas

makalah

perorangan

- Kualitas

jurnal

kelompok

- Keaktifan

dalam

diskusi

kelompok

- Kemampua

n presentasi

dan diskusi

dalam

kelompok.

- Hasil tes

formatif

20 2,6

perhitungan pokok

permasalahan

dalam jurnal

melalui sistem

pembagian

kelompok.

3. Mahasiswa

mengikuti tes

formatif.

perorangan.

8-10 Menganalisa

pindah panas

konveksi dengan

kondisi aliran

udara paksa

1. Mengingat

kembali

konsep pindah

panas konveksi

2. Memahami

konsep

pindah panas

konveksi

kondisi aliran

udara paksa

3. Melakukan

penelusuran

persamaan dasar

dan melakukan

perhitungan

- Tatap muka

- Diskusi

kelompok

450

1. Memahami dan

menguasai definisi,

konsep serta

prinsip-prinsip,

untuk:

- Analisa aliran

laminar dan

turbulen.

- Analisa angka

Nusselt, angka

Prandtl, angka

Rayleigh, dan

angka Reynolds.

2. Mahasiswa

mendiskusikan

pokok

permasalahan

- Ringkasan

presentasi

dan jurnal

pokok

pembahasa

n kelompok

- Makalah

perorangan.

- Tugas

makalah

perorangan

- Kualitas

jurnal

kelompok

- Keaktifan

dalam

diskusi

kelompok

- Kemampua

n presentasi

dan diskusi

dalam

kelompok.

10 1,2,6

dalam jurnal

melalui sistem

pembagian

kelompok.

11-12 Menganalisa

pindah panas

konveksi dengan

kondisi aliran

udara alami

1. Memahami

konsep

pindah panas

konveksi

kondisi aliran

udara alami

2. Melakukan

penelusuran

persamaan dasar

dan melakukan

perhitungan

- Tatap muka

- Diskusi

kelompok

300

1. Memahami dan

menguasai definisi,

konsep serta

prinsip-prinsip,

untuk:

- Analisa kondisi

lapisan batas

(buoyancy layer).

- Analisa persamaan

dari angka

Grashof.

2. Mahasiswa

mendiskusikan

pokok

permasalahan

dalam jurnal

melalui sistem

pembagian

kelompok.

3. Mahasiswa

mengikuti tes

- Tes

formatif

perorangan.

- Ringkasan

presentasi

dan jurnal

pokok

pembahasa

n kelompok

- Makalah

perorangan.

- Tugas

makalah

perorangan

- Kualitas

jurnal

kelompok

- Keaktifan

dalam

diskusi

kelompok

- Kemampua

n presentasi

dan diskusi

dalam

kelompok.

- Hasil tes

formatif

perorangan.

10 2,5,6

formatif.

13-14 Menganalisa

pindah panas

radiasi

1. Mengingat

kembali

deskripsi pindah

panas radiasi

2. Menganalisa

konsep dari

pindah panas

radiasi

3. Melakukan

penelusuran

persamaan dasar

dan melakukan

perhitungan

- Tatap muka

- Diskusi

kelompok

300

1. Memahami dan

menguasai definisi,

konsep serta

prinsip-prinsip,

untuk:

- Analisa hukum dan

persamaan dari

Stefan-boltzmann.

- Analisa pindah

panas radiasi

benda hitam.

2. Mahasiswa

mendiskusikan

pokok

permasalahan

dalam jurnal

melalui sistem

pembagian

kelompok.

3. Mahasiswa

mengikuti tes

formatif.

- Tes

formatif

perorangan.

- Ringkasan

presentasi

kelompok

untuk

jurnal.

- Makalah

perorangan

- Tugas

makalah

perorangan

- Kualitas

jurnal

kelompok

- Keaktifan

dalam

diskusi

kelompok

- Kemampua

n presentasi

dan diskusi

dalam

kelompok.

- Hasil tes

formatif

perorangan

10 2,6

15-16 Menerapkan

konsep pindah

1. Memahami

prinsip-prinsip

- Tatap muka

- Diskusi 300

1. Kelompok

mahasiswa

- Makalah

kelompok

- Kualitas

makalah

20 1,2

panas

berdasarkan

tipe-tipe Heat

exchanger

dasar dari tipe-

tipe heat

exchanger.

2. Menganalisa

bentuk-bentuk

pindah panas

yang dihasilkan

dari heat

exchanger.

kelompok melaksanakan olah

referensi dari buku,

jurnal dan

informasi dari

youtube sesuai

dengan topik yang

sudah disepakati

secara kelompok

2. Kelompok

mahasiswa

mempresentasikan

hasil olah referensi

3. Kelompok

mahasiswa

menyusun makalah

hasil olah

referensi.

4. Mahasiswa

mengikuti tes

formatif.

- Tes

formatif

peroranga

n

kelompok

- Keaktifan

dalam

diskusi

kelompok

- Kemampua

n presentasi

dan diskusi

dalam

kelompok.

- Hasil tes

formatif

perorangan

Daftar Referensi:

1. Cengel, Y.A. 2006. Heat and Mass Transfer, third editions (SI units). McGraw-Hill.

2. Holman, J.P. 2002. Heat Transfer, ninth edition. McGraw-Hill.

3. Rohsenow, W.M., Hartnett, J.P., Cho, Y. 1998. Handbook of Heat Transfer. McGraw-Hill.

4. Bejan, A., Kraus, A.D. 2003. Heat Transfer Handbook. Wiley.

5. Incropera, F.P., Dewitt, D.P., Bergman, T.L., Lavine, A.S. 2007. Fundamentals of Heat and Mass Transfer, sixth edition. Wiley.

6. Welty, J.R., Wicks, C.E., Wilson, R.E., Rorrer, G. 2001. Fundametals of Momentum, Heat, and Mass Transfer. Wiley.

FORMAT RANCANGAN TUGAS

Nama Mata Kuliah : Pindah Panas Sks : 3 (3-0)

Program Studi : Teknik Pertanian Pertemuan ke : 1

Fakultas : Pertanian

A. TUJUAN TUGAS:

Menjelaskan konsep serta prinsip dasar laju perpindahan panas secara integrative

B. URAIAN TUGAS:

1. Obyek Garapan: Konsep Dasar Pindah Panas

2. Batasan yang harus dikerjakan:

a. Pengertian pindah panas konduksi, konveksi dan radiasi.

b. Prinsip-prinsip pindah panas konduksi, konveksi dan radiasi

c. Bentuk-bentuk persamaan dasar dari pindah panas konduksi, konveksi dan radiasi.

3. Metode/Cara Pengerjaan (acuan cara pengerjaan):

- Mahasiswa mendiskusikan dan memecahkan permasalahan yang sudah disusun dosen, melalui kelompok kecil.

- Permasalahan yang didiskusikan:

1) Jelaskan pengertian pindah panas konduksi, konveksi dan radiasi menurut beberapa literatur (minimal 3) !

2) Jelaskan prinsip serta bentuk-bentuk dari pindah panas konduksi

3) Jelaskan prinsip serta bentuk-bentuk dari pindah panas konveksi

4) Jelaskan prinsip serta bentuk-bentuk dari pindah panas radiasi

5) Mendeskripsikan dan menghitung persamaan dasar dari laju pindah panas konduksi, konveksi dan radiasi.

- Hasil diskusi kelompok didiskusikan di kelas

- Mahasiswa mengikuti tes formatif.

4. Deskripsi Luaran tugas yang dihasilkan:

Hasil tes formatif (perorangan) yang dilaksanakan selama 50 menit terakhir pada tahap ini.

C. KRITERIA PENILAIAN (10%):

- Keaktifan dalam diskusi kelompok

- Hasil tes formatif perorangan

RUBRIK PENILAIAN

KRITERIA 1:Keaktifan dalam diskusi (20%)

DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Keaktifan mencari

literatur

Sangat aktif Aktif Cukup aktif Kurang aktif Tidak aktif

Keaktifan

berdiskusi


TOTAL

KRITERIA 2: Hasil tes formatif perorangan (80%)

DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Skor



Program Studi : Teknik Pertanian Pertemuan ke : 2


A. TUJUAN TUGAS:

Menganalisis pindah panas konduksi dengan kondisi steady state satu dimensi

B. URAIAN TUGAS:

1. Obyek Garapan: Pindah Panas steady state satu dimensi


a. Mengingat kembali konsep dasar pindah panas konduksi secara umum

b. Memahami konsep pindah panas konduksi steady state satu dimensi, meliputi

-) Pindah panas konduksi steady state satu dimensi pada dinding datar (plat datar);

-) Pindah panas konduksi steady state satu dimensi pada dinding silinder;

-) Pindah panas konduksi steady state satu dimensi pada dinding bola.


- Mahasiswa mendiskusikan permasalahan yang sudah disusun dosen dalam kelompok. Kelompok yang terbentuk membahas

isi jurnal berdasarkan literatur (minimal 3.) dengan pokok permasalahan meliputi:

1) Jelaskan pindah panas konduksi steady state satu dimensi pada dinding (plat) datar.

2) Jelaskan pindah panas konduksi steady state satu dimensi pada dinding silinder.

3) Jelaskan pindah panas konduksi steady state satu dimensi pada dinding bola.

- Hasil diskusi kelompok dipresentasikan di kelas untuk dibahas bersama.

- Mahasiswa secara perorangan menyusun ringkasan dari salah satu pokok bahasan tersebut dan menganalisis persamaan serta

perhitungan yang terdapat di dalamnya dalam bentuk makalah.


Ringkasan hasil presentasi dan jurnal pokok bahasan kelompok; hasil penyusunan makalah sebagai tugas perorangan.


- Kualitas makalah perorangan


- Kualitas materi jurnal dari kelompok

- Kemampuan presentasi dan diskusi dalam kelompok

RUBRIK PENILAIAN

KRITERIA 1: Kualitas makalah perorangan (40%)

DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Kelengkapan

konsep

Sangat lengkap

(mampu

mengembangkan

konsep secara

optimal)

Lengkap

(melebihi konsep

minimal pada

modul)

Cukup lengkap

(sesuai konsep

minimal pada

modul)

Kurang lengkap

(dibawah konsep

minimal pada

modul)

Tidak lengkap

(konsep tidak

sesuai)

Ketepatan

konsep

Sangat tepat

(sesuai dengan

logika ilmiah)

Tepat

Cukup tepat Kurang tepat Tidak tepat

Ide baru dan

kreativitas

Sangat baik

(memunculkan

beberapa ide baru)

Baik

(memunculkan ide

baru)

Cukup baik

(ide seperti pada

modul)

Kurang baik

(ide di bawah

tuntutan modul)

Tidak baik

(miskin ide)

Total

KRITERIA 2:Keaktifan dalam diskusi kelompok (30%)

DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Keaktifan

mencari literatur


Keaktifan

berdiskusi


TOTAL

KRITERIA 3: Kualitas jurnal kelompok (10%)

DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Kelengkapan

konsep

Sangat lengkap

(mampu

mengembangkan

konsep secara

optimal)

Lengkap

(melebihi konsep

minimal pada

modul)

Cukup lengkap

(sesuai konsep

minimal pada

modul)

Kurang lengkap

(dibawah konsep

minimal pada

modul)

Tidak lengkap

(konsep tidak

sesuai)

Ketepatan

konsep

Sangat tepat

(sesuai dengan

logika ilmiah)

Tepat


Total

KRITERIA 4: Kemampuan presentasi dan diskusi dalam kelompok 20%)

DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Materi dan

tayangan

presentasi

Sangat baik dan

menarik

Baik dan menarik Cukup baik dan

menarik

Kurang baik dan

menarik

Tidak baik dan

menarik

Kemampuan

presentasi

Sangat baik Baik Cukup baik Kurang baik Tidak baik

Kemampuan

dalam diskusi


Total



Program Studi : Teknik Pertanian Pertemuan ke : 3-4


A. TUJUAN TUGAS:

Menganalisa pindah panas konduksi dengan kondisi steady state dua dimensi

B. URAIAN TUGAS:

1. Obyek Garapan: Pindah panas kondisi steady state dua dimensi


a. Memahami konsep pindah panas konduksi steady state dua dimensi secara umum

b. Memahami prinsip pindah panas konduksi steady state dua dimensi, meliputi

-) Pindah panas konduksi steady state dua dimensi pada dinding datar (plat datar);

-) Pindah panas konduksi steady state dua dimensi pada dinding silinder;

-) Pindah panas konduksi steady state dua dimensi pada dinding bola.




1) Jelaskan pindah panas konduksi steady state dua dimensi pada dinding datar (plat datar).

2) Jelaskan pindah panas konduksi steady state dua dimensi pada dinding silinder.

3) Jelaskan pindah panas konduksi steady state dua dimensi pada dinding bola.





Ringkasan hasil presentasi dan jurnal pokok bahasan kelompok; hasil penyusunan makalah sebagai tugas perorangan; dan tes

formatif secara perorangan dilaksanakan pada 50 menit terakhir pada tahap ini







RUBRIK PENILAIAN


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Kelengkapan

konsep

Sangat lengkap

(mampu

mengembangkan

konsep secara

optimal)

Lengkap

(melebihi konsep

minimal pada

modul)

Cukup lengkap

(sesuai konsep

minimal pada

modul)

Kurang lengkap

(dibawah konsep

minimal pada

modul)

Tidak lengkap

(konsep tidak

sesuai)

Ketepatan

konsep

Sangat tepat

(sesuai dengan

logika ilmiah)

Tepat


Ide baru dan

kreativitas

Sangat baik

(memunculkan

beberapa ide baru)

Baik

(memunculkan ide

baru)

Cukup baik

(ide seperti pada

modul)

Kurang baik

(ide di bawah

tuntutan modul)

Tidak baik

(miskin ide)

Total


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Keaktifan

mencari literatur


Keaktifan

berdiskusi


TOTAL


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Kelengkapan

konsep

Sangat lengkap

(mampu

mengembangkan

konsep secara

optimal)

Lengkap

(melebihi konsep

minimal pada

modul)

Cukup lengkap

(sesuai konsep

minimal pada

modul)

Kurang lengkap

(dibawah konsep

minimal pada

modul)

Tidak lengkap

(konsep tidak

sesuai)

Ketepatan

konsep

Sangat tepat

(sesuai dengan

logika ilmiah)

Tepat


Total


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Materi dan

tayangan

presentasi

Sangat baik dan

menarik


menarik

Kurang baik dan

menarik

Tidak baik dan

menarik

Kemampuan

presentasi


Kemampuan

dalam diskusi


Total


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Skor



Program Studi : Teknik Pertanian Pertemuan ke : 5 – 7


A. TUJUAN TUGAS:

Menganalisa Pindah Panas Konduksi dengan Kondisi un-steady state

B. URAIAN TUGAS:

1. Obyek Garapan: Pindah panas konduksi unsteady state


a. Memahami konsep pindah panas konduksi un-steady state secara umum

b. Memahami prinsip pindah panas konduksi un-steady state, meliputi

-) Analisa modulus Fourier;

-) Analisa parameter Lumped;

-) Analisa aliran panas transien pada benda semi-infinite.




1) Jelaskan kondisi pindah panas konduksi un-steady state dari modulus Fourier.

2) Jelaskan parameter Lumped yang terjadi pada pindah panas konduksi un-steady state.

3) Jelaskan aliran panas konduksi pada kondisi transien yang terjadi pada benda semi-infinite.













RUBRIK PENILAIAN


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Kelengkapan

konsep

Sangat lengkap

(mampu

mengembangkan

konsep secara

optimal)

Lengkap

(melebihi konsep

minimal pada

modul)

Cukup lengkap

(sesuai konsep

minimal pada

modul)

Kurang lengkap

(dibawah konsep

minimal pada

modul)

Tidak lengkap

(konsep tidak

sesuai)

Ketepatan

konsep

Sangat tepat

(sesuai dengan

logika ilmiah)

Tepat


Ide baru dan

kreativitas

Sangat baik

(memunculkan

beberapa ide baru)

Baik

(memunculkan ide

baru)

Cukup baik

(ide seperti pada

modul)

Kurang baik

(ide di bawah

tuntutan modul)

Tidak baik

(miskin ide)

Total


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Keaktifan

mencari literatur


Keaktifan

berdiskusi


TOTAL


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Kelengkapan

konsep

Sangat lengkap

(mampu

mengembangkan

konsep secara

optimal)

Lengkap

(melebihi konsep

minimal pada

modul)

Cukup lengkap

(sesuai konsep

minimal pada

modul)

Kurang lengkap

(dibawah konsep

minimal pada

modul)

Tidak lengkap

(konsep tidak

sesuai)

Ketepatan

konsep

Sangat tepat

(sesuai dengan

logika ilmiah)

Tepat


Total


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Materi dan

tayangan

presentasi

Sangat baik dan

menarik


menarik

Kurang baik dan

menarik

Tidak baik dan

menarik

Kemampuan

presentasi


Kemampuan

dalam diskusi


Total


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Skor





A. TUJUAN TUGAS:

Menganalisa pindah panas konveksi dengan kondisi aliran udara paksa

B. URAIAN TUGAS:

1. Obyek Garapan: Pindah panas konveksi dengan aliran udara paksa


a. Memahami kembali konsep pindah panas konveksi

b. Memahami pindah panas konveksi dengan aliran udara paksa serta menganalisa dalam bentuk :

-) Aliran laminar pada pindah panas konveksi aliran udara paksa;

-) Aliran turbulen pada pindah panas konveksi aliran udara paksa;

-) Angka Nusselt, angka Prandtl, dan angka Rayleigh yang terdapat dalam pindah panas konveksi aliran udara paksa;

-) Angka Reynolds yang terdapat dalam pindah panas konveksi aliran udara paksa.




1) Jelaskan kondisi pindah panas konveksi aliran udara paksa pada aliran laminar dan turbulen;.

2) Deskripsikan dan analisa perhitungan dari angka Nusselt, angka Prandtl, angka Rayleigh

3) Deskripsikan dan analisa perhitungan angka Reynolds yang terdapat dalam pindah panas konveksi aliran udara paksa.


- Mahasiswa secara perorangan menyusun ringkasan dan menganalisis persamaan serta perhitungan yang terdapat di dalamnya

dalam bentuk makalah.


Ringkasan hasil presentasi dan jurnal pokok bahasan kelompok; hasil penyusunan makalah sebagai tugas perorangan.






RUBRIK PENILAIAN


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Kelengkapan

konsep

Sangat lengkap

(mampu

mengembangkan

konsep secara

optimal)

Lengkap

(melebihi konsep

minimal pada

modul)

Cukup lengkap

(sesuai konsep

minimal pada

modul)

Kurang lengkap

(dibawah konsep

minimal pada

modul)

Tidak lengkap

(konsep tidak

sesuai)

Ketepatan

konsep

Sangat tepat

(sesuai dengan

logika ilmiah)

Tepat


Ide baru dan

kreativitas

Sangat baik

(memunculkan

beberapa ide baru)

Baik

(memunculkan ide

baru)

Cukup baik

(ide seperti pada

modul)

Kurang baik

(ide di bawah

tuntutan modul)

Tidak baik

(miskin ide)

Total


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Keaktifan

mencari literatur


Keaktifan

berdiskusi


TOTAL


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Kelengkapan

konsep

Sangat lengkap

(mampu

mengembangkan

konsep secara

optimal)

Lengkap

(melebihi konsep

minimal pada

modul)

Cukup lengkap

(sesuai konsep

minimal pada

modul)

Kurang lengkap

(dibawah konsep

minimal pada

modul)

Tidak lengkap

(konsep tidak

sesuai)

Ketepatan

konsep

Sangat tepat

(sesuai dengan

logika ilmiah)

Tepat


Total


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Materi dan

tayangan

presentasi

Sangat baik dan

menarik


menarik

Kurang baik dan

menarik

Tidak baik dan

menarik

Kemampuan

presentasi


Kemampuan

dalam diskusi


Total





A. TUJUAN TUGAS:

Menganalisa pindah panas konveksi dengan kondisi aliran udara alami

B. URAIAN TUGAS:

1. Obyek Garapan: Pindah panas konveksi dengan aliran udara alami


a. Memahami dan menguasai pindah panas konveksi dengan aliran udara alami;

b. Memahami pindah panas konveksi dengan aliran udara alami serta menganalisa dalam keadaan :

-) Kondisi lapisan batas (bouyancy layer);

-) Angka Grasshof yang terdapat dalam pindah panas konveksi dengan aliran udara alami.




1) Jelaskan kondisi pindah panas konveksi aliran udara paksa pada keadaan kondisi lapisan batas (bouyancy layer);.

2) Deskripsikan dan analisa perhitungan dari angka Grasshof yang terdapat dalam pindah panas konveksi dengan aliran

udara alami.













RUBRIK PENILAIAN


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Kelengkapan

konsep

Sangat lengkap

(mampu

mengembangkan

konsep secara

optimal)

Lengkap

(melebihi konsep

minimal pada

modul)

Cukup lengkap

(sesuai konsep

minimal pada

modul)

Kurang lengkap

(dibawah konsep

minimal pada

modul)

Tidak lengkap

(konsep tidak

sesuai)

Ketepatan

konsep

Sangat tepat

(sesuai dengan

logika ilmiah)

Tepat


Ide baru dan

kreativitas

Sangat baik

(memunculkan

beberapa ide baru)

Baik

(memunculkan ide

baru)

Cukup baik

(ide seperti pada

modul)

Kurang baik

(ide di bawah

tuntutan modul)

Tidak baik

(miskin ide)

Total


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Keaktifan

mencari literatur


Keaktifan

berdiskusi


TOTAL


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Kelengkapan

konsep

Sangat lengkap

(mampu

mengembangkan

konsep secara

optimal)

Lengkap

(melebihi konsep

minimal pada

modul)

Cukup lengkap

(sesuai konsep

minimal pada

modul)

Kurang lengkap

(dibawah konsep

minimal pada

modul)

Tidak lengkap

(konsep tidak

sesuai)

Ketepatan

konsep

Sangat tepat

(sesuai dengan

logika ilmiah)

Tepat


Total


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Materi dan

tayangan

presentasi

Sangat baik dan

menarik


menarik

Kurang baik dan

menarik

Tidak baik dan

menarik

Kemampuan

presentasi


Kemampuan Sangat baik Baik Cukup baik Kurang baik Tidak baik

dalam diskusi

Total


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Skor





A. TUJUAN TUGAS:

Menganalisa Pindah Panas Radias

B. URAIAN TUGAS:

1. Obyek Garapan: Pindah Panas Radiasi


a. Memahami kembali konsep perpindahan panas secara radiasi;

b. Memahami prinsip pindah panas radiasi serta menganalisa melalui :

-) Hukum dan persamaan Stefan-Boltzmann;

-) Perpindahan panas secara radiasi pada benda hitam.




1) Jelaskan konsep pindah panas radiasi melalui hukum dan persamaan dari Stefan-Boltzmann;

2) Deskripsikan dan analisa perhitungan pindah panas radiasi pada benda hitam.













RUBRIK PENILAIAN


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Kelengkapan

konsep

Sangat lengkap

(mampu

mengembangkan

konsep secara

optimal)

Lengkap

(melebihi konsep

minimal pada

modul)

Cukup lengkap

(sesuai konsep

minimal pada

modul)

Kurang lengkap

(dibawah konsep

minimal pada

modul)

Tidak lengkap

(konsep tidak

sesuai)

Ketepatan

konsep

Sangat tepat

(sesuai dengan

logika ilmiah)

Tepat


Ide baru dan

kreativitas

Sangat baik

(memunculkan

beberapa ide baru)

Baik

(memunculkan ide

baru)

Cukup baik

(ide seperti pada

modul)

Kurang baik

(ide di bawah

tuntutan modul)

Tidak baik

(miskin ide)

Total


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Keaktifan

mencari literatur


Keaktifan

berdiskusi


TOTAL


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Kelengkapan

konsep

Sangat lengkap

(mampu

mengembangkan

konsep secara

optimal)

Lengkap

(melebihi konsep

minimal pada

modul)

Cukup lengkap

(sesuai konsep

minimal pada

modul)

Kurang lengkap

(dibawah konsep

minimal pada

modul)

Tidak lengkap

(konsep tidak

sesuai)

Ketepatan

konsep

Sangat tepat

(sesuai dengan

logika ilmiah)

Tepat


Total


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Materi dan

tayangan

presentasi

Sangat baik dan

menarik


menarik

Kurang baik dan

menarik

Tidak baik dan

menarik

Kemampuan

presentasi


Kemampuan

dalam diskusi


Total


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Skor





A. TUJUAN TUGAS:

Memahami Penerapan Konsep dan menganalisa Pindah Panas berdasarkan Jenis-jenis Heat Exchanger

B. URAIAN TUGAS:

1. Obyek Garapan: Pindah Panas berdasarkan Jenis-jenis Heat Exchanger


a. Memahami prinsip dasar dari jenis-jenis heat exchanger;

b. Menganalisa bentuk-bentuk pindah panas yang dihasilkan dari heat exchanger tersebut.



menyusun makalah berdasarkan literatur (minimal 5.) dengan pokok permasalahan meliputi:

1) Jelaskan prinsip-prinsip dasar yang bekerja dalam heat exchanger;

2) Deskripsikan dan analisa bentuk-bentuk pindah panas yang dihasilkan dari heat exhanger tersebut.



Makalah kelompok mengenai Heat Exchanger dan tes formatif secara perorangan dilaksanakan pada 50 menit terakhir pada

tahap ini



- Kualitas materi makalah dari kelompok



RUBRIK PENILAIAN


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Keaktifan

mencari literatur


Keaktifan

berdiskusi


TOTAL

KRITERIA 2: Kualitas materi dari makalah kelompok (10%)

DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Kelengkapan

konsep

Sangat lengkap

(mampu

mengembangkan

konsep secara

optimal)

Lengkap

(melebihi konsep

minimal pada

modul)

Cukup lengkap

(sesuai konsep

minimal pada

modul)

Kurang lengkap

(dibawah konsep

minimal pada

modul)

Tidak lengkap

(konsep tidak

sesuai)

Ketepatan

konsep

Sangat tepat

(sesuai dengan

logika ilmiah)

Tepat


Total


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Materi dan

tayangan

presentasi

Sangat baik dan

menarik


menarik

Kurang baik dan

menarik

Tidak baik dan

menarik

Kemampuan

presentasi


Kemampuan

dalam diskusi


Total


DIMENSI Sangat

Memuaskan

(≥80)

Memuaskan

(65-79) Batas

(55-64) Kurang

Memuaskan

(40-54)

Di bawah

standard

(<40)

SKOR

Skor

GARIS BESAR MATERI PEMBELAJARAN

No. Pertemuan Materi Pembelajaran Garis Besar Materi Pembelajaran

1. 1 Memahami dan

menjelaskan mekanisme

konsep pindah panas

konduksi, konveksi dan

radiasi

Pertemuan ini akan membahas :

- Prinsip - prinsip dasar perpindahan panas secara konduksi, konveksi dan radiasi.

- Deskripsi perpindahan panas sebagai ilmu dasar yang fundamental dalam keteknikan

pertanian.

2. 2 Menganalisa pindah panas

konduksi dengan kondisi

steady state satu dimensi

Pertemuan ini akan membahas konsep dasar pindah panas konduksi steady state satu

dimensi yang terjadi pada:

- Dinding datar;

- Silinder; dan

- Bola

3. 3-4 Menganalisa pindah panas


steady state dua dimensi

Pertemuan ini akan membahas konsep dasar pindah panas konduksi steady state dua

dimensi yang terjadi pada:

- Dinding datar;

- Silinder; dan

- Bola



un-steady state

Pertemuan ini akan membahas konsep dasar pindah panas konduksi un-steady state,

melalui analisa:

- Modulus Fourier;

- Parameter Lumped; dan

- Aliran transien pada benda semi-infinite.


konveksi dengan kondisi

aliran udara paksa

Pertemuan ini akan membahas konsep dasar pindah panas konveksi dengan aliran udara

paksa, melalui analisa:

- Kondisi aliran laminar;

- Kondisi aliran turbulen; dan

- Angka Prandtl, Nusselt, Rayleigh serta angka Reynolds.


konveksi dengan kondisi



aliran udara paksa - Kondisi lapisan batas (buoyancy layer);

- Angka Grasshof.


radiasi



- Hukum dan persamaan dari Stefan-Boltzmann;

- Pindah panas radiasi pada benda hitam.

8. 15-16 Penerapan konsep pindah

panas berdasarkan tipe-tipe

heat exchanger

Pembahasan ini dilakukan melalui olah referensi dari sumber buku, jurnal serta informasi

lainnya, dengan topik pembahasan yang diatur melalui pembagian kelompok.

BAB III

CONTOH

1. BEDA ANTARA PINDAH PANAS DAN TERMODINAMIKA

Pindah panas adalah ilmu teknik yang memperkirakan pemindahan energi yang

terjadi antara benda-benda hasil adanya perbedaan suhu. Di dalam termidinamika kita kenal

pemindahan energi ini yang didefinisikan sebagai panas. Ilmu pindah panas tidak hanya

menerangkan bagaimana energi panas dapat dipindahkan, tetapi juga memperkirakan laju

perubahan yang akan terjadi pada suatu keadaan. Kenyataan bahwa laju pemindahan panas

adalah tujuan yang dikehendaki dari suatu analisa maka disinilah letak pernedaan dan

pemindahan panas dan termodiamika. Termodiamika berhubungan dengan sistem di dalam

ekilibirium, hal ini dapat dipakai untuk memperkirakan jumlah energi yang dibutuhkan

untuk menambah suatu sistem dari suatu ekilibirium lainnya, tetapi tidakbis dipakai untuk

memperkirakan seberapa cepat perubahan itu terjadi kalau sistemnya tidak berada dalam

ekibirium selama prosesnya terjadi.

Pindah panas memperkuat prinsip-prinsip pertama dan kedua dari termodinamika

dengan menambah kaidah-kaidah percobaan yang dapat dipakai untuk menciptakan laju

pemindahan panas. Seperti juga dalam termodinamika, kaidah-kaidah percobaan itu

menggunakan sebagai dasarnya subjek pemindahan panas yang sederhana dan banyak

ditemui dalam praktek.

Sebagai contoh perbedaan soal yang harus dipecahkan oleh termodinamika dan

pemidahan panas, renungkanlah pendinginan sebatang besi panas yang ditaruh di dalam

panci yang berisi air. Termodinamika dapat dipakai untuk memperkirakan suhu ekibilirium

akhir dari kombinasi batang besi dan air, tetapi termodinamika tidak dapat menerangkan

berapa lama terjadinya keadaan ekibilirium itu atau berapa suhu batang besi itu pada saat

sebelum keadaan ekibilirium terjadi.

Pindah panas dapat digunakan untuk memperkirakan suhu, baik batang besi maupun

air, setelah beberapa saat, jadi dapat memperkirakan suhu sebgai fungsi dari waktu.

2. PINDAH PANAS DAN ILMU-ILMU PERTANIAN

Ilmu-ilmu pertanian sangat luas jangkauannya. Di dalam teknologi saja sudah banya

definisi dikemukakan, telah banyak ahli meninjaunya secara mendalam.

Khusus di dalam processing hasil-hasil pertanian biasanya memakai perlakuan

panas, baik pendinginan maupun pemanasan, karena itu pengetahuan pindah panas

diperlukan.

Untuk pengolahan hasil ternak, beberapa prinsip dasar ini harus diingat dengan baik.

a. Panas bergerak dari objek yang lebih panas ke objek yang lebih dingin

b. Makin besar perbedaan suhu, makin besar pindah panas.

c. Makin tipis dinding, makin baik pindah panasnya.

d. Objek-objek yang gelap menyerap panas radiasi lebih cepat daripada objek-objek yang

terang.

e. Agar supaya bisa menggunakan aliran konveksi, pemanasan harus dilakukan di dasar

ruangan tempat, sedang pendiginan harus dilakuakn di sisi sebelah atas.

Hampir semua persoalan dalam pengolahan makanan dimana panas dipindahkan,

panas mengalir dari suatu medium ke dan melalui dinding benda padat dan keluar lagi ke

medium lain. Metode pindah panas yang terjadi disini adalah simultan.

Untuk mengetahui atau memperkirakan perubahan suhu yang diakibatkan suatu hasil

yang disimpan, haruslah diketahui konduktivitas panas (k) dan panas jenis (c).

Konduktivitas panas beberapa hasil pertanian disajikan dalam tabel di bawah ini.

Tabel 1. Konduktivitas Panas Beberapa Hasil Pertanian (K)

Bahan Kadar Air Basis

Basah (%)

Suhu Rata-Rata (O

f) K

(Btu-In/Ft2

Jam O

f)

Udara 32 0.163

Minyak Kastor 1.23

Jagung 13.2 80 - 88 1.22

Bahan bakar cair:

Bensin, minyak tanah 86 1.1

Es 15.3

Kulit 1.22

Jewawut 12.7 22 - 88 0.90

Minyak olive 1.15

Pasir, kering 68 - 315 2.5

Serbuk gergaji 0.35

Sutera 0.276

Salju, kompak 1.48

Tanah, kering 0.96

Jerami Kering udara,

potongan

0.70

Terpentin 0.95

Air 32 4.04

68 4.15

86 4.65

Gandum 12.5 87 0.89

12.5 97.2 0.95

14.0 77.7 0.95

14.0 91.2 0.98

23.0 79.4 1.04

23.0 89.6 1.07

23.0 89.7 1.11

Kayu, pinus 1.03

Wol, kapas 5 lb/ft3 70 0.29

1 BTU-in/jam ft2 0F = 3.447 x 10

-4 Cal-cm/det cm

2 c = 1/12 BTU-ft/jam ft

2 0F

1 cal-cm/det cm2 c = 2901 BTU-in/jam ft

2 0F

Sedang panas jenis beberapa hasil pertanian disajikan dalamTabel 2 di bawah ini :

Tabel 2. Panas Jenis Beberapa Hasil Pertanian (Cp)

Bahan Kadar Air Basis

Basah (%)

Kisaran Suhu (0f) Panas Jenis (Btu/Lb

0f)

Udara -22

Kapas

Tepung 0.39

Rumput 20 60-100 0.4

60 60 – 100 0.7

Es -30 – 32 0.505

Beras 50 – 100 0.44

Kacang tanah 17.7 75 – 129 0.47

21.7 73 – 190 0.49

Pati (gandum, beras,

dan kentang)

0.44

Gula 68 0.274

Air 59 1.00

Gandum 0.4 0.302

8.3 0.343

13.0 0.377

33.6 0.582

Kayu 0.42

Wol 32 -212 0.393

1 BTU / lb 0F = 1 cal/gr

0C

Proses pasteurisasi dalam pengolahan hasil pertanian berprinsip pada konduksi panas

yaiutu bila setelah pelat dipanskan, maka setelah lain akan menjadi panas gula. Pada pindah

panas yang terjadi pada pendingin atau pemanas/ pendingin berupa ganda, dimana suhu

masuk dan suhu keluar tidak sama, perbedaan suhu yang nyata antara medium pemanas dan

pendingin dan hasil yang diolah dinyatakan sebagai perbedaan suhu rata-rata logaritmik (log

mean temparature difference), yaitu =

Ruang penyimpanan dingin adalah salah satu contoh penggunaan konveksi panas

dalam praktek, dimana udara dingin di sekitar pipa pendingin turun ke bawah dan udara

panas naik ke atas, jadi membuat sirkulasi terus-menerus, membawa panas ke seluruh

ruangan.

Radiasi panas ditunjukkan dan berjalan secara garis lurus dari daerah panas ke

daerah dingin dan terjadi karena beberapa hukum yang mengontrolnya. Pada umumnya, laju

radiasi panas berbanding dengan pangkat empat suhu mutlaknya dan berbanding terbalik

dengan kuadrat jarak dari objeknya. Radiasi juga terjadi bila benda-benda itu dipisahkan

oleh ruang, baik hampa udara (vacuum) maupun tidak.

Heat Transfer :

Adalah suatu pemindahan energi, dimana energi panas

akan bertambah sebagai akibat daripada pemberian

sensible heat.

Sensible heat :

Adalah panas yang dapat dirasa dan biasa diistilahkan

dengan temperatur

Tempteratur : Adalah suatu manifestasi pengukuran (alat ukur) yang

dapat mengukur secara kuantitatif sensible heat

tersebut

Heat transfer adalah (salah satu) unit operasi yang terpenting dalam operasi industri

makanan. Hampir setiap proses membutuhkan, apakah heat inout atau heat yang harus

dikeluarkan untuk mengubah sifat fisik, sifat kimia, atau sifat penyimpanan dari

produk.sebagai contoh, dalam penyimpanan buah segar, sayur, daging, dan produk-produk

peternakan panas dikeluarkan untuk menurunkan temperatur dan oleh sebab itu menaikkan

daya simpan.

Sebaliknya panas dinaikkan untuk mencapai preservation secara thermal. Misalnya,

panas digunakan untuk merubah karakteristik dari produk, dalam memasak untuk merubah

tekstur makanan dan pemanasan untuk mengembangkan warna dan citarasa dari permen.

Pada setiap aplikasi, pemindahan panas tunduk dalam hukum-hukum fisika.

Mekanisme pindah panas

Pindah panas adalah suatu fenomena pindah energi. Peningkatan energi panas

menyebabkan molekul-molekul produk (bahan) bergerak lebih cepat. Itu adalah energi

kinetic dari molekul yang menerima panas bertambah.

Panas dipindahkan apabila molekul yang bergerak cepat itu bertubrukan dengan

molekul yang lebih lambat. Sehingga menyebabkan molekul yang cepat tadi kehilangan

energi kinetiknya dan energi kinetic tersebut diterima oleh molekul yang lebih lambat.

Dari cara ini ditemukan mekanisme molekuler.

Jadi pindah panas itu terjadi dari temperatur yang lebih tinggi merambat ke

temperature yang lebih rendah.

Temperature

Suatu manifestasi dari tingkat energi panas dalam suatu kelompok molekul, suatu

benda dapat menjadi panas dapat pula menjadi dingin.

o Alat ukur

Beberapa perubahan “yardsticks” atau skala dikembangkan untuk mengukur

temperature, tapi 2 yang terpenting adalah :

- Skala Celcius

- Skala Farenheit

Bila jumlah energi kinetic dari atom-atom dan molekul-molekul adalah 0, atau :

EK = 0

Hal ini berarti tidak ada gerakan molekul dari material tersebut sehingga didapat

temperature tersebut.

Jadi bila EK = 0, temperature diukur dalam

1. Kelvin

2. Rankine

Hubungan beberapa skala temperature

Titik referensi

air

Celcius

˚C

Farenheit

˚F

Kelvin

˚K

Rankine

˚R

Titik didih 100 212 373 672

Titik beku 0 32 273 492

EK = 0 -273 -460 0 0

Konversi temperature

˚C = 5

/9 x (˚F-32)

˚K = ˚C + 273

˚R = ˚F + 460

Energi panas

Panas dingin suatu benda adalah energi panas yang dikandung oleh suatu

substansi, yaitu energi kinetik. Energi panas tersebut berasal datri sumber panas yang

biasa diberikan pada substansi sehingga dapat mempertinggi kecepatan gerakan

molekul dari substansi tersebut.

o Alat ukur

Jumlah panas yang diukur dalam unit yang berubah-ubah. Satuan/ unit yang

biasa digunakan adalah :

1. Calori untuk system cgs

2. BTU untuk system fps

- Satu calori (kalori)

Adalah „jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan temperature dari 1 gram

air, 1˚C.

- Satu BTU

Adalah jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan temperature dari 1 lb

(pound) air, 1˚F (standar pengukuran : 61-62˚F)

Kapasitas panas (Cp, cv)

adalah jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk merubah temperature dari

substansi 1 derajat.

System cgs

Jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan 1gram, 1˚C

System fps

Jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan 1lb, 1˚F

Karena definisi dari kalori dan BTU didasarkan pada air maka kapasitas panas untuk

air :

1. 1 cal /g ˚C

2. 1 BTU/g ˚F

Jika kapasitas panas suatu substance dibandingkan dengan panas air, menyebabkan

suatu ratio, yang disebut Spesific Heat.

Spesific heat

Bila ada energi panas ditambahkan atau diambil dari suatu substance, baik temperautr

atau physical state dari substance akan berubah.

Sensible heat

Adalah input panas yang menyebabkan temperature naik, sebab panas dapat

dirasakan.

Latent heat

Adalah penambahan panas yang tidak menyebabkan temperature berubah.

atau

Panas yang digunakan untuk menghasilkan perubahan state dari substansi

tanpa perubahan temperature.

Beberapa contoh latent heat

1. Heat of fussion, perubahan substansi dari padat ke cair.

2. Heat of vaporization, perubahan substansi daric air ke gas.

3. Heat of condensation, proses perubahan dari gas ke cair

4. Heat of solidifaction, proses perubahan daric air ke padat.

λ

Energi yang dibutuhkan nuntuk merubah state ditambahkan atau dipancarkan sebagai

akibat dari perubahan berbagai gaya dari atraksi diantara molekul.

Untuk penggunaan pemanasan dan pendinginan makanan, suatu perubahan physical

state dari air adalah objek utamanya. Sebagai contoh, perubahan cairan air menjadi

uap adalah objek utama dari dehidrasi dan evaporasi

Perubahan daric air ke gas adalah pembekuan makanan yang akan dikonsumsi dalam

bentuk beku.

Latent heat of vaporization tergantung pada :

1. Tekanan

2. Titik didih pada fase cair.

Untuk air murni :

Pada 212˚F(100˚C) latent heat of vaporization adalah :

540 cal/g atau 971 BTU/lb.

Nilai dari latent heat of vaporization sebagai fungsi dari tekanan dan temperature

Pada 32˚F (0˚C) latent heat of vaporization adalah : 80cal/g atau 144BTU/lb

Dalam proses pindah panas adalah penting untuk mengetahui total kuantitas dari

panas yang akan dipindahkan. Jika hal ini sudah diketahui, laju dari proses dapat diestimasi

dari parameter dan system pindah panas.

Dalam menghitung total kuantitas heat transfer, harus diketahui :

- Sensible heat

- Heat of vaporization

- Heat of fusion

1. Sensible heat

Qs = MCpΔT

Dimana :

- Q adalah sensible heat yang ditransfer (BTU)

- M adalah massa dari bahan (lb)

- Cp adalah kapasitas panas (BTU/lb ˚F)

- ΔT adalah perubahan temperature produk (˚F)

2. Heat of fussion

Qf = Mf λf

Dimana :

- Qf adalah latent heat yang ditransfer (BTU)

- Mf adalah massa material solidified atau melted (lb)

- λ f adalah BTU/lb

3. Latent heat of vaporization dan condensation

Qv = Mv λv

total T latent heat :

Q = Qf + Qv

Total heat = entalphy

Q = Qs + Qf + Qv

Laju pindah panas dapat diperoleh dengan membagi total heat (Q) dengan waktu sehingga

didapat :

Qs = WCpΔT

Dimana :

- W = lb/hr

- CpΔT = tetap

- Qs = BTU/hr

Qf = Wfλf

Qv = Wvλv

Sehingga laju pindah panas :

Q total = WCpΔT + Wfλf + Wvλv

Pindah panas adalah proses dinamis dimana panas dipindahkan dari benda yang lebih

panas ke benda yang lebih dingin.

Lajunnya akan bergantung pada beda temperatur antara 2 benda

Perbedaan temperatur adalah penting dalam pindah panas, dan perbedaan ini disebut driving

force, untuk pindah panas.

Contoh :

Air tidak bisa mendidih pada 212˚F jika dipanaskan pada 212 ˚F. Dalam pemindahan

energi panas dari suatu benda ke benda lain adalah resistance. Resistance ini pada aliran

panas terdapat di dalam atau permukaan material.

Laju pindah panas berbanding terbalik dengan resistance dan berbanding lurus dengan

driving force, atau

Ada 3 (tiga) cara pindah panas :

- Konduksi

- Konveksi

- Radiasi

KONDUKSI

Konduksi adalah pemindahan energi panas yang terjadi antara molekul-molekul yang

berdampingan dimana pemindahan energi itu terjadi tanpa ada gerakan massa

Gambar Peristiwa Konduksi

Konduksi terjadi pada molekul-molekul yang diam atau kedudukan dari molekul-

molekul teratur sehingga panas yang diserap oleh suatu molekul dapat menabrak

molekul lain sehingga terjadi pindah panas.

Benda mempunyai kemampuan untuk menghantar panas dalam keadaan

apapun.

Dalam percobaan untuk mengukur sifat konduksi dari fluida, harus diperhatikan

dengan baik agar tidak ada gerakan masa.

Laju pindah panas dengan konduksi yang melalui suatu benda adalah berbanding

lurus dengan gradient suhu, dt

/dx dikalikan dengan luas lintasa dan luas penampang

tentang lintasan.

Laju pindah panas :

Dimana :

- Q : laju pindah panas, BTU/hr

- A : area yang dilalui fluida, ft2

- T : temperatur ˚F

- X :Jarak medium konduksi, ft

- K :Konduktivitas panas, sifat dari benda yang menghantar panas (BTU/hr ft ˚F)

Nilainya berbeda untuk tiap benda. Lihat table 9.1 pg.239 Perry.

KONVEKSI

Konveksi adalah perpindahan panas melalui aliran, di mana zat perantaranya ikut

berpindah. Jika partikel berpindah dan mengakibatkan kalor merambat, maka terjadilah

konveksi. Konveksi terjadi pada zat cair dan gas ( udara/angin ).

Gambar Pindah Panas Konveksi

Contoh Perpindahan Panas secara Konveksi:

- Gerakan naik turunnya air yang sedang mendidih saat direbus

- Gerakan naik turunnya kacang hijau, beras, kedelai saat direbus

- Terjadinya angin darat dan laut

- Gerakan balon udara

- Asap pada cerobong asap bergerak naik

Untuk menghitung Pindah panas Konveksi menggunakan persamaan :

)T - (TsA h q ~

Radiasi adalah perpindahan panas tanpa zat perantara. Biasanya disertai cahaya

Gambar Pindah Panas Radiasi

Untuk menghitung pindah panas Radiasi menggunakan persamaan Sebagai berikut :

Q= eσAT4

Dimana :

Q= Energi pindah panas Radiasi (watt).

e = emisivitas suatu benda.

σ = konstanta Stefan (5,6703 × 10-8 W/m2K4).

A = luas sebuah benda yang memancarkan radiasi (m2)

T = suhu mutlak (K)

Dimana : h = koefisien perpindahan panas konveksi

atau konduktansi permukaan satuan W/m.2 0C atau W/m2.K

Ts = suhu permukaan (K)

T~

= suhu lingkungan (K)

A = Luas permukaan (m2)

proposal bahan ajar bab i pendahuluan

Documents