BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN - repository.unair.ac.idrepository.unair.ac.id/25594/17/17. Bab...
Transcript of BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN - repository.unair.ac.idrepository.unair.ac.id/25594/17/17. Bab...
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab yang keempat ini mengulas tentang hasil penelitian yang telah
dilakukan beserta analisa pembahasannya. Hasil penelitian ini nantinya akan
dipaparkan olahan data berupa grafik karakterisasi tegangan keluaran detektor
terhadap pergeseran cermin untuk menentukan faktor konversi, dan grafik
tegangan keluaran detektor (V) terhadap temperatur (T) logam yang akan
dikonversi menjadi grafik panjang logam (L) terhadap temperatur logam (T)
untuk tiap logam yang memiliki panjang bervariasi dari 80 mm, 100 mm dan 120
mm. Selain itu juga nantinya akan didapatkan grafik hubungan ∆L (perubahan
panjang logam besi) terhadap ∆T (selisih perubahan temperatur pada rongga
logam besi) untuk tiap logam yang memiliki variasi panjang dari 80 mm, 100 mm
dan 120 mm. Dari grafik inilah nilai ekspansi linear untuk masing-masing logam
dapat ditentukan. Penjelasan mengenai hasil uji X-Ray Flourescent (XRF) logam
juga akan diulas pada akhir bab keempat ini.
4.1 Hasil Penelitian
Hasil penelitian dari pengukuran koefisien ekspansi linear logam besi
dan besi tuang dengan menggunakan fiber coupl er, yaitu berupa data
karakterisasi tegangan keluaran detektor terhadap pergeseran cermin dan
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
data tegangan keluaran detektor terhadap perubahan temperatur logam besi
dan besi tuang. Data karakterisasi tegangan keluaran detektor (V) terhadap
pergeseran cermin (L) dapat dilihat pada Lampiran 1 dan Gambar 4.1
berikut merupakan plot grafik karakterisasi tegangan keluaran detektor (V)
terhadap pergeseran cermin (L).
Gambar 4.1. Grafik karakterisasi tegangan keluaran detektor terhadap
pergeseran cermin.
Data tegangan keluaran detektor (V) terhadap temperatur (T) logam besi
tuang 80 mm dapat dilihat pada Lampiran 2 dan plot grafik tegangan
keluaran detektor (V) terhadap temperatur (T) logam besi tuang 80 mm
dapat dilihat pada Gambar 4.2.
0
2
4
6
8
10
12
14
0 1 2 3 4 5 6
Teg
anga
n ke
luar
an d
etek
tor
(10-4
V)
Pergeseran cermin (mm)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
Gambar 4.2. Grafik tegangan keluaran detektor (V) terhadap temperatur (T) logam besi tuang 80 mm.
Data tegangan keluaran detektor (V) terhadap temperatur (T) logam besi
tuang 100 mm dapat dilihat pada Lampiran 3 dan plot grafik tegangan
keluaran detektor (V) terhadap temperatur (T) logam besi tuang 100 mm
dapat dilihat pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3. Grafik tegangan keluaran detektor (V) terhadap temperatur
(T) logam besi tuang 100 mm.
0
1
2
3
4
5
6
7
0 20 40 60 80 100 120
Teg
anga
n ke
luar
an d
etek
tor
(10-4
V)
Temperatur logam (ºC)
0
1
2
3
4
5
6
7
0 20 40 60 80 100 120
Teg
anga
n ke
luar
an d
etek
tor
(10-4
V)
Temperatur logam (ºC)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
Data tegangan keluaran detektor (V) terhadap temperatur (T) logam besi
tuang 120 mm dapat dilihat pada Lampiran 4 dan plot grafik tegangan
keluaran detektor (V) terhadap temperatur (T) logam besi tuang 120 mm
dapat dilihat pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4. Grafik tegangan keluaran detektor (V) terhadap temperatur
(T) logam besi tuang 120 mm.
Data tegangan keluaran detektor (V) terhadap temperatur (T) logam besi 80
mm dapat dilihat pada Lampiran 5 dan plot grafik tegangan keluaran
detektor (V) terhadap temperatur (T) logam besi 80 mm dapat dilihat pada
Gambar 4.5.
6,2
6,4
6,6
6,8
7
7,2
7,4
7,6
0 20 40 60 80 100 120 140
Teg
anga
n ke
luar
an d
etek
tor
(10-4
V)
Temperatur logam (ºC)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
Gambar 4.5. Grafik tegangan keluaran detektor (V) terhadap temperatur
(T) logam besi 80 mm.
Data tegangan keluaran detektor (V) terhadap temperatur (T) logam besi
100 mm dapat dilihat pada Lampiran 6 dan plot grafik tegangan keluaran
detektor (V) terhadap temperatur (T) logam besi 100 mm dapat dilihat pada
Gambar 4.6.
Gambar 4.6. Grafik tegangan keluaran detektor (V) terhadap temperatur
(T) logam besi 100 mm.
7,1
7,2
7,3
7,4
7,5
7,6
7,7
7,8
0 20 40 60 80 100 120
Tega
ngan
kel
uara
n de
tekt
or (1
0-4V
)
Temperatur Logam (ºC)
8
8,2
8,4
8,6
8,8
9
9,2
9,4
9,6
0 20 40 60 80 100 120
Teg
anga
n ke
luar
an d
etek
tor
(10-4
V)
Temperatur logam (ºC)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
Data tegangan keluaran detektor (V) terhadap temperatur (T) logam besi
120 mm dapat dilihat pada Lampiran 7 dan plot grafik tegangan keluaran
detektor (V) terhadap temperatur (T) logam besi 120 mm dapat dilihat pada
Gambar 4.7.
Gambar 4.7. Grafik tegangan keluaran detektor (V) terhadap temperatur
(T) logam besi 120 mm.
4.2 Analisa dan Pembahasan
Sebelum melakukan eksperimen “pengukuran koefisien ekspansi
linear logam besi dan besi tuang”, terlebih dahulu melakukan “karakterisasi
tegangan keluaran detektor terhadap pergeseran cermin”. Tujuan dari
eksperimen karakterisasi tegangan keluaran detektor terhadap pergeseran
cermin adalah untuk mencari daerah linier tegangan keluaran detektor
terhadap pergeseran cermin serta menentukan faktor konversi tegangan ke
panjang logam. Faktor konversi tersebut berfungsi sebagai faktor pembagi
terhadap tegangan keluaran detektor yang didapat dari eksperimen
pengukuran nilai koefisien ekspansi linear logam besi dan besi tuang.
7,3
7,4
7,5
7,6
7,7
7,8
7,9
0 20 40 60 80 100 120
Teg
anga
n ke
luar
an d
etek
tor
(10-4
V)
Temperatur logam (ºC)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
Hasil dari pengolahan data karakterisasi tegangan keluaran detektor
(V) terhadap pergeseran cermin (L) diperoleh daerah linier tegangan
keluaran detektor (V) terhadap pergeseran cermin (L). Data karakterisasi
dari daerah linier tersebut dapat dilihat pada Lampiran 8, sedangkan plot
grafik daerah linier karakterisasi tegangan keluaran detektor (V) terhadap
pergeseran cermin (L) serta hasil dari regresi liniernya dapat dilihat pada
Gambar 4.8.
Gambar 4.8. Grafik daerah linier karakterisasi tegangan keluaran detektor terhadap pergeseran cermin.
Pada plot grafik daerah linier karakterisasi tegangan keluaran detektor
(V) terhadap pergeseran cermin (L), diperoleh persamaan regresi linier V =
-8,144 L + 0,995 dan R2 = 0,9982. Hasil regresi linier pada Gambar 4.8
menunjukkan nilai koefisien korelasi (R2) mendekati 1, artinya hubungan
antara tegangan keluaran detektor terhadap pergeseran cermin linier. Nilai
kemiringan (slop) grafik sebesar 8,144 mm/mV adalah faktor konversi
tegangan keluaran detektor ke pergeseran.
V = -8,144L + 0,995 R² = 0,9982
0
2
4
6
8
10
12
14
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Teg
anga
n ke
luar
an d
etek
tor
(10-4
V)
Pergeseran cermin (mm)
V
Linear (V)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
Karena hasil dari grafik tegangan keluaran detektor (V) terhadap perubahan
temperatur logam (T) tidak sesuai dengan yang diinginkan, yaitu nilai b
pada persamaan linear V=aL+b, tidak sama dengan 0. Maka pada analisis
yang dilakukan adalah dengan mengkonversi tegangan menjadi panjang
logam, dengan menggunakan Persamaan 3.1. yaitu L=(V-b)/a, dengan
𝑉,𝑎, 𝐿 berturut-turut adalah tegangan keluaran detektor, faktor konversi
tegangan ke pergeseran data karakterisasi, pertambahan panjang logam dan
𝑏 adalah konstanta data karakterisasi. Berikut akan ditampilkan data dan
grafik panjang logam terhadap temperatur logam dengan mengambil daerah
linear dari data tegangan keluaran detektor terhadap temperatur logam.
Panjang logam yang dimaksud merupakan panjang mula-mula logam yang
ditambahkan dengan skala pergeseran pada mikrometer. Data panjang
logam (L) terhadap temperatur (T) logam besi tuang 80 mm dapat dilihat
pada Lampiran 9 dan plot grafik panjang logam (L) terhadap temperatur (T)
logam besi tuang 80 mm dapat dilihat pada Gambar 4.9.
Gambar 4.9. Grafik panjang logam (L) terhadap temperatur (T) logam besi
tuang 80 mm.
80,48
80,5
80,52
80,54
80,56
80,58
80,6
80,62
0 20 40 60 80 100 120
Panj
ang
loga
m (m
m)
Temperatur logam (ºC)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
Data panjang logam (L) terhadap temperatur (T) logam besi tuang 100 mm
dapat dilihat pada Lampiran 10 dan plot grafik panjang logam (L) terhadap
temperatur (T) logam besi tuang 100 mm dapat dilihat pada Gambar 4.10.
Gambar 4.10. Grafik panjang logam (L) terhadap temperatur (T) logam
besi tuang 100 mm.
Data panjang logam (L) terhadap temperatur (T) logam besi tuang 120 mm
dapat dilihat pada Lampiran 11 dan plot grafik panjang logam (L) terhadap
temperatur (T) logam besi tuang 120 mm dapat dilihat pada Gambar 4.11.
Gambar 4.11. Grafik panjang logam (L) terhadap temperatur (T) logam
besi tuang 120 mm.
100,52 100,54 100,56 100,58
100,6 100,62 100,64 100,66 100,68
100,7
0 20 40 60 80 100 120
Panj
ang
loga
m (m
m)
Temperatur logam (ºC)
120,64
120,66
120,68
120,7
120,72
120,74
120,76
120,78
120,8
0 20 40 60 80 100 120 140
Panj
ang
loga
m (m
m)
Temperatur logam (ºC)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
Data panjang logam (L) terhadap temperatur (T) logam besi 80 mm dapat
dilihat pada Lampiran 12 dan plot grafik panjang logam (L) terhadap
temperatur (T) logam besi 80 mm dapat dilihat pada Gambar 4.12.
Gambar 4.12. Grafik panjang logam (L) terhadap temperatur (T) logam
besi 80 mm.
Data panjang logam (L) terhadap temperatur (T) logam besi 100 mm dapat
dilihat pada Lampiran 13 dan plot grafik panjang logam (L) terhadap
temperatur (T) logam besi 100 mm dapat dilihat pada Gambar 4.13.
Gambar 4.13. Grafik panjang logam (L) terhadap temperatur (T) logam
besi 100 mm.
80,76 80,765
80,77 80,775
80,78 80,785
80,79 80,795
80,8 80,805
80,81
0 20 40 60 80 100 120
Panj
ang
loga
m (m
m)
Temperatur logam (ºC)
100,88 100,9
100,92 100,94 100,96 100,98
101 101,02 101,04 101,06
0 20 40 60 80 100 120
Panj
ang
loga
m (m
m)
Temperatur logam (ºC)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
Data panjang logam (L) terhadap temperatur (T) logam besi 120 mm dapat
dilihat pada Lampiran 14 dan plot grafik panjang logam (L) terhadap
temperatur (T) logam besi 120 mm dapat dilihat pada Gambar 4.14.
Gambar 4.14. Grafik panjang logam (L) terhadap temperatur (T) logam
besi 120 mm.
Pergeseran cermin diakibatkan oleh perubahan temperatur di dalam
rongga logam besi. Pergeseran cermin ini tidak lain adalah pertambahan
panjang dari logam besi (∆L) yang diakibatkan oleh perubahan temperatur
(ΔT) di dalam rongga logam besi.
Langkah berikutnya adalah mencari hubungan ∆L (perubahan panjang
logam besi) terhadap ∆T (selisih perubahan temperatur pada rongga logam
besi). Data dari perubahan panjang logam besi (∆L) terhadap selisih
perubahan temperatur pemanasan pada rongga besi (∆T) untuk logam besi
tuang 80 mm dapat dilihat pada Lampiran 15 .Dan Gambar 4.15 merupakan
plot grafik pertambahan panjang (∆L) logam besi terhadap selisih perubahan
120,805
120,81
120,815
120,82
120,825
120,83
120,835
120,84
120,845
0 20 40 60 80 100 120
Panj
ang
loga
m (m
m)
Temperatur logam (ºC)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
temperatur (∆T) logam besi tuang 80mm, dapat diketahui bahwa
pertambahan panjang (∆L) logam besi terhadap selisih perubahan
temperatur (∆T) logam besi berbanding lurus. Pernyataan ini sesuai dengan
perumusan yang terdapat pada teori ekspansi linier logam yaitu ∆L = L0
α
∆T, pertambahan panjang suatu logam berbanding lurus dengan perubahan
temperatur pada logam tersebut.
Gambar 4.15 Grafik pertambahan panjang (ΔL) logam besi terhadap selisih perubahan temperatur (ΔT) logam besi tuang 80 mm.
Pada grafik pertambahan panjang logam besi tuang terhadap perubahan
temperatur logam besi tuang 80 mm diatas, diperoleh persamaan regresi
linier ΔL = 0,0013 ΔT + 0,0192, sedangkan di dalam perumusan yang
terdapat pada teori ekspansi linier logam yaitu ∆L = L0 α ∆T. Hal ini berarti
nilai ∆L/∆T =c=0,0013. Dengan L0=80mm, maka diperoleh nilai
α=1,625x10-5 (°C-1
Data dari perubahan panjang logam besi (∆L) terhadap selisih
perubahan temperatur pemanasan pada rongga besi (∆T) untuk logam besi
).
ΔL = 0,0013ΔT + 0,0192 R² = 0,9762
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0 20 40 60 80
ΔL (m
m)
ΔT (ºC)
ΔL
Linear (ΔL)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
tuang 100mm dapat dilihat pada Lampiran 16 .Dan Gambar 4.16 merupakan
plot grafik pertambahan panjang (∆L) logam besi tuang 100mm terhadap
selisih perubahan temperatur (∆T) logam besi tuang 100mm.
Gambar 4.16 Grafik pertambahan panjang (ΔL) logam besi terhadap selisih perubahan temperatur (ΔT) logam besi tuang 100 mm.
Pada grafik pertambahan panjang logam besi tuang terhadap perubahan
temperatur logam besi tuang 100 mm diatas, diperoleh persamaan regresi
linier ΔL = 0,0023 ΔT + 0,003. Sedangkan di dalam perumusan yang
terdapat pada teori ekspansi linier logam yaitu ∆L = L0 α ∆T. Hal ini berarti
nilai ∆L/∆T =c=0,0023. Dengan L0=100 mm, maka diperoleh nilai
α=2,3x10-5 (°C-1
Data dari perubahan panjang logam besi (∆L) terhadap selisih
perubahan temperatur pemanasan pada rongga besi (∆T) untuk logam besi
tuang 120mm dapat dilihat pada Lampiran 17 .Dan Gambar 4.17 merupakan
).
ΔL = 0,0023ΔT - 0,003 R² = 0,9928
-0,02
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0 20 40 60 80
ΔL (m
m)
ΔT (ºC)
ΔL
Linear (ΔL)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
plot grafik pertambahan panjang (∆L) logam besi tuang 120mm terhadap
selisih perubahan temperatur (∆T) logam besi tuang 120mm.
Gambar 4.17 Grafik pertambahan panjang (ΔL) logam besi terhadap selisih perubahan temperatur (ΔT) logam besi tuang 120 mm.
Pada grafik pertambahan panjang logam besi tuang terhadap perubahan
temperatur logam besi tuang 120 mm diatas, diperoleh persamaan regresi
linier ΔL = 0,0014 ΔT + 0,0106. Sedangkan di dalam perumusan yang
terdapat pada teori ekspansi linier logam yaitu ∆L = L0 α ∆T. Hal ini berarti
nilai ∆L/∆T =c=0,0014. Dengan L0=120 mm, maka diperoleh nilai
α=1,167x10-5 (°C-1
Data dari perubahan panjang logam besi (∆L) terhadap selisih
perubahan temperatur pemanasan pada rongga besi (∆T) untuk logam besi
80mm dapat dilihat pada Lampiran 18 .Dan Gambar 4.18 merupakan plot
grafik pertambahan panjang (∆L) logam besi 80mm terhadap selisih
perubahan temperatur (∆T) logam besi 80mm.
).
ΔL = 0,0014ΔT + 0,0106 R² = 0,9963
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0 20 40 60 80 100
ΔL (m
m)
ΔT (ºC)
ΔL Linear (ΔL)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
Gambar 4.18 Grafik pertambahan panjang (ΔL) logam besi terhadap selisih perubahan temperatur (ΔT) logam besi 80 mm.
Pada grafik pertambahan panjang logam besi tuang terhadap perubahan
temperatur logam besi 80 mm diatas, diperoleh persamaan regresi linier ΔL
= 0,0006 ΔT + 0,001. Sedangkan di dalam perumusan yang terdapat pada
teori ekspansi linier logam yaitu ∆L = L0 α ∆T. Hal ini berarti nilai ∆L/∆T
=c=0,0006. Dengan L0=80mm, maka diperoleh nilai α=7,5x10-6(°C-1
Data dari perubahan panjang logam besi (∆L) terhadap selisih
perubahan temperatur pemanasan pada rongga besi (∆T) untuk logam besi
100mm dapat dilihat pada Lampiran 19 .Dan Gambar 4.19 merupakan plot
grafik pertambahan panjang (∆L) logam besi 100mm terhadap selisih
perubahan temperatur (∆T) logam besi 100mm.
).
ΔL = 0,0006ΔT + 0,001 R² = 0,9871
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
0,035
0,04
0,045
0 20 40 60 80
ΔL (m
m)
ΔT (ºC)
ΔL Linear (ΔL)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
Gambar 4.19 Grafik pertambahan panjang (ΔL) logam besi terhadap selisih perubahan temperatur (ΔT) logam besi 100 mm.
Pada grafik pertambahan panjang logam besi tuang terhadap perubahan
temperatur logam besi 100 mm diatas, diperoleh persamaan regresi linier ΔL
= 0,002 ΔT + 0,0039. Sedangkan di dalam perumusan yang terdapat pada
teori ekspansi linier logam yaitu ∆L = L0 α ∆T. Hal ini berarti nilai ∆L/∆T
=c=0,002. Dengan L0=100 mm, maka diperoleh nilai α=2x10-5 (°C-1
Data dari perubahan panjang logam besi (∆L) terhadap selisih
perubahan temperatur pemanasan pada rongga besi (∆T) untuk logam besi
120mm dapat dilihat pada Lampiran 20 .Dan Gambar 4.20 merupakan plot
grafik pertambahan panjang (∆L) logam besi 120mm terhadap selisih
perubahan temperatur (∆T) logam besi 120mm.
).
ΔL = 0,002ΔT - 0,0039 R² = 0,994
-0,02
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0 20 40 60 80
ΔL (m
m)
ΔT (ºC)
ΔL
Linear (ΔL)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
Gambar 4.20 Grafik pertambahan panjang (ΔL) logam besi terhadap selisih perubahan temperatur (ΔT) logam besi 120 mm.
Pada grafik pertambahan panjang logam besi tuang terhadap perubahan
temperatur logam besi 120 mm diatas, diperoleh persamaan regresi linier
ΔL = 0,0008 ΔT + 1E-05, sedangkan di dalam perumusan yang terdapat
pada teori ekspansi linier logam yaitu ∆L = L0 α ∆T. Hal ini berarti nilai
∆L/∆T =c=0,0008. Dengan L0=120 mm, maka diperoleh nilai α=6,67x10-6
(°C-1
Untuk mempermudah membandingkan hasil perhitungan nilai
ekspansi linear dari logam besi dan besi tuang dengan panjang masing-
masing logamnya, maka dapat dilihat pada Tabel 4.1. berikut :
).
ΔL = 0,0008ΔT+ 1E-05 R² = 0,9604
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
0,035
0,04
0 10 20 30 40 50
ΔL (m
m)
ΔT (ºC)
ΔL
Linear (ΔL)
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
Jenis Logam
Panjang Logam (mm)
Nilai α (ºC-1
Nilai α ) Rata-rata(ºC-1)
Besi Tuang
80 1,625.101,697.10
-5 -5 100 2,3.10-5
120 1,167.10-5
Besi 80 7,5.10
1,139.10
-6 -5 100 2.10-5
120 6,67.10-6
Tabel 4.1 Tabel nilai ekspansi linear logam besi dan besi tuang hasil eksperimen
Sedangkan nilai α besi dan besi tuang pada literatur masing-masing adalah
αbesi=11,8.10-6(ºC-1) dan αbesi tuang=9.10-6(ºC-1
Selain itu, sampel logam besi dan besi tuang tersebut juga diuji X-Ray
Flourescent (XRF) untuk diketahui komposisi unsur-unsur apa saja yang
terkandung didalamnya. Tabel 4.2 berikut merupakan hasil uji XRF untuk
logam besi dan besi tuang :
). Bila temperaturnya
dinaikkan, maka akan terjadi peningkatan energi yang disebabkan oleh
atom-atom pada logam besi dan besi tuang mengalami peristiwa vibrasi
atomik sehingga membuat jarak antar atom semakin melebar, hal ini
mengakibatkan logam mengalami pemuaian karena jarak rata-rata antar
atom membesar.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
Unsur Persen Berat (%)
Besi Besi Tuang Al (Aluminium) 0,9 -
Si (Silicon) 0,48 0,35 P (Phosporus) 0,14 0,35 Ca (Calcium) 0,5 0,27
Cr (Chromium) 0,037 0,11 Mn (Manganese) 0,815 0,25
Fe (Ferrum) 90,09 98,25 Cu (Cuprum) 0,093 0,21 Br (Bromine) 6,9 - K (Kalium) - 0,1 Ni (Nickel) - 0,11
Tabel 4.2 Tabel persen berat komposisi unsur penyusun logam besi dan besi tuang
Berdasarkan hasil uji XRF (Lampiran 21), dapat dilihat bahwa unsur
Sibesi > Sibesi tuang selisih 0,13%, unsur Pbesi < Pbesi tuang selisih 0,21%, unsur
Cabesi > Cabesi tuang selisih 0,23%, unsur Crbesi < Crbesi tuang selisih 0,073%,
unsur Mnbesi > Mnbesi tuang selisih 0,565%, Febesi < Febesi tuang selisih 8,16%,
unsur Cubesi > Cubesi tuang selisih 0,117%. Dari data di atas diketahui bahwa
sampel yang digunakan bukan logam besi murni. Dari tabel diatas juga bisa
dilihat adanya perbedaan komposisi unsur penyusun dari logam besi dan
besi tuang. Pada logam besi terdapat unsur Al (Aluminium) dan Br
(Bromine), sedangkan pada logam besi tuang tidak terdapat kedua unsur itu.
Tetapi pada logam besi tuang ini terdapat unsur K (Kalium) dan Ni (Nickel),
sedangkan pada logam besi tidak terdapat kedua unsur itu.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
Masing-masing komposisi unsur yang terkandung di dalam logam besi
dan besi tuang yang digunakan dalam penelitian ini memiliki sifat-sifat
mekanik, antara lain :
1. Fe (Ferrum)
Unsur Fe (Besi) merupakan silver white metal yang mempunyai sifat
mekanik dapat ditempa, ulet, dapat menerima polish yang tinggi, dan
memungkinkan berkarat di udara lembab.
2. Si (Silicon)
Silicon adalah logam yang berkilau dan berwarna ke abu-abuan. Silicon
merupakan semikonduktor yang baik.
3. Mn (Mangan)
Mangan mempunyai sifat mekanik keras, rapuh (getas), dan dapat
menerima polish yang brilian. Mangan merupakan silver white metal.
4. Cr (Crome)
Crome adalah logam yang berwarna agak ke abu-abuan, dengan sifat
mekanik keras, sangat tidak ulet, dan dapat dipoles.
5. Ni (Nickel)
Unsur Ni (nikel) merupakan silver white metal yang bersifat mekanik
lebih keras dibandingkan dengan besi (Fe), dapat ditempa, ulet,
penghantar panas dan penghantar listrik yang hampir bagus.
6. Cu (Cuprum)
Cuprum adalah logam yang berwarna merah kekuning-kuningan dan
bersifat mekanik sangat mudah di tempa, penghantar panas yang baik,
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
penghantar listrik yang baik, serta tidak dapat bereaksi dengan udara
kering.
7. Al (Alluminium)
Silver white metal merupakan salah satu sifat yang dimiliki oleh
alluminium. Alluminium memiliki sifat mekanik yaitu tidak berkilau,
tidak magnit, dan mempunyai ketahanan korosi yang baik.
8. P (Phosphorus / fosfor)
Fosfor adalah padatan yang berwarna putih dan larut dalam karbon
disulfida. Unsur ini juga sangat beracun.
9. Ca (Calcium)
Unsur ini tergolong dalam logam alkali tanah yang berwarna
keperakan. Bila Calsium ini dibakar maka logam ini akan
mengeluarkan warna oranye-merah (merah bata) dengan intensitas
cahaya tinggi. Dalam bentuk bubuk calsium ini dapat bereaksi dengan
air sangat cepat. Karena kepadatan dalam logam ini sangat rendah maka
calsium ini merupakan konduktor yang lebih baik dari yang baik.
10. Br (Bromine)
Unsur dari deret kimia halogen ini berbentuk cairan berwarna merah
pada suhu kamar dan memiliki reaktivitas di antara klor dan yodium.
Dalam bentuk cairan, zat ini bersifat korosif. Dalam bentuk gas, bromin
bersifat toksik.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy
11. K (Kalium)
Kalium berbentuk logam lunak berwarna putih. Secara alami, kalium
ditemukan sebagai senyawa dengan unsur lain dalam air laut atau
mineral lainnya. Unsur ini sangat reaktif dan yang paling elektropositif
di antara logam-logam. Kecuali litium, kalium juga logam yang sangat
ringan. Elemen ini cepat sekali teroksida dengan udara dan harus
disimpan dalam kerosene
(minyak tanah). Seperti halnya dengan
logam-logam lain dalam grup alkali, kalium mendekomposisi air dan
menghasilkan gas hidrogen. Unsur ini juga mudah terbakar pada air.
Kalium dan garam-garamnya memberikan warna ungu pada lidah api.
Hubungan komposisi penyusun unsur-unsur kedua logam tersebut
dengan hasil nilai α yang diperoleh dari penelitian ini, terkait pada tingkat
homogenitas dan kemurnian dari logam yang digunakan. Tingkat
kehomogenitasan dan kemurnian kedua logam yang digunakan berpengaruh
pada saat logam dipanaskan untuk diukur nilai α-nya. Hal ini terkait
konduksi panas yang terjadi pada logam saat logam dipanaskan.
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Skripsi PENGUKURAN KOEFISIEN EKSPANSI LINEAR LOGAM BESI DAN BESI TUANG DENGAN MENGGUNAKAN FIBER COUPLER
Dede Virlospon Anjarityas Amdy