I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Didalam proses pengeringan maupun proses pemanasan, diperlukan dasar

termodinamika karena melibatkan sifat uap air dan udara. Terutama dalam proses

pengeringan secara tradisional yang sangat dipengaruhi oleh keadaan lingkungan,

karena udara diatmosfer merupakan campuran dari gas dan uap air. Jika

kelembaban sekitar lebih tinggi daripada kelembaban bahan, maka proses

pengeringan tidak dapat dilakukan.

Dalam proses pemanasan maupun pendinginan secara modern, agar hasil

bahan yang diinginkan dapat tercapai secara maksimal, perhitungan tentang

kelembaban bahan perlu dilakukan secara akurat. Perhitungan ini dapat

menggunakan rumus matematis atau menggunakan grafik psikrometrik. Grafik

psikrometrik merupakan tampilan sifat thermodinamik udara antara lain suhu,

kelembaban, enthalpi, kandungan uap air dan volume spesifik secara grafikal.

Dalam grafik ini dapat langsung diketahui hubungan antara berbagai parameter

udara secara cepat dan persisi, baik yang berkaitan dengan sifat fisik udara

maupun sifat thermiknya. Psikrometrik memudahkan kita dalam perencanaan tata

udara, karena tidak perlu menggunakan hitungan matematis yang rumit.

B. Tujuan

Dalam praktikum ini bertujuan untuk :

1. Mengetahui definisi Psikrometrik.

2. Mengetahui definisi Relative Humidity.

3. Mengetahui definisi termometer basah dan termometer kering.

4. Mengetahui hubungan Psikrometrik dan satuan operasi industri.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Psikrometrik atau psikrometri adalah istilah yang digunakan untuk

menggambarkan bidang teknik yang berkaitan dengan penentuan dan sifat

termodinamika dari campuran uap air dan gas. Istilah ini berasal dari bahasa

Yunani psuchron (ψυχρόν) yang berarti "dingin"dan metron (μέτρον) yang berarti

"berarti pengukuran". Prinsip-prinsip psikrometri berlaku untuk setiap sistem fisik

yang terdiri dari campuran uap air dan gas, psikrometri pada umumnya diterapkan

dalam pemanasan, pendinginan, dan AC.

Udara kering adalah udara yang tidak mengandung uap air dalam

komposisinya. Secra umum, komposisi udara kering terdiri dari gas Nitrogen,

Oksigen, Argon, Karbondioksida, Neon, Helium, dan gas lain. Sifatt-sifat fisik

dari uadara kering yang penting adalah volume spesifik, panas jenis, enthalpi, dan

suhu bola kering.

Pada kenyataanya udara mengandung uap air sehingga disebut udara

basah. Uap air yang terkandung dalam udara umumnya berada pada fase lewat

jenuh (superheated), tetapi pada keadaan tertentu uap air akan mengembun dan

menyebabkan kondisi udara berkabut. Siantara sifat fisik dari uap air adalah

volume spesifik, panas jenis dan enthalpi. Sifat fisik dari campuran udara dan uap

air adalah suhu/ titik embun (dew point), kelembaban mutlak, kelembaban relatif,

panas jenis uap air (humid heat), dan suhu bola basah.

Suhu bola kering adalah suhu yang ditunjukkan oleh sensor termometer.

Suhu udara yang dinyatakan sehari-hari menyatakan suhu bola kering. Suhu bola

kering diukur dengan meletakkan termometer diudara. Suhu udara kering tidak

tergantung pad ajumlah uap air diudara.

Suhu bola basah adalah suhu yang dibaca pada termometer pada saat

terjadi kesetimbangan antara campuran uap air diuadara dengan air. Suhu bola

basah berhubungan dengan jumlah uap air diudara. Suhu ini merupakan hasil

pengukuran dengan termometer yang ujungnya dibungkus dengan kapas basah.

Titik embun adalah suhu pada saat uap air menjadi embun atau mengalami

kondensasi. Kondensasi terjadi jika kelembaban relatif 100%. Kelembaban relatif

adalah perbandingan parsial tekanan uap air sesungguhnya dengan tekanan uap air

dalam keadaan jenuh. Dinyatakan dengan simbol RH dan dapat ditentukan dengan

persamaan,

Dimana :

RH = Kelembaban Relatif

e' = tekanan uap air aktual diudara

ew = tekanan uap air jenuh pada tekanan saat suhu Tw

A = koofisien psikrometer atau tetapan psikrometer

P = tekanan udara

T = Suhu udara

Tw = Suhu termometer bola basah

Untuk suatu tekanan dan suhu tertentu,nilai ew besarnya tertentu; pada

kecepatan 3 meter perdetik koefisien A nilainya tertentu dan perubahan nilai p di

udara lapisan bawah relatif kecil. Sehingga dengan demikian melalui pengukuran

T – Tw maka nilai RH dapat diketahui. Nilai T diketahui dari termometer bola

kering (termometer Hg biasa) dan nilai Tw diketahui dari termometer bola basah.

Sebagai termometer bola basah termometer Hg dibungkus kain muslin pada

bagian sensornya, dan terus menerus dibasahi aquadest. Kedua termometer

dpasang berdampingan. Termometer bola kering dibaca lebih dahulu kemudian

termometer bola basah.

Kelembaban mutlak menunjukkan kandungan uap air diudara yang

dinyatakan dengan jumlah/massa dari udara dalam udara kering. Kelembaban

mutlak dinyatakan dengan satuan kg air/kg udara kering.

Grafik psikrometrik adalah grafik dari parameter termodinamika udara

lembab pada tekanan konstan, sering disamakan dengan ketinggian relatif

terhadap permukaan laut Grafik psikrometrik dipelopori oleh Willis Carrier pada

tahun 1904. Ia menggambarkan parameter sehingga menjadi grafik persamaan

keadaan untuk beberapa parameter. Parameter tersebut antara lain Dry-bulb

Temperature (DBT), Wet-Bulb Temperature (WBT), Dew Point Temperature

(DPT), Relative Humidity (RH), Humidity Ratio, Specific Enthalpy, dan Specific

Volume.

Cara terbaik memahami grafik psikrometrik adalah mengobservasi

bagaimana letak dan posisi setiap garis kurva diletakkan atau dipetakan pada

psikrometrik chart. Psikrometrik chart menyatakan hubungan antara suhu bola

kering, suhu bola basah, suhu titik embun, kelembaban relatif, panas total

(entalpi), volume speisifik, kelembaban spesifik, panas sensibel dan panas laten.

Bila ada dua parameter yang diketahui maka kedua parameter tersebut

diplotkan pada chart sehingga ketemu titik potongnya (misalnya titik P).

Kemudian dari titik potong tersebut dapat ditentukan parameter lainnya. Misalkan

diketahui suhu bola kering 95°F, dan suhu bola basah 76°F. Dari kedua data ini

kita dapatkan titik potong di titik P. Dengan dikethuinya titik potong ini maka data

lain yang diperlukan dapat diketahui. Besarnya kelembaban relatif (RH) adalah

42%. Kelembaban spesifik (w) adalah 104,5 g/lb. Volume spesifik (SpV) adalah

14,3 ft3/lb. Suhu titik embun (DP) adalah 68,6oF. Enthalpy (H) adalah 39,55

Btu/lb.

III. METODOLOGI

A. Alat dan Bahan

1. Termometer basah dan Termometer Kering

2. Kertas

3. Alat tulis

4. Grafik Psikrometer

5. Stopwacht

B. Prosedur Kerja

1. Termometer basah dan termometer kering diletakkan pada tempat

pengamatan.

2. Setelah satu menit, suhu termometer kering dan basah dicatat pada kertas.

3. Pengamatan diulangi dan dicatat pada menit ke-2, ke-3, ke-4 dan ke-5.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

-terlampir-

B. Pembahasan

Psikrometrik merupakan kajian tentang sifat-sifat campuran udara dan uap

air yang mempunyai arti penting dalam bidang teknik pendingin, karena udara

atmosfer tidak kering benar melainkan merupakan campuran uap air dan udara.

Pada beberapa proses, kandungan air sengaja disingkirkan dari udara, tetapi pada

proses yang lain air ditambahkan.

Grafik psikrometrik adalah sebuah grafik yang didalamnya terdapat sifat-

sifat dari udara, yaitu antara lain Dry Bulb Temperature, Wet Bulb Temperature, 

Dew Point, Relative Humidity, Humidity Ratio, Enthalpy, dan Volume Spesific.

Dengan sebuah karta psikrometrik dapat diketahui sifat-sifat udara dengan

mengetahui setidaknya 2 sifat udara yang lainnya.

Parameter dalam Grafik Psikrometrik adalah :

1. Dry-bulb Temperature (DB) adalah suhu udara ruang yang diperoleh

melalui pengukuran dengan Slink Psikrometer pada termometer bola

kering. Suhu DB diplotkan sebagai garis vertikal yang berawal dari garis

sumbu mendatar yang terletak di bagian bawah chart. Suhu DB ini

merupakan ukuran panas sensibel. Perubahan suhu DB menunjukkan

adanya perubahan panas sensibel.

2. Wet-bulb Temperature (WB) adalah suhu udara ruang yang diperoleh

melalui pengukuran dengan Slink Psikrometer pada theremometer bola

basah. Perpindahan kalor terjadi dari udara ke kain basah tersebut. Kalor

dari udara akan digunakan untuk menguapkan air pada kain basah

tersebut, setelah itu baru digunakan untuk memuaikan cairan yang ada

dalam thermometer. Suhu WB diplotkan sebagai garis miring ke bawah

yang berawal dari garis saturasi yang terletak di bagian samping kanan

chart. Suhu WB ini merupakan ukuran panas total (enthalpi). Perubahan

suhu WB menunjukkan adanya perubahan panas total.

3. Dew-point temperature (DP) adalah suhu di mana udara mulai

menunjukkan aksi pengembunan ketika didinginkan. Suhu DP ditandai

sebagai titik sepanjang garis saturasi. Pada saat udara ruang mengalami

saturasi (jenuh) maka besarnya suhu DB sama dengan suhu WB demikian

pula suhu DP. Suhu DP merupakan ukuran dari panas laten yang diberikan

oleh sistem. Adanya perubahan suhu DP menunjukkan adanya perubahan

panas laten atau adanya perubahan kandungan uap air di udara.

4. Specific Humidity (W) adalah jumlah kandungan uap air di udara yang

diukur dalam satuan grains per pound udara. ( 7000 grains = 1pound) dan

diplotkan pada garis sumbu vertikal yang ada di bagian samping kanan

chart.

5. Relative Humidity (% RH) merupakan perbandingan jumlah aktual dan

jumlah maksimal (saturasi) dari uap air yang ada pada suatu ruang atau

lokasi tertentu. 100% RH berarti saturasi dan diplortkan menurut garis

saturasi. Untuk ukuran yang lebih kecil diplotkan sesuai arah garis

saturasi.

6. Enthalpi (H) adalah jumlah panas total dari campuran udara dan uap air di

atas titik nol. Dinyatakan dalam satuan btu/lb udara. Harga enthapi dapat

diperoleh sepanjang skala di atas garis saturasi.

7. Specific volume (SpV) atau volume spesifik adalah kebalikan dari berat

jenis, dinyatakan dalam ft³/lb. Garis skalanya sama dengan garis skala bola

basah (wet bulb).

Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur temperatur.

Termometer yang banyak digunakan adalah termometer cairan, dimana cairan

digunakan sebagai sensor, sehingga tinggi cairan dalan tabung kapiler termometer

merupakan penunjuk bacaan suhu. Sehubungan dengan ini termometer air raksa

umumnya digunakan untuk mengukur suhu tinggi, sedangkan untuk suhu rendah

atau sangat rendah lebih cocok menggunakan termometer gelas alkohol.

Termometer bola basah dan bola kering adalah dua termometer gelas air

raksa biasa yang dipasang tegak, dimana yang satu dibagian reservoarnya dibalut

dengan kain yang dapat menyerap air, seperti kain kaos atau kain perban yang

dicelupan kedalam air di gelas yang disimpan di bawah termometer, sebagai

termometer bola basah dan yang satu lagi tidak diapa-apakan sebagai termometer

bola kering.

Kelembaban relatif adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan

jumlah uap air yang ada dalam campuran gas dan uap air udara. Kelembaban

relatif didefinisikan sebagai rasio dari tekanan parsial uap air dalam campuran

uap air dan gas dengan jenuh tekanan uap air pada suhu yang ditentukan.

Kelembaban relatif adalah perbandingan antara uap air yang betul-betul ada di

udara dengan jumlah uap air dalam udara tersebut jika pada suhu dan tekanan

yang sama udara tersebut penuh dengan uap air.

Selain menggunakan persamaan matematis, kelembaban relatif dari

campuran uap air dan udara dapat ditentukan melalui penggunaan grafik

psikrometrik jika suhu udara kering (T) dan suhu wet bulb (T w) dari campuran uap

air dan udara diketahui. Jumlah ini dapat segera diperkirakan dengan

menggunakan sling psikrometer atau menggunakan termometer kering dan

termometer basah .

Grafik psikrometrik penting artinya dalam satuan operasi industri,

terutama dalam proses pengeringan. Bahasa ilmiah pengeringan adalah

penghidratan, yang berarti menghilangkan air dari suatu bahan. Proses

pengeringan atau penghidratan berlaku apabila bahan yang dikeringkan

kehilangan sebagian atau keseluruhan air yang dikandungnya. Proses utama yang

terjadi pada proses pengeringan adalah penguapan. Penguapan terjadi apabila air

yang dikandung oleh suatu bahan teruap, yaitu apabila panas diberikan kepada

bahan tersebut. Panas ini dapat diberikan melalui berbagai sumber, seperti kayu

api, minyak dan gas, arang baru ataupun tenaga surya.

Dalam sektor pertanian sistem pengeringan yang umum

digunakan adalah tenaga surya. Pada sistem tenaga surya ini,

bahan diexpose ke sinar surya secara langsung maupun tidak

langsung. Uap air yang terjadi dipindahkan dari tempat

pengeringan melalui aliran udara. Proses aliran udara ini terjadi

karena terdapat perbedaan tekanan. Perbedaan tekanan udara

ini dapat terjadi secara konveksi bebas maupun konveksi paksa.

Konveksi bebas terjadi tanpa bantuan luar, yaitu pengaliran

udara hanya bergantung pada perbedaan tekanan yang

disebabkan oleh perbedaan densitas udara, sedangkan pada

konveksi secara paksa digunakan kipas untuk memaksa gerakan

udara.

Udara merupakan medium yang sangat penting dalam

proses pengeringan, untuk menghantar panas kepada bahan

yang hendak dikeringkan, karena udara satu-satunya medium

yang sangat mudah diperoleh dan tidak memerlukan biaya

operasional.

Berdasarkan grafik psikometri kita dapat menentukan kualitas udara.

Dengan kata lain, grafik ini akan memberikan semua nilai yang dimiliki oleh

udara tersebut dengan hanya melihat dua termometer tadi. Jika udara tersebut

hendak digunakan pada proses pengeringan, grafik ini dapat digunakan untuk

menghitung panas yang terlibat. Ringkasan dari pembacaan grafik dapat dibuat

kesimpulan sebagai berikut:

1. Garis mendatar menggambarkan proses pemanasan atau pendinginan

udara tanpa merubah kandungan uap aimya. Dengan proses pemanasan,

kelembaban relatif udara di sepanjang garis ini akan berkurang, sedangkan

kelembaban relatif bertambah apabila udara didinginkan

2. Garis suhu termometer basah merupakan garis adiabatik. Pada proses

pengeringan, jika udara dialirkan pada bahan basah maka kuantitas panas

di dalam udara akan dipindahkan ke permukaan bahan basah tersebut. Hal

ini menyebabkan terjadinya proses penguapan yang mengakibatkan udara

menjadi dingin sehingga tak ada sembarang panas yang hilang atau

bertambah, seperti yang digambarkan oleh garis adiabatik.

3. Pada proses pengeringan, garis volume spesifik tidak digunakan.

Walaupun demikian,garis ini memberikan gambaran kepada kita bahwa

pada suhu tertentu, densitas udara berkurang apabila suhu atau

kelembaban relatifnya bertambah.

Secara praktisnya langkah di atas mungkin tidak dipatuhi sepenuhnya,

yaitu garis tidak mencapai titik embun setepatnya, karena proses adiabatik

merupakan proses yang amat langka. Contoh di atas dapat memberikan gambaran

kepada kita bahwa secara teori dengan sedikit penambahan panas pacta udara

akan meningkatkan kemampuan penguapan air pada suatu permukaan basah.

Faktor yang menyebabkan analisis tidak selalu tepat adalah karena standar

yang diberikan grafik psikrometri yang dilukis berdasarkan nilai tekanan udara

standar yaitu diambil pada tekanan atmosfir standar 101,325 kPa, sedangkan

dalam proses pengeringan suatu permukaan basah syarat ini tidak selalu dipatuhi.

Dalam praktikum ini akan dicari RH dari rata-rata suhu termometer kering

dan termometer basah. RH tersebut dapat dicari dengan cara mencari titik

perpotongan garis dua besaran yang telah diketahui. Di titik tersebut dapat dilihat

sifat-sifat lainnya. Data suhu termometer basah dalam pengamatan adalah 23°C,

23°C, 24°C, 23°C dan 23°C. Sehingga rata-ratanya adalah 23,2°C. Data suhu

thermometer kering adalah 24°C, 23°S, 23°C, 23°C, dan 23°C. Sehingga rata-

ratanya adalah 23°C. Dari kedua rata-rata tersebut dapat kita tarik garis sehingga

terdapat titik potongnya dan menariknya ke garis RH sehingga didapatkan RH

dari data tersebut adalah 100%.

RH sebesar 100% menunjukkan tingkat kelembaban tertinggi. Hal ini

dikarenakan pengamatan dilakukan setelah hujan turun. Tempat pengamatan yang

berada dibawah pohon juga mempengaruhi tingkat kelembaban, selain itu,

pengamatan juga dilakukan pada waktu sore hari menjelang malam. Selain

menentukan RH, dari titik perpotongan tadi juga dapat diketahui sifat-sifat

campuran uap air dan udara.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Grafik Psikrometrik adalah sebuah grafik yang didalamnya terdapat sifat-

sifat dari udara, yaitu antara lain Dry Bulb Temperature, Wet Bulb

Temperature,  Dew Point, Relative Humidity, Humidity Ratio, Enthalpy,

dan Volume Spesific.

2. Relative Humidity (Kelembaban Relatif) adalah rasio dari tekanan parsial

uap air dalam campuran uap air dan gas dengan jenuh tekanan uap air

pada suhu yang ditentukan.

3. Termometer bola kering adalah termometer gelas air raksa biasa yang

dipasang tegak. Termometer bola basah adalah termometer gelas air raksa

biasa yang dipasang tegak dimana bagian reservoarnya dibalut dengan

kain yang yang dicelupkan kedalam air di gelas yang disimpan di bawah

termometer.

4. Grafik Psikrometrik dapat memberikan semua nilai yang dimiliki oleh

udara tersebut dengan hanya melihat termometer bola basah dan bola

kering. Jika udara tersebut hendak digunakan pada proses pengeringan,

grafik ini dapat digunakan untuk menghitung panas yang terlibat.

5. RH sebesar 100% menunjukkan tingkat kelembaban tertinggi. Hal ini

dikarenakan pengamatan yang berada dibawah pohon rindang dan

dilakukan pada sore hari setelah hujan turun.

B. Saran

Sebaiknya asisten praktikum mengatur tempat pengambilan data

termometer basah dan thrmometer kering di dalam ruangan.

DAFTAR PUSTAKA

Brenndorfer, B. 1985. Solar Dryers- Their Role in Postharvest Processing. London : Commonwealth Science Council.

Dossat, RJ. 1981. Principle of Refrigeration, 2nd Ed. New york : Jhon WiIey and Sons.

ExelI, R.B. 1980. A Simple Solar Rice Dryer: Basic Design Theory. New York : Pergamon Press.

Ahmadi.2009.www.mechanical-electrical.blogspot.com

Anonim.www.catatan-teknik.blogspot.com

Anonim. www.en.wikipedia.org/wiki/Psychrometrics