tugas umum hc

5/28/2018 Tugas Umum HC

1/16

TUGAS UMUM

Perpindahan panas adalah proses dimana energi (dalam bentuk panas)

dipertukarkan diantara benda-benda atau bagian dari benda yang sama karena adanya

perbedaan temperatur. Panas akan mengalir dari tempat yang suhunya tinggi ke

tempat yang suhunya lebih rendah. Berikut ini beberapa alat-alat di pabrik yang

menggunakan prinsip heat conduction ( HC).

1. BoilerBoiler adalah bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai

terbentuk air panas atau steam pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk

mengalirkan panas ke suatu proses. Air adalah media yang berguna dan murah untuk

mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan sampai menjadi steam ,

volumnya akan meningkat sekitar 1.600 kali menghasilkan tenaga yang menyerupai

bubuk mesiu yang mudah meledak sehingga boiler merupakan peralatan yang harus

dikelola dan dijaga dengan sangat baik.

Sistem boiler terdiri dari: sistem air umpan, sistem steam dan sistem bahan

bakar. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengankebutuhan steam Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan.

Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam

dialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem,

tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan

alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang di gunakan

untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan.

Peralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar

yang digunakan pada sistem. Air yang disuplai ke boiler untuk diubah menjadi steam

disebut air umpan.


2/16

2. ReboilerReboilers adalah penukar panas biasanya digunakan untuk menyediakan panas

ke bagian bawah kolom distilasi industri. Alat ini merebus cairan dari bagian bawah

kolom distilasi untuk menghasilkan uap yang kembali ke kolom untuk

mendorong pemisahan distilasi. Operasi reboiler yang tepat sangat penting untuk

distilasi efektif. Dalam sebuah kolom distilasi khas klasik, semua uap mengemudi

pemisahan berasal dari reboiler. Reboiler menerima aliran cairan dari bagian bawah

kolom dan mungkin sebagian atau seluruhnya menguap aliran itu. Uap biasanya

menyediakan panas yang dibutuhkan untuk penguapan tersebut.

Unsur yang paling penting dari desain reboiler adalah pemilihan jenis yang

tepat dari reboiler untuk pemakaian tertentu. Reboiler kebanyakan dari jenis penukar

panas shell and tube dan biasanyauap digunakan sebagai sumber panas dalam

reboilers tersebut. Namun, cairan panas transfer lain seperti minyak panas atau

DOWTHERM (TM) dapat digunakan. Bahan bakar berbahan bakar tungku juga dapat

digunakan sebagai reboiler dalam beberapa kasus.

3. KondensorKondensor adalah salah satu jenis mesin penukar kalor (heat exchanger) yang

berfungsi untuk mengkondensasikan fluida kerja. Secara umum, terdapat 2 jenis

kondensor yaitu :

a. Surface condenserPrinsip kerja surface condenser Steam masuk ke dalam shell kondensor melalui

steam inlet connection pada bagian atas kondensor. Steam kemudian bersinggungan

dengan tube kondensor yang bertemperatur rendah sehingga temperatur steam turun

dan terkondensasi, menghasilkan kondensat yang terkumpul pada hotwell.Temperatur rendah pada tube dijaga dengan cara mensirkulasikan air yang menyerap

kalor dari steam pada proses kondensasi. Kalor yang dimaksud disini disebut kalor

laten penguapan dan terkadang disebut juga kalor kondensasi (heat of condensation)

dalam lingkup bahasan kondensor. Kondensat yang terkumpul di hotwell kemudian


3/16

dipindahkan dari kondensor dengan menggunakan pompa kondensat ke exhaust

kondensat.

Ketika meninggalkan kondensor, hampir keseluruhan steam telah terkondensasi

kecuali bagian yang jenuh dari udara yang ada di dalam sistem. Udara yang ada di

dalam sistem secara umum timbul akibat adanya kebocoran pada perpipaan, shaft

seal, katup-katup, dan sebagainya. Udara ini masuk ke dalam kondensor bersama

dengan steam. Udara dijenuhkan oleh uap air, kemudian melewati air cooling section

dimana campuran antara uap dan udara didinginkan untuk selanjutnya dibuang dari

kondensor dengan menggunakan air ejectors yang berfungsi untuk mempertahankan

vacuum di kondensor. Untuk menghilangkan udara yang terlarut dalm kondensat

akibat adanya udara di kondensor, dilakukan de-aeration. De-aeration dilakukan di

kondensor dengan memanaskan kondensat dengan steam agar udara yang terlalut

pada kondensat akan menguap. Udara kemudian ditarik ke air cooling section dengan

memanfaatkan tekanan rendah yang terjadi pada air cooling section. Air ejector

kemudian akan memindahkan udara dari sistem.

b.

Direct Contact condenserDirect-contact condenser mengkondensasikan steam dengan mencampurnya

langsung dengan air pendingin. Direct-contact atau open condenser digunakan pada

beberapa kasus khusus, seperti :

1. Geothermal powerplant

2. Pada powerplant yang menggunakan perbedaan temperatur di air laut (OTEC)

Spray Condenser

Pada spray condenser, pencampuran steam dengan air pendingin dilakukan

dengan jalan menyemprotkan air ke steam. Sehingga steam yang keluar dari exhaust

turbin pada bagian bawah bercampur dengan air pendingin pada bagian tengah

menghasilkan kondensat yang mendekati fase saturated.Kemudian dipompakan

kembali ke cooling Tower . Sebagian dari kondensat dikembalikan ke boiler sebagai

feedwater. Sisanya didinginkan, biasanya didalam dry- (closed-) cooling tower . Air


4/16

yang didinginkan pada Cooling tower disemprotkan ke exhaust turbin dan proses

berulang.

Proses Perpindahan Panas Pada Dinding Rotary Kiln (Tanur Putar) Di

Pt.Indocement Tunggal Prakarsa, Tbk

Proses pembakaran yang terjadi pada tanur kiln ini disebabkan karena adanya

perpaduan antara bahan bakar batubara dengan udara atau oksigen yang betekanan

tinggi dimana batubara yang digunakan adalah batubara yang telah dihaluskan hingga

berbentuk seperti tepung yang dapat menghasilkan semburan api hingga suhu

1500C.

Kiln memiliki dua lapisan yaitu lapisan luar dan lapisan dalam dimana pada

lapisan luar dilapisi dengan baja st 400 sedangkan pada lapisan dalam menggunakan

bata tahan api jenis CAST-15ES yang berfungsi sebagai isolasi untuk menahan panas

yang terjadi pada saat proses pembakaran terjadi untuk menahan panas hingga suhu

1500C dimana bata ini memiliki kemampuan tahan panas dan air yang baik. Dalam

proses pembakaran di kiln terjadilah proses perpindahan panas secara alamiah baik

secara konduksi, konveksi dan radiasi. Dalam perpindahan panas ini mambahas

perpindahan panas secara konduksi, dimana panas yang terjadi antara didalam dandiluar kiln itu berbeda. Dalam hal ini membahas perpindahan yang terjadi dari dalam

hingga ke luar kiln dengan suhu bagian dalam 1500C yang dalam prosesnya

melewati beberapa hambatan baik dari material yang di panaskan hingga dinding

isolasi bata tahan api dan baja st 400 kemudian barulah kita bisa mengetahui panas

akhir setelah melewati hambatan-hanbatan tadi menggunakan perhitungan

perpindahan panas secara konduksi.

Seiring dengan perkembangan teknologi, penanganan material (material

handling) di dunia industry menjadi bagian yang sangat penting didalam rangkaian

proses produksi. Tak terkecuali di industri semen PT. Indocement Tunggal Prakarsa,

Tbk. transportasi untuk bahan baku semen seperti batu kapur (limestone), tanah liat

(clay), pasir besi (laterite), pasir silica (silica sand) juga memanfaatkan teknologi


5/16

tersebut, seperti ban berjalan (belt conveyor) dan tidak menggunakan trasportasi darat

lagi seperti mobil truck yang dalam pengoprasiannya kurang efisien dan banyak

memakan biaya oprasional.

Dari semua system operasi di PT. Indocement Tunggal Pakarsa, Tbk

menggunakan sistem otomatisasi pada saat proses produksinya. Dari proses awal

penambangan hingga proses penggilingan akhirnya, semua itu diatur oleh satu pusat

control yang dinamakan Central Control Room (CCR). Di dalam CCR selama proses

produksi berlangsung semuanya dapat dipantau dari computer yang ada di CCR,

hingga api yang ada didalam tanur Kiln juga dapat dilihat dengan jelas menggunakan

kamera yang ditempel pada pintu masuk kiln. Pada proses pembakaran di tanur kiln

menggunakan bahan bakar batubara sebagai bahan bakar utamanya sedangkan bahan

bakar pemantik awal setelah shut down menggunkana bahan bakar Industri Diesel Oil

(IDO) karena memiliki nyala api yang tinggi dibandingkan dengan batu bara. Dalam

proses kerjanya, kiln melakukan pembakaran dengan proses pembakaran dalam.

Padasaat proses produksi berlangsung panas didalm kiln dapat mencapai 14000C

15000C .

Refraktori Bata Tahan Api Yang Digunakan Pada Dinding Kiln

Refraktori secara umum dapat didefinisikan sebagai suatu bahan tahan

terhadap suhu tinggi yang berbentuk bata dan bubuk (powder), sedangkan refraktori

menurut ilmu material adalah bahan anorganik yang tidak meleleh atau melebur pada

suhu tinggi, sering juga disebut high temperature material. Dalam industri, refraktori

adalah sebagai bahan anorganik dalam konstruksi peralatan yang digunakan untuk

memanaskan, membakar, atau melebur bahan industri.

1) Kandungan Senyawa RefraktoriBahan-bahan yang terdapat dalam refraktori, biasanya merupakan senyawa

oksida logam yang memiliki daya tahan terhadap suhu tinggi. Berikut ini beberapa

senyawa oksida yang terdapa dalam refraktori:


6/16

2) Sifat-Sifat RefraktoriAksi kimia mugkin terjadi karena kontak dengan kerak, abu bahan bakar, gas

tanur, atau dengan produk-produk seperti kaca atau baja. Oleh karena itu, untuk

penggunaan refraktori perlu diperhatikan bahan baku yang digunakan, suhu

pengerjaan didalam tanur, dan beban yang diberikan pada waktu pemanasan, serta

reaksi kimia yang berlangsung.

a) Titik lebur.Kebanyakan refraktori komersial melunak secara berangsur dalam

jangkauan suhu yang cukup luas dan tidak mempunyai titik cair yang tajam,

karena biasanya terdiri dari berbagai mineral.

b) PorositasPorositas berkaitan langsung dengan berbagai sifat fisika bata lainnya,

termasuk ketahanan terhadap serangan kimia.

c) Ketahanan terhadap perubahan suhuBata yang mempunyai ekspansi termal paling rendah dan teksturnya

paling kasar, sangat tahan terhadap perubahan termal yang berlangsungmendadak dan juga paling sedikit mengalami regangan.

Radiasi atau Pancaran (R)

Radiasi adalah mekanisme kehilangan panas tubuh dalam bentuk gelombang

panas inframerah. Gelombang inframerah yang dipancarkan dari tubuh memiliki

panjang gelombang 5 20 mikrometer. Tubuh manusia memancarkan gelombang

panas ke segala penjuru tubuh. Radiasi merupakan mekanisme kehilangan panas

paling besar pada kulit (60%) atau 15% seluruh mekanisme kehilangan panas.

Panas adalah energi kinetic pada gerakan molekul. Sebagian besar energi pada

gerakan ini dapat di pindahkan ke udara bila suhu udara lebih dingin dari kulit. Sekali

suhu udara bersentuhan dengan kulit, suhu udara menjadi sama dan tidak terjadi lagi


7/16

pertukaran panas, yang terjadi hanya proses pergerakan udara sehingga udara baru

yang suhunya lebih dingin dari suhu tubuh.

Perpindahan kalor secara konduksidan konveksimemerlukan adanya materi

sebagai medium dimana pada konduksi medium perantara tidak ikut berpindah

sedangkan pada konveksi medium perantara ikut berpindah dalam membawa kalor

dari daerah yang lebih panas ke daerah yang lebih dingin. Akan tetapi, perpindahan

kalor secara radiasi (pancaran) terjadi tanpa medium apapun. Semua kehidupan di

dunia ini bergantung pada transfer energi dari Matahari, dan energi ini ditransfer ke

Bumi melalui ruang hampa (hampa udara). Bentuk transfer energi ini dalam bentuk

kalor yang dinamakan radiasi, karena suhu Matahari jauh lebih besar (6.000 K)

daripada suhu permukaan bumi.

Radiasi pada dasarnya terdiri dari gelombang elektromagnetik. Radiasi dari

Matahari terdiri dari cahaya tampak ditambah panjang gelombang lainnya yang tidak

bisa dilihat oleh mata, termasuk radiasi inframerah (IR) yang berperan dalam

menghangatkan Bumi. Kecepatan atau laju radiasi kalor dari sebuah benda sebanding

dengan pangkat empat suhu mutlak benda tersebut. Sebagai contoh, sebuah benda

pada suhu 2.000 K, jika dibandingkan dengan benda lain pada suhu 1.000 K, akanmeradiasikan kalor dengan kecepatan 16 (2 pangkat 4) kali lipat lebih besar.

Kecepatan radiasi juga sebanding dengan luasA dari benda yang memancarkan kalor.

Dengan demikian, kecepatan radiasi kalor meninggalkan sumber tiap selang waktu

tertentu (Q/t ) dirumuskan:

Persamaan di atas disebut persamaan Stefan-Boltzmann, dan adalah

konstanta universal yang disebut konstanta Stefan-Boltzmann. Faktor edisebut

emisivitas bahan, merupakan bilangan antara 0 sampai 1 yang bergantung pada

karakteristik materi. Permukaan yang sangat hitam, misalnya arang, mempunyai

emisivitas yang mendekati 1, sedangkan bahan yang permukaannya mengkilat

mempunyai e yang mendekati nol sehingga memancarkan radiasi yang lebih kecil.


8/16

Permukaan mengkilat tidak hanya memancarkan radiasi yang lebih kecil, tetapi bahan

tersebut juga hanya menyerap sedikit dari radiasi yang menimpanya (sebagian besar

dipantulkan). Benda hitam dan yang sangat gelap, menyerap kalor hampir seluruh

radiasi yang menimpanya. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa bahan

penyerap kalor yang baik juga merupakan pemancar kalor yang baik. Kecepatan total

pancaran kalor dari benda ke lingkungan.

Pada proses radiasi, energi termis diubah menjadi energi radiasi. Energi ini

termuat dalam gelombang elektromagnetik, khususnya daerah inframerah (700 nm

100 mm). Saat gelombang elektromagnetik tersebut berinteraksi dengan materi energi

radiasi berubah menjadi energi termal.

Untuk benda hitam, radiasi termal yang dipancarkan per satuan waktu per satuan luas

pada temperatur T kelvin adalah :

E = e..T4

dimana : konstanta Boltzmann : 5,67 x 10-8

W/ m2K

4.

e : emitansi (0 e 1)

Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa memerlukan medium/perantara.Sebagai contoh adalah apabila pada siang hari kita merasakan panasnya matahari.

Berarti kita merasakan panas yang di pancarkan matahari yang melaui hampa udara,

atau juga kita berada pada api unggun yang sedang menyala.


9/16

Telah kita ketahui bahwa antara matahari dengan bumi berupa ruang hampa

udara, sehingga kalor dari matahari sampai ke bumi tanpa melalui zat perantara.

Perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara atau medium ini disebut

radiasi/hantaran. Contoh perpindahan kalor secara radiasi, misalnya pada waktu kita

mengadakan kegiatan perkemahan, di malam hari yang dingin sering menyalakan api

unggun.

Saat kita berada di dekat api unggun badan kita terasa hangat karena adanya

perpindahan kalor dari api unggun ke tubuh kita secara radiasi. Walaupun di sekitar

kita terdapat udara yang dapat memindahkan kalor secara konveksi, tetapi udara

merupakan penghantar kalor yang buruk (isolator). Jika antara api unggun dengan

kita diletakkan sebuah penyekat atau tabir, ternyata hangatnya api unggun tidak dapat

kita rasakan lagi. Hal ini berarti tidak ada kalor yang sampai ke tubuh kita, karena

terhalang oleh penyekat itu. Dari peristiwa api unggun dapat disimpulkan bahwa:

1) Dalam peristiwa radiasi, kalor berpindah dalam bentuk cahaya, karena cahayadapat merambat dalam ruang hampa, maka kalor pun dapat merambat dalam

ruang hampa;

2)

Radiasi kalor dapat dihalangi dengan cara memberikan tabir/penutup yang dapatmenghalangi cahaya yang dipancarkan dari sumber cahaya.

Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa memerlukan medium/perantara.

Sebagai contoh adalah apabila pada siang hari kita merasakan panasnya matahari.

Berarti kita merasakan panas yang di pancarkan matahari yang melaui hampa udara,

atau juga kita berada pada api unggun yang sedang menyala.

Radiasi termal dan pelindung radiasi

Radiasi termal terdiri dari seluruh jenispanjang gelombangcahaya, tetapi

sebgian besar energi yang diradiasikan padatemperatur ruanganberbentuk

gelombanginframerah.Radiasi tidak membutuhkan medium untuk mengalirkan kalor

karena panas diradiasikan dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Besarnya energi

yang diradiasikan berbanding lurus dengan luas permukaan danemisivitas. Setiap
http://id.wikipedia.org/wiki/Radiasi_termalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Panjang_gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Cahayahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Temperatur_ruangan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Inframerahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Emisivitashttp://id.wikipedia.org/wiki/Emisivitashttp://id.wikipedia.org/wiki/Inframerahhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Temperatur_ruangan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Panjang_gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Radiasi_termal


10/16

objek bertemperatur di atasnol mutlakpasti meradiasikan energi.

Pelindung radiasi menunjuk pada sifatemisivitas danpenyerapan yang rendah,

danreflektivitas yang tinggi. Pada jenis benda tersebut, energi yang diserap jauh lebih

kecil dari pada energi yang dipantulkan. Logam yang disemir dengan sangat baik

memiliki sifat pelindung radiasi yang baik. Kebalikannya, benda gelap akan memiliki

emisivitas dan penyerapan yang tinggi, serta reflektivitas yang rendah. Pada material

jenis ini, energi yang diserap akan lebih tinggi dari pada yang dipantulkan

(lihatbenda hitam).

Pakaian dipergunakan untuk mempertahankan temperatur tubuh manusia.

Untuk memungkinkan dipergunakannya pakaian di lingkungan yang panas, bahan

pakaian harus memungkinkan bagi keringat untuk menguap. Antisipasi yang baik

ketika cuaca panas adalah dengan menyediakan aliran udara dalam pakaian sehingga

udara dapat masuk dan pendinginan oleh keringat dapat terjadi. Keringat menguap

karena menyerap panas tubuh, sehingga jika uap jenuh di dalam pakaian, tubuh akan

semakin panas. Untuk melawan dingin, mengaplikasikan beberapa lapis pakaian

mungkin berguna untuk mempertahankan panas tubuh. Dalam cuaca yang dingin,

panas tubuh dapat menghilang dari pakaian karena angin, perbedaan temperatur, danradiasi. Hal ini juga berlaku untuk aksesoris pakaian lainnya (sepatu, topi, dan

sebagainya).

Mempertahankan temperatur bangunan pada tingkat kenyamanan umumnya

menggunakan banyak energi karena konsumsienergi dipakai

untukpendinginan ataupemanasan ruangan. Ketika bangunan diinsulasi dengan baik,

manfaat yang dapat diambil diantaranya:

1) Lebih efisien dalam penggunaan energi.2) Menyediakan temperatur yang cenderung seragam di dalam ruang. Perbedaan

temperatur secara horisontal maupun vertikal sangat kecil , menciptakan

lingkungan yang nyaman untuk ditinggali meski temperatur udara di luar sedang

dalam keadaan panas ataupun dingin.
http://id.wikipedia.org/wiki/Nol_mutlakhttp://id.wikipedia.org/wiki/Emisivitashttp://id.wikipedia.org/wiki/Penyerapanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Reflektivitas&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Benda_hitamhttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pendinginan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pemanasan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pemanasan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pendinginan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Benda_hitamhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Reflektivitas&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Penyerapanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Emisivitashttp://id.wikipedia.org/wiki/Nol_mutlak


11/16

3) Tidak seperti alat pemanas atau pendingin, insulasi cenderung permanen danhampir tidak membutuhkan perawatan, penyimpanan ataupun pengaturan.

Beberapa jenis insulasi termal juga menyerapkebisingan dangetaran yang

datang dari dalam dan luar ruangan sehingga menciptakan kenyamanan dalam

bertempat tinggal. Insulasi pipa juga bermanfaat dalam bangunan untuk pipa yang

menyalurkanfluidapanas ataupun dingin.

Wahana antariksa memiliki banyak kebutuhan insulasi. Insulasi yang

dibutuhkan harus ringan, karena penambahan massa berarti penambahan biaya

peluncuran. Di luar angkasa tidak adaatmosferyang melindungi darisinar

matahari sehingga setiap objek akan dipanaskan oleh matahari dalam sekejap. Di luar

angkasa, panas tidak bisa dikonveksikan ataupun dikonduksikan ke objek

lain.Insulasi berlapis, lempenganemas, umumnya menutupi satelit dan kendaraan

luar angkasa, yang berguna untuk mengontrol radiasi termal. Peluncuran dan

kembalinya wahana antariksa ke bumi mengakibatkan tekanan pada wahana

antariksa, sehingga ketahanan insulator sangat dibutuhkan (lihatkasus Pesawat Ulang

Alik Columbia). Proses kembalinya wahana antariksa ke bumi menghasilkan panas

yang tinggi ketika menyentuh atmosfer sehingga membutuhkan insulator dengan sifattermal yang sangat baik, sepertikarbon komposit di bagian hidung dan

lapisansilikapada badanpesawat ulang alik.

Radiasiinframerah sering dihubungkan dengan panas, karena objek dalam

suhu ruangan atau di atasnya akanmemancarkan radiasi kebanyakan terkonstentrasi

dalam "band" inframerah-tengah.

Tiga macam radiasi ion yang dapat menembus benda-benda

padat:kertas,aluminium dantimbal
http://id.wikipedia.org/wiki/Suarahttp://id.wikipedia.org/wiki/Getaranhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fluidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Wahana_antariksahttp://id.wikipedia.org/wiki/Atmosferhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sinar_mataharihttp://id.wikipedia.org/wiki/Sinar_mataharihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Insulasi_berlapis&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Emashttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kasus_Pesawat_Ulang_Alik_Columbia&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kasus_Pesawat_Ulang_Alik_Columbia&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Karbon_komposit&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Silika&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Pesawat_ulang_alikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Inframerahhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Emisi_spontan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Kertashttp://id.wikipedia.org/wiki/Aluminiumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Timbalhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Berkas:Alfa_beta_gamma_radiation_penetration.svg&filetimestamp=20091227224900http://id.wikipedia.org/wiki/Timbalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Aluminiumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kertashttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Emisi_spontan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Inframerahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Pesawat_ulang_alikhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Silika&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Karbon_komposit&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kasus_Pesawat_Ulang_Alik_Columbia&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kasus_Pesawat_Ulang_Alik_Columbia&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Emashttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Insulasi_berlapis&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Sinar_mataharihttp://id.wikipedia.org/wiki/Sinar_mataharihttp://id.wikipedia.org/wiki/Atmosferhttp://id.wikipedia.org/wiki/Wahana_antariksahttp://id.wikipedia.org/wiki/Fluidahttp://id.wikipedia.org/wiki/Getaranhttp://id.wikipedia.org/wiki/Suara


12/16

Dalamfisika,radiasimendeskripsikan setiap proses di manaenergibergerak

melalui media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap oleh benda lain. Orang awam

sering menghubungkan kata radiasiionisasi (misalnya, sebagaimana terjadi pada

senjata nuklir, reaktor nuklir, dan zatradioaktif), tetapi juga dapat merujuk

kepadaradiasi elektromagnetik (yaitu, gelombang radio, cahayainframerah, cahaya

tampak, sinarultra violet, danX-ray), radiasi akustik, atau untuk proses lain yang

lebih jelas. Apa yang membuat radiasi adalah bahwa energi memancarkan (yaitu,

bergerak ke luar dalam garis lurus ke segala arah) dari suatu sumber. geometri ini

secara alami mengarah pada sistem pengukuran dan unit fisik yang sama berlaku

untuk semua jenis radiasi. Beberapa radiasi dapat berbahaya.

Radiasi termal adalah proses dimana permukaan benda memancarkan energi

panas dalam bentukgelombang elektromagnetik. radiasiinfra merah dari radiator

rumah tangga biasa atau pemanas listrik adalah contoh radiasi termal,

sepertipanas dancahaya yang dikeluarkan oleh sebuah bola lampu pijar bercahaya.

Radiasi termal dihasilkan ketikapanas dari pergerakanpartikelbermuatan

dalamatom diubah menjadiradiasi elektromagnetik. Gelombang frekuensi yang

dipancarkan dariradiasi termal adalah distribusi probabilitas tergantung hanya padasuhu, dan untuk benda hitam asli yang diberikan olehhukum radiasi Planck.hukum

Wien memberikanfrekuensipaling mungkin dari radiasi yang dipancarkan,

danhukum Stefan-Boltzmann memberikan intensitaspanas.

Secara umum,radiasi adalah proses di mana panas mengalir dari benda yang

bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah bila benda-benda itu terpisah di dalam

ruang, bahkan bila terdapat ruang hampa di antara benda-benda tersebut. Istilah

radiasi pada umumnya dipergunakan untuk segala jenis hal ikhwal gelombang

elektromagnetik. Tetapi dalam ilmu perpindahan panas kita hanya perlu

memperhatikan hal ikhwal yang diakibatkan oleh suhu dan yang dapat mengangkut

energi melalui medium yang tembus cahaya atau melalui ruang. Energi yang

berpindah dengan cara ini diistilahkan panas radiasi.
http://id.wikipedia.org/wiki/Fisikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://id.wikipedia.org/wiki/Radioaktifhttp://id.wikipedia.org/wiki/Radiasi_elektromagnetikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Inframerahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ultra_violethttp://id.wikipedia.org/wiki/X-rayhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gelombang_elektromagnetikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Infra_merahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Panashttp://id.wikipedia.org/wiki/Cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Panashttp://id.wikipedia.org/wiki/Partikelhttp://id.wikipedia.org/wiki/Atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Radiasi_elektromagnetikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Radiasi_termalhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hukum_radiasi_Planck&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Wienhttp://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Wienhttp://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hukum_Stefan-Boltzmann&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Panashttp://id.wikipedia.org/wiki/Panashttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hukum_Stefan-Boltzmann&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensihttp://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Wienhttp://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Wienhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hukum_radiasi_Planck&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Radiasi_termalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Radiasi_elektromagnetikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Partikelhttp://id.wikipedia.org/wiki/Panashttp://id.wikipedia.org/wiki/Cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Panashttp://id.wikipedia.org/wiki/Infra_merahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gelombang_elektromagnetikhttp://id.wikipedia.org/wiki/X-rayhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ultra_violethttp://id.wikipedia.org/wiki/Inframerahhttp://id.wikipedia.org/wiki/Radiasi_elektromagnetikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Radioaktifhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisika


13/16

Dilihat dari suhu daun, radiasi netolah yang penting. Radiasi neto adalah

perbedaan antara radiasi yang diserap oleh suatu benda dan yang dipancarkannya.

Persamaan neraca panas (kalor) untuk permukaan daun (semua nilai dapat dinyatakan

dalam watt per meter persegi:W m-2

):

Q + H + V + B + M = 0

Keterangan:

Q = radiasi neto ( positif bila daun melepaskan energi kurang dari radiasi yang

diserap dari sekitarnya).

H = perpindahan energi panas (kalor) yang peka (termasuk rambatan dan

konveksi; positif biola daun memperoleh energi panas (kalor) lebih besar

daripada yang hilang).

V = fluks energi panas (kalor) laten; istilah dalam transpirasi (negatif saat air

menguap;positif saat mengembun atau membeku).

B = penyimpanan energi panas (kalor) (positif saat suhu daun naik).

M = metabolisme dan faktor lainnya (positif saat panas (kalor) dihasilkan).

Pada suhu daun yang tetap dan metabolisme diabaikan:

Q + H + V = 0

Fluks energi radiasi yang diserap permukaan daun (Qabs, W m-2

)

Qabs=eQv+ eQth

Dengan:

eQv = jumlah radiasi yang diserap di bagian yang berfotosintesis secara aktif (W

m-2

)

eQth= jumlah radiasi (panas) yang diserap di luar bagian yang berfotosintesis

secara aktif (W m-2

)

edan e= daya pancar (daya serap) daun dalam kedua daerah spektrum (tanpa

satuan)

Energi yang dipancarkan oleh daun dikurangkan dari energi radiasi yang diserap

(Qabs):


14/16

Q = Qabs +eT

4

Dengan :

e= daya pancar atau daya serap daun untuk radiasi gelombang panjang

(termal); lazimnya kira-kira 0,95 untuk daun hidup, pada suhu normal.

= konstatnta Stefan-Boltzman (5,670 x 10-8

W.m-2

K-4

)

T = suhu mutlak

Sering persamaan di atas dituliskan sebagai berikut

Q = IsrIs+ Lenv- eT

4

Dengan :

Is = radiasi matahari yang diterima di permukaan daun (W.m-2)

r = koefisien pemantulan oleh permukaan daun (dalam pecahan desimal)

Lenv= radiasi gelombang panjang dari lingkungan di permukaan (W.m-2

)

Daun menyerap radiasi tampak (cahaya) dan radiasi tak tampak (inframerah)

dari lingkungan sekitar dan memancarkan energi inframerah. Jika daun menyerap

energi radiasi lebih banyak daripada yang dipancarkannya, maka kelebihannya harus

dibuang dengan cara konveksi atau melalui transpirasi, atau melalui kedua cara

tersebut (bila tidak, suhu akan naik). Pada malam hari, daun sering memancarkan

energi lebih banyak daripada yang diserapnya. Apabila suhu daun di bawah suhu

udara, daun akan menyerap panas (kalor) dari udara dan mungkin dari air embun atau

titik es di permukaannya. Ada tiga hal penting yang perlu diingat saat membahas

radiasi neto dari sehelai daun:panjang gelombang yang diserap, seluruh spektrum

radiasi yang dating, dan jumlah energi yang dipancarkan oleh daun.

Pertama adalah spektrum penyerapan oleh daun. Dari energi yang datang ke

daun, sebagaian akan diteruskan, sebagaian dipantulkan, dan sebagian lagi diserap.

Energi yang diserap bergantung pada spektrumnya. Daun yang disinari cahaya putih

akan menyerap sebagian besar panjang gelombang biru dan merah, serta hijau.

Tetapi, sinar hijau lebih banyak dipantulkan dan diteruskan, sehingga daun tampak

berwarna hijau. Daun menyerap sedikit sekali bagian spektrum inframerah dekat;


15/16

spektrum itu lebih banyak diteruskan atau dipantulkan. Gambar 4.14 pada halaman 9

memperlihatkan spektrum penyerapan daun secara kuantitatif.

Kedua, sumber radiasi sangat beragam. Matahari dan filament lampu pijar

memancarkan cahaya (bagian tampak dari spektrum elektromagnetik), karena suhu

tinggi yang dipunyainya. Semakin tinggi suhu; puncak spektrum pancaran semakin

bergeser ke arah biru, ini sesui dengn konsep Hukum Wien; persamaan yang

menghubungkan keluaranspektrum (mutu spektrum) dengan suhu benda yangt

disinari. Puncak energi cahaya yang dipancarkan (maks) bergeser menuju panjang

gelombang lebih pendek bila suhu meningkat. Puncak ini dikalikan dengan suhu

mutlak (T) sumber cahaya sama dengan suatu konstanta. Konstanta pergeseran Wien

(w= 2897 m.K) : maks T =w.Hukum Wien diterapkan pada rentang suhu yang

lebar.

Suhu permukaan matahari jauh lebih tinggi daripada suhu filament pijar pada

bola lampu, dan karena itu sinar matahari lebih kaya akan panjang gelombang biru

dan hijau daripada sinar lampu pijar. Radiasi matahari berubah lebih lanjut ketika

melewati atmosfer. Sinar ultra- ungu banyak yang hilang, dan energi radiasi beberapa

panjang gelombang dalam bagian merah jauh(lebih panjang dari 700nm, namuntampak) dan inframerah diserap oleh atmosfer. Sebagian besar sinar ultra- ungu itu

diserap oleh ozon di atmosfer bagian atas, dan pita inframerah diserap terutama oleh

air dan karbondioksida.

Semua benda pada suhu di atas nol mutlak memancarkan radiasi karena benda

pada suhu biasa memancarkan sebagian besar inframerah jauh, maka tumbuhan

menerima radiasi ini dari seluruh lingkungannya, termasuk dari molekul udara.

Jumlahnya dapat diukur (misalnya, 50%) dari radiasi total lingkungan. Radiasi yang

diserap tumbuhan ditentukan oleh spektrum serapan daun dan spektrum radiasi yang

menyinari tumbuhan tersebut. Jadi. Persentase actual radiasi yang diserap amat

beragam (karena spektrum pancaran dan spektrum serapan juga beragam), tetapi kira-

kira sebesar 44 sampai 88% diserap pada keadaan biasa. Penyerapan itu besar bila

tumbuhan disinari cahaya neon, karena daun menyerap dengan kuat sebagian besar


16/16

panjang gelombang yang dipancarkan oleh tabung neon (cahaya tampak). Penyerapan

banyak berkurang bila tumbuhan disinari lampu pijar dengan total energi setara,

karena cahayanya kaya akan bagian spektrum inframerah dekat yang memang

diserap paling sedikit oleh tumbuhan.

Ketiga, tumbuhan dan semua benda lain memancarkan energi radiasi pada

bagian spektrum infra merah jauh. Jumlah energi yang dipancarkan dapat dihitung

dengan menggunakan Hukum Stefan- Boltzmann. Hukun ini menyatakan bahwa

semua benda dengan suhu di atas nol mutlak memancarkan energi cahaya (radiasi

panas),jumlah energi (Q) yang dipancarkan merupakan fungsi dari daya keempat dari

suhu Kelvin (mutlak) dari permukaan pemancar, menurut Hukum Stefan Boltzmann:

Q = eT4

dengan: Q = jumlah energi yang dipancarkan

e= daya pancar (sekitar 0,98 untuk daun pada suhu pertumbuhan)

= konstatnta Stefan-Boltzman (5,670x10-8

W.m-2

K-4

, atau

8,132x10-11

cal.cm-2

min-1

K-4

)

T = suhu mutlak dalam K (oC +273)

Jadi, karena suhu daun naik jika terkena cahaya matahari, energi radiasi yangdipancarkannya meningkat pula. Walaupun pada skala suhu Kelvin rentang suhu

normal bagi tumbuhan (dari sekitar 173 K sampai 310 K) tidak terlalu besar, energi

yang dipancarkan pada rentang ini beragam sekitar 50%, yang bias sangat

berpengaruh. Bahkan bila tumbuhan disinari matahari dan mendapatkan pula radiasi

inframerah jauh dari lingkungannya (misalnya, dari atmosfer, awan pepohonan, batu

karang, atau tanah), energi radiasi yang dipancarkan daunnya biasanya lebih dari 50%

bagian yang diserap, dan dapat mencapai 80% atau lebih.

tugas umum hc

Documents