PENGUKURAN SUHUI. TUJUAN PERCOBAAN Percobaan ini memilki tujuan sebagai berikut: 1. Mengetahui prinsip kerja dari beberapa alat pengukuran suhu, yaitu termometer berisi zat alir, bimetal, thermocouple, platinum resistance, thermistor, dan pyrometer. 2. Mengetahui elemen-elemen pendukung pada pengukuran suhu beserta prinsip kerja alat tersebut. 3. Mengetahui beberapa sifat statis dari pengukur suhu, diantaranya keseksamaan, linieritas, dan histerisis. 4. Mengetahui sifat dinamis dari alat pengukur suhu. DASAR TEORI Suhu adalah suatu sistem yang dapat diartikan sebagai suatu sifat yang menentukan bahwa sistem tersebut setimbang termal dengan sistem yang lainnya atau tidak. Jika dua buah sistem atau lebih berada pada kesetimbangan termal, maka sistem tersebut akan dikatakan mempunyai suhu yang sama. Pada dasarnya, suhu berkaitan erat dengan energi kinetik molekul senyawanya. Suhu juga dapat didefinisikan sebagai kondisi dimana benda (potensial) yang menentukan suatu perpindahan kalor menuju ataupun dari benda yang lain. Secara bisa disebut tingkat atau derajat kepanasan atau derajat kedinginan. Suhu menunjukan derajat panas suatu banda. Mudahnya kita dapat menjelaskan bahwa semakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis suhu menunjukan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap atom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa getaran. Semakin tinggi eneri atom-atom penyusun benda, semakin tinggi pula suhu benda tersebut. Suhu sering disebut juga dengan istilah temperatur. Dengan naiknya suatu suhu, maka kecepatan reaksinya akan besar, jadi konversinya akan besar pula. Begitu juga sebaliknya. Hubungan antara termodinamika dengan kinetika: dG = -RT ln k. G H H = -, T< H = +, T> Pada suhu yang lebih tinggi, proses reaksi kimia umumnya berjalan lebih cepat, sehingga untuk waktu produksi yang sama, konversi baku yang diperoleh lebih besar. Secara kualitatif, kita dapat mengetahui bahwa suhu adalah sensasi dingin atau panasnya suatu benda yang dirasakan ketika menyentuhnya. Jika ditinjau secara kuantitatif, kita dapat mengetahui

II.

1

dengan dengan menggunakan termometer. Suhu dapat diukur menggunakan termometer yang berisi air raksa atau alkohol. Kata termometer diambil dari dua kata yaitu thermo yang berarti panas dan meter yang artinya mengukur ( to measure ). Disamping itu alat pengukur suhu perlu ditera juga, tujuannya untuk menguji ketepatan suhu yang ditunjukan dengan suhu yang sebenarnya pada pengukurannya. Adapun sifat-sifat dari alat ukur suhu yang ideal, antara lain: 1. Memiliki kepekaan terhadap perubahan suhu, terutama pada suhu yang tinggi. 2. Jarak (range) pengukuran suhunya relatif besar. 3. Memiliki linearitas, yaitu perubahan suhu secara cepat. 4. Memiliki response time yang baik dan singkat. 5. Mempunyai sifat histerisis yang kecil. 6. Menunjukan suhu yang akurat, baik pada suhu yang tinggi maupun suhu yang rendah. A. Peneraan Alat Ukur Suhu Pada percobaan pengukuran suhu ini, peneraan alat ukur suhu digunakan metode regresi linear, untuk mencari hubungan antara termometer baku dengan alat pengukur suhu yang lain, karena hubungan kedua hal tersebut akan cenderung linear, sehingga akan memeberikan kesalahan yang relatif kecil. Dalam percobaan kali ini akan digunakan alat-alat pengukur suhu, yaitu: 1. Termometer Raksa (Termometer Baku) Termometer baku yang digunakan dalam percobaan ini adalah termometer baku yang sudah dikalibrasi sehingga sudah terbukti keakuratannya. Termometer yang sering digunakan saat ini terdiri dari tabung kaca, di mana terdapat alkohol atau air raksa pada bagian tengah tabung. Ketika suhu meningkat, alkohol atau air raksa yang berada di dalam wadah akan memuai sehingga panjang kolom alkohol atau air raksa akan bertambah. Sebaliknya, ketika suhu menurun, panjang kolom alkohol atau air raksa akan berkurang. Pada bagian luar tabung kaca terdapat angka-angka yang merupakan skala termometer tersebut. Angka yang ditunjukkan oleh ujung kolom alkohol atau air raksa merupakan nilai suhu yang diukur. Pada percobaan pengukuran suhu kali ini yang digunakan sebagai termometer baku adalah termometer raksa 360C, dikarenakan raksa memiliki sifat yang cocok, yaitu memiliki sifat yang memang diperlukan oleh termometer yang bekerja pada prinsip pemuaian, yaitu pemuaian linear itu. Dimana perubahan volumenya sebanding dengan perubahan suhunya. Apabila suhu pada termometer naik, maka raksa yang berada pada tabung kaca 2

d. f.

termometer tersebut akan naik dalam pipa kapiler, yang dapat kita ketahui kenaikna suhunya pada skala yang ditunjukkan sesuai kenaikan raksa tersebut.Koefisien muai volume raksa lebih besar daripada koefisien tabung termometer itu sendiri. Hal tersebut memberikan asumsi perubahan volume tabung kaca dapat diabaikan. Sehingga skala yang akan ditunjukkan oleh termometer merupakan suhu benda yang sebenarnya. Termometer raksa 360C, mempunyai range suhu antara -10C sampai 360C. Cairan raksa dipilih sebagai cairan yang mengisi termometer karena memenuhi syarat sebagai pengisi termometer yaitu: a. Warna yang dimilki raksa (mengkilat) mudah diamati oleh praktikan. b. Tidak membasahi dinding kapiler pada termometer. c. Jika ditinjau secara kimiawi, raksa merupakan cairan yang tidak reaktif. Koefisien ekspansi untuk volume harus tinggi dan harus linear. e. Selain berbentuk cairan, raksa juga tahan pada tekanan yang tinggi maupun tekanan rendah. Konduktivitasnya tinggi. Termometer raksa memilki kelebihan ataupun kekurangan. Dari sisi positif termometer raksa memilki kelebihan, diantaranya: a. Ekspansi volume tinggi dan memilki konduktivitas panas yang tinggi. b. Tidak membasahi dinding pipa kapiler. c. Memiliki warna perak yang menjadikan termometer raksa mudah diamati oleh para penggunanya. d. Memilki range pengukuran yang relatif besar. e. Memiliki keakuratan yang cukup tinggi. f. Raksa dapat terpanasi secara merata sehingga menunjukkan suhu cepat dan tepat. g. Raksa tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah (misalnya suhu di kutub utara dan kutub selatan) Meskipun demikian, termometer raksa tetap memiliki kekurangan, antara lain: a. Tidak dapat mengukur suhu yang sangat tinggi atau sangat rendah (diluar jangajuan skala termometernya) b. Raksa mahal c. Koefisien muai raksa akan berubah dengan perubahan suhu yang cukup besar. d. Raksa termasuk zat berbahaya (sering digunakan air keras) sehingga termometer raksa berbahaya jika tabungnya pecah. 3

Perpindahan panas dapat dibedakan menjadi 3 macam, yaitu: a. Konduksi. Konduksi merupakan salah satu perpindahan panas tanpa disertai materi di dalamnya. Sebagai contoh: Pemanasan pada salah satu ujung besi (logam), maka ujung lainnya lama kelamaan akan terasa panas pula. b. Konveksi Konveksi adalah perpindahan panas yang disertai dengan materi, yaitu berupa aliran sebagai medium perantaranya. Contohnya: Memasak air dalam panci. c. Radiasi. Perpindahan panas tanpa menggunakan medium perantara. Contohnya: panas dari sinar matahari. Dengan mengasumsikan bahwa tekanan udara sebesar 1 atm, dan dari leteratur diperoleh data bahwa suhu melebur 0C dan suhu air mendidih adalah 100C. Titik didih air berbanding lurus dengan tekanan udara luar. Dari pernyataan tersebut dapat diartikan bahwa semakin tinggi tekanan udara luar, maka semakin tinggi juga suhu cairan untuk mendidih. Sehingga dari sini ada perbedaan hasil percobaan dan dari data literatur. Adanya perbedaan ini menimbulkan kesalahan relatif. Kesalahan relatif yang terjadi mungkin disebabkan oleh: a. Tekanan udara tepat pada 1 atm karena tempat pengukuran tidak tepat di atas permukaan laut. b. Adanya zat pengotor pada air ataupun es tersebut. c. Pengaruh udara luar yang juga akan mempengaruhi, karena percobaan dilakukan di ruangan yang terbuka. d. Pada pengukuran suhu es melebur, terdapat kemungkinan bahwa es melebur karena hembusan udara, sehingga mengalami kenaikan suhu. 2. Termometer Alkohol Termometer alkohol merupakan termometer yang sering digunakan juga dalam percobaan pengukuran suhu, tentunya sudah tidak asing lagi bagi kita. Termometer ini bekerja berdasarkan pada pmuaian dan penyusunan zat pengisinya. Akan tetapi, pemuaiannya ttidak memiliki tingkat linear yang sama dengan pemuaian raksa, maka dalam penggunaanya termometer alkohol perlu ditera. Hal ini dimaksudkan untuk mencari hubungan suhu yang ditunjukkan termometer baku dengan suhu yang ditunjukkan termometer alkohol itu sendiri. Dalam percobaan kali ini digunakan

4

termometer alkohol 150C, dimana termometer ini mempunyai range suhu -10C sampai 150C. Pada termometer alkohol ini, tentunya memiliki kelebihan dan kekurangan. Beberapa kelebihan dari temometer alkohol ini adalah: a. Memiliki koefisien muai alkohol yang cukup besar. Lebih kurang enam kali koefisien muai raksa, sehingga bisa mengukur suhu yang rendah. b. Perubahan suhunya mudah diamati oleh praktikan. c. Termometer alkohol mudah diperoleh secara praktis. d. Alkohol lebih murah dibandingkan raksa e. Alkohol terliti, karena untuk kenaikana suhu yang kecil, alkohol mengalami perubahan volum yang besar. f. Alkohol dapat mengukur suhu yang sangat dingin (misalnya suhu di daerah kutub) karena titik beku alkohol sangat rendah yaitu -112 derajat celcius. Kekurangan termometer alkohol, antara lain: a. Membasahi dinding kapiler pada tabung termometer. b. Tidak bisa digunakan untuk mengamati suhu yang sangat tinggi. Hal tersebut dikarenakan titik didih alkohol hanya 78 C. c. Alkohol harus diberi warna (biasanya merah) untuk mempermudah pembacaan suhu. Dalam percobaan ini bisa didapat persamaan hubungan antara suhu yang ditunjukkan termometer baku (T1) dan termometer alkohol (T2), sebagai berikut: T2 = 1.0363 T1 5.9157 Dengan kesalahan relatif hasil percobaan terhadap hasil persamaan rata-rata sebesar 1.0478%. 3. Bimetal Jenis termometer lain yang biasa digunakan adalah termometer yang menggunakan lembaran bimetal (dua logam yang jenisnya berbeda dan kecepatan pemuaiannya juga berbeda). Pada saat suhu meningkat, salah satu logam mengalami pemuaian yang lebih besar dari logam lain. Akibatnya keping tersebut melengkung. Biasanya keping bimetal berbentuk spiral, di mana salah satu ujung keping tetap, sedangkan ujung lain dihubungkan ke penunjuk skala. Ketika suhu berubah, penunjuk akan berputar. Termometer yang menggunakan lembaran bimetal biasanya digunakan sebagai termometer udara biasa, termometer ruangan, termometer oven dll. Kelebihan dari termometer bimetal ini, diantaranya: a. Memiliki harga yang relatif murah.

5

b. Bimetal strip terfokus kepada adanya kerusakan, dan dilengkapi dengan recording feature. Kekurangan dari alat pengukur suhu ini adalah: A. Jika elemen ditangani secara kasar, maka kalibrasinya akan berubah. 4. Pyrometer Sebuah pengukur api adalah non-perangkat yang menghubungi penyadapan dan ukuran termal radiasi, sebuah proses yang dikenal sebagai pyrometry. Perangkat ini dapat digunakan untuk menentukan suhu dari permukaan benda. Kata pengukur api berasal dari Yunani kata untuk api, "" (Pyro), dan meter, yang berarti untuk mengukur. Pyrometer pada awalnya diciptakan untuk menunjukkan suatu perangkat yang mampu mengukur suhu benda-benda di atas lampu pijar (yaitu benda terang untuk mata manusia). Sebuah pengukur api memiliki sistem optik dan detektor. Sistem optik memfokuskan radiasi termal ke detektor. Sinyal output dari detektor (Suhu T) adalah berkaitan dengan radiasi termal atau radiasi objek target melalui hukum Stefan-Boltzmann, yang konstanta proporsionalitas , yang disebut konstanta StefanBoltzmann dan emisivitas benda . Output ini digunakan untuk menyimpulkan suhu objek. Dengan demikian, tidak ada kebutuhan untuk kontak langsung antara pengukur api dan objek, seperti yang ada dengan termokopel dan detektor suhu Perlawanan (RTDs). Kelebihan dari pyrometer sendiri, diantaranya: a. Pyrometer cocok terutama untuk pengukuran benda bergerak atau permukaan yang tidak dapat dijangkau atau tidak dapat disentuh. b. Pyrometer dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat tinggi (kira-kira 500C sampai 3.000C) yang dapat membakar habis termometer jenis lainnya. Kelemahan dari alat pengukur suhu ini, antara lain: a. Tingkat ketelitian alat penukur suhi ini kurang. 5. Platinum Resistance Thermometer Prinsip kerja dari alat ukur suhu platinum resistance thermometer ini adalah dengan memasukkan suhu sebagai inputnya dan yang bertindak sebagai output adalah skala suhu yang ditunjukkan oleh display platinum resistance thermometer ini. Alat ini mempunya range suhu -200C sampai 800C. Platinum merupakan logam yang 6

sering digunakan sebagai bahan dalam resistance thermometer, karena perubahan hambatannya stabil dan linear terhadap perubahan suhu sehingga akan didapatkan pengukuran suhu yang akurat dan tidak reaktif dan tidak bersifat korosif, serta range pengukurannya besar. Maka dari itu platinum digunakan sebagai material resistensi standar dunia. Kelebihan dari platinum resistance adalah: a. skalanya mudah dibaca karena ditampilkan dalam bentuk digital. Sedangkan kekurangnanya adalah: a. Membutuhkan listrik dalam menggunakan alat ini. b. Ukuran dari alat ini yang besar, sehingga tidak praktis. Pada saat percobaan alat ini sedang mengalami kerusakan, sehingga tidak dilakukan percobaan menggunakan alat ini. Penyebab dari kesalahan relaltif pada percobaan pengukuran suhu ini adalah: 1. Tekanan udara yang tidak tepat berada pada 1 atm. 2. Adanya zat-zat pengotor yang menyebabkan efek koligatif pada larutan. 3. Kesalahan pada pembacaan skala suhu. 4. Ketidakmerataan distribusi panas pada medium terukur. 5. Es yang belum tepat melebur atau air yang belum tepat pada keadaan mendidih. Asumsi asumsi yang digunkaan dalam percobaan pengukuran suhu adalah: 1. Tekanan udara luar tepat berada pada 1 atm. 2. Pembacaan skala pada alat ukur suhu adalah tepat. 3. Saat pembacaan, masing-masing alat telah menunjukkan suhu yang konstan. 4. Posisi alat pembacaan tidak berubah posisi. 6. Thermistor Thermistor adalah komponen atau sensor elektronika yang dipakai untuk mengukur suhu. Prinsip dasar dari termistor adalah perubahan nilai tahanan (atau hambatan atau werstan atau resistance) jika suhu atau temperatur yang mengenai termistor ini berubah. Termistor ini merupakan gabungan antara kata termo (suhu) dan resistor (alat pengukur tahanan).

7

Prinsip kerja yang dimiliki pada thermistor adalah dengan memasukkan tahanan sebagai input dan outputnya adalah berupa suhu. Thermistor memiliki range suhu antara 0C sampai 315C. Kelebihan dari alat pengukur suhu thermistor, antara lain: a. Skala yang ditunjukkan akan lebih mudah dibaca olah praktikan karena hasilnya ditunjukkan dalam bentuk digital. b. Mempunyai sensitivitas suhu yang besar. Kekurangan yang dimiliki alat ini adalah: a. Memerlukan listrik sehingga bisa dikatakan kurang praktis. b. Ukuran alat cukup besar. Pada percobaan kali ini, alat pengukuru suhu thermistor ini sedang mengalami kerusakan. Sehingga tidak dapat digunakan. 7. Thermocouple Prinsip kerja dari thermocouple adalah berdasarkan dari kenaikan tegangan listrik karena perubahan suhu pada ujung pasangan logam pada thermocouple. Alat ini akan menerjemahkan sinyal data berupa suhu yang ditampilkan pada layar monitor. Peneraan pada thermocouple akan sangat diperlukan karena penurunan tegangan pada thermocouple, efek suara luar dan efek dinamis lainnya. Thermocouple ini memiliki kelebihan dan kelemahan. Beberapa kelebihan yang dimiliki alat ini adalah: a. Pembacaan hasil pengukuran karena akan tertera pada layar display b. Tingkat ketelitiannya sangat tinggi. c. Mudah digunakan, karena bekerja secara digital. d. Dapat digunakan untuk mengukur suhu yang rendah maupun suhu yang tinggi, thermocouple ini memiliki range suhu -250C sampai 1375C. e. Termokopel paling cocok digunakan untuk mengukur rentangan suhu yang luas, hingga 1800 K a. b. c. Kekurangan dari thermocouple, antara lain: Membutuhkan tenaga listrik, sehingga kurang praktis. Sebaliknya, kurang cocok untuk pengukuran dimana perbedaan suhu yang kecil harus diukur dengan akurasi tingkat tinggi Suhu yang ditunjukkan kurang stabil.

8

Dari data yang diproleh melalui persamaan yang menyatakan hubungan antara suhu yang ditunjukkan oleh termometer baku (T), dan thermocouple, sebagai berikut: T2=0.9897T1-2.2649 Dengan kesalahan relatif rata-rata suhu percobaan terhadap suhu persamaan sebesar 8.4753% Suhu dalam industri kimia memiliki peran, diantaranya adalah: a. Membantu proses-proses industri yang membutuhkan suhu sebagai dalam menjalankan reaksi. b. Mengatur jalannya proses reaksi dari satu reaksi ke reaksi lainnya. c. Sebagai aplikasi prinsip kesetimbangan kimia dalam industri. d. Pembuatan Amonia menurut proses Haber-Bosch, contohnya Nitrogen terdapat melimpah di udara, yaitu sekitar 78% volume. Walaupun demikian, senyawa nitrogen tidak terdapat banyak di alam. Satu-satunya sumber alam yang penting ialah NaNO3 yang disebut Sendawa Chili. Sementara itu, kebutuhan senyawa nitrogen semakin banyak, misalnya untuk industri pupuk, dan bahan peledak. e. Pembuatan Asam Sulfat Menurut Proses Kontak Industri lainnya yang berdasarkan reaksi kesetimbangan yaitu pembuatan asam sulfat yang dikenal dengan proses kontak. f. Suhu menjadi penting dalam industri kimia karena suhu berkaitan erat dengan proses-proses fisis maupun kimiawi yang terjadi di pabrik kimia, sebagai contoh: fasa zat, viskositas. Contoh aplikasi pengukuran suhu dalam industri: a. Smelter Industri Suhu adalah parameter mendasar dalam metalurgi tanur operasi. Handal dan terus menerus pengukuran suhu lelehan penting untuk kontrol yang efektif dari operasi. Tingkat smelting dapat dimaksimalkan, terak dapat dihasilkan pada suhu optimal, konsumsi bahan bakar dan tahan panas diminimalkan kehidupan juga mungkin diperpanjang. Termokopel adalah alat tradisional yang digunakan untuk tujuan ini, tetapi mereka tidak cocok untuk pengukuran yang berkesinambungan karena mereka cepat larut. over-the-mandi pyrometer. b. Tuyre pyrometer The Tuyre pyrometer adalah alat optik untuk pengukuran temperatur melalui tuyeres yang biasanya digunakan untuk menyusui reaktan udara atau ke dalam bak mandi dari dapur peleburan. c. Steam boiler 9

d. e. f. g. h. i.

Uap boiler dapat dilengkapi dengan pengukur api untuk mengukur suhu uap di superheater. Contoh: pada industri besi dan baja Pengaman pada alat-alat pemanas Untuk termopile sensor radiasi Pembangkit listrik tenaga panas radioisotop, salah satu aplikasi termopile. Penghilangan bakteri pada suhu berkisar 70-80C. Penghilangan mikroba pada suhu lebih kurang 130C dalam waktu yang singkat. digunakan untuk mengukur suhu reaksi sehingga reaksi bisa berjalan dengan baik dan memberikan hasil yang optimal.

B. Percobaan Histerisis Histerisis adalah efek yang ditimbulkan karena adanya tegangan siklis. Sifat dari histerisis dapat menunjukkan daerah kepekaan alat dan ketelitian alat dalam mengukur suhu pada suatu interval tertentu. Tujuan dilakukannya percobaan histerisis adalah mengetahui sifat dari perbedaan nilai pada pengukuran naik maupun turun pada suatu input yang sama. Alat-alat ukur yang digunakan pada percobaan ini adalah termometer raksa 360C, pyrometer, dan bimetal. Alat-alat yang telah disiapkan tersebut ditancapkan pada pasir yang kering dan diletakkan pada posisi yang berdekatan, karena menghindari ketidaksamaan panas yang diterima oleh masing-masing alat pengukur suhu ( adanya kemungkinan panas yang diterima pasir dan kompor berbeda.. Sehingga kesalahan pengukuran dapat diperkecil. Alasannya digunakan pasir dalam percobaan kali ini, karena pasir tidak bersifat higroskopis, sehingga pengaruh udara di sekitarnya kecil, bahkan dapat diabaikan. Kondisi pasir harus dalam keadaan kering. Karena jika basah akan akan menghambat pemuaian alir pada termometer dan alat-alat pengukur lainnya. Jika dalam keadaan basah, tentunya panas yang berfungsi untuk menaikkan suhu, harus digunakan terlebih dahulu untuk menguapkan airnya. Pada percobaan histerisis didapat perbedaan antara pengukuran naik dan pengukuran turun. Ketelitian pembacaan skala akan menjadi sangat penting. Pasir tidak dapat menghantarkan panas secara homogen pada kedalaman yang sama meskipun pasir merupakan konduktor yang cukup baik. Fungsi asbes yang berada di atas kompor listrik adalah untuk menghindari overheating agar bagian bawah alat yang dipanaskan (panci) tidak menerima panas yang terlalu besar. Asumsi-asumsi yang digunakan dalam percobaan histerisis:

10

1. Ketiga ujung sensor alat pengukur suhu ditancapkan pada kedalaman yang sama dengan syarat tidak boleh menyentuh dinding dan dasar bak aluminium. 2. Media pasir harus kering. 3. Pada saat pengompresan dilakukan secara merata, diharapkan suhu yang diterima oleh alat adalah sama. 4. Pembacaan skala pada alat ukur bersifat teliti. 5. Kalor hilang ke udara diabaikan dan kalor terdistribusi merata pada pasir. 6. Tekanan udara dianggap 1 atm. 7. Efek dingin diabaikan. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa bimetal menunjukan histeris yang tidak lebih daripada alat ukur pyrometer. Prinsip kerja dari pyrometer adalah memanfaatkan radiasi kalor menyebabkan alat ukur ini menunjukkan ketelitian yang tinngi jika bekerja pada suhu yang tinngi. Sedangkan pada bimetal, elastisitasnya hampir sempurna, sehingga menyebabkan energi yang dipakai untuk deformasi diperoleh kembali. Skala pyrometer domulai pada suhu 0C, sehingga alat ini tidak dapat digunkan untuk mengukur suhu benda dibawah 0C. Hal ini disebabkan pada pyrometer dalam membaca suhu rendah disebabkan karena radiasi dari objek terlalu lemah. Sedangkan bimetal bekerja telah di desain sedemikian rupa sehingga pada saat memuai , panjang logam yang terjadi berbeda karena koefisien muai keduanya berbeda.Penukuran suhu menggunakan bimetal, dengan langsung menempelakan kedua ujing logam dengan objeknya, kemudian hasil bisa langsung dilihat pada skalanya, tetapi ketelitian alat ini kurang dikarenakan skalanya cukup besar. 1. 2. 3. 4. Penyebab kesalahan relatif pada histeris adalah: Kurang telitinya membaca pada skala yang ditunjukkan termometer. Ujung-ujung alat pengukur suhu tidak berada pada kedalaman yang sama. Media pasir tidak sepenuhnya dalam keadaan kering. Faktor yang disebabkan dari praktikan itu sendiri, baik dalam pemanasan maupun penurunan suhu.

Beberapa cara untuk memperkecil terjadinya kesalahan pada percobaan histerisis adalah: 1. Penancapan alat pengukur suhu pada objek jangan sampai menyentuh wadah. 11

2. Pembacaan skala dilakukan dengan teliti dan cermat. C. Tanggapan Dinamis Percobaan ini digunakan untuk menguji kepakaan alat pungukur suhu dalam mengukur media yang suhunya sangat berbeda. Tanggapan dinamis berhubungan dengan waktu yang diperlukan alat pengukur suhu selama mengalami perubahan suhu sampai tercapai tidak konstan. Tanggapan hasil dinamis dapat didefinisiskan sebagai kecepatan respon dari alt terhadap perubahan suhu yang drstis dalam waktu yang sangat cepat. Dari data percobaan dan literatur dapat ditarik kesimpulan bahwa thermocouple memiliki tanggapan dinamis yang paling baik. Thermocouple membutuhkan waktu yangsingkat untuk mencapai suhu konstan. Sedangkan untuk termometer raksa dan alkohol membutuhkan waktu yang lebih lama untuk tanggapan dinamis. Thermocouple dapat menunjukan suhu yang cepat karena besar arus listriknya berubah sesuai suhu yang diukur. 1. 2. 3. 4. 1. 2. 3. 4. Asumsi-asumsi yang digunakan dalam percobaan adalah: Tekanan udara dianggap konstan, yaitu 1 atm. Tidak terdapat selisih waktu dalam pembacaan skala. Kedalaman alat ukur dianggap sama. Larutan es yang melebur tidak mengandung kotoran. Penyebab kesalahan relatif pada percobaan tanggapan dinamis: Tekanan udara yang terjadi tidak selalu 1 atm. Kedalaman alat ukur dalam objek pengukuran yang tidak sama. Terdapat selisih waktu dalam pembacaan skala tiap memungkinkan terjadinya perubahan suhu selama ada selang waktu. Kekurangtelitian dalam pengamatan.

12

III. 1.

METODOLOGI PERCOBAAN Alat-alat yang digunakan pada percobaan kali ini, sebagai berikut: 1. Temperature Measurement Bench, yang terdiri dari: a. Platinum Resistance b. Thermistor c.Thermocouple d. Blower e.Water heater + tutup f. Vacum Flask + tutup 2. Bimetal 3. Pyrometer 4. Thermometer alkohol 110C 5. Thermometer raksa 360C 6. Thermometer raksa 110oC 7. Thermocouple digital 8. Kompor listrik + asbes 9. Stop watch 10. Baskom plastik 11. Panci 12. Gelas beker 250 ml 13. Statif dan klem 14. Batu bata (Batu penyangga)

B. Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah: 1. Air ledeng 2. Es batu 3. Pasir kering 4. Garam dapur

13

C. Rangkaian Alat Rangkaian Alat Percobaan Keterangan: 1. Instrument panel 2. Tombol on/off 3. Kantong 4. Bimetal udara 5. Vacuum flask 6. Sensor platinum resistance 7. Sensor thermistor 8. Sensor thermocouple 9. Display platinum resistance 10. Display thermistor 11. Display thermocouple, C 12. Display thermocouple, V 13. Tombol on/off 14. Tombol on/off water heater 15. Water heater 16. Thermometer raksa 110C 17. Thermometer alkohol 110C 18. Tombol on/off blower 19. Blower 20. Baskom plastik 21. Es batu 22. Gelas beker 250 mL 23. Air ledeng 24. Pengatur suhu water heater 25. Steker 26. Sensor thermocouple digital 27. Steker 28. Display thermocouple digital

14

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

Gambar 1. Rangkaian Alat Percobaan Peneraan Alat Ukur Suhu Keterangan: Kompor listrik Knop on/off Statif Sensor pyrometer Bimetal Termometer raksa 360C Panci aluminium Pasir kering Steker Display pyrometer Skala display pyrometer Batu bata penyangga Kain lap Air + es batu Baskom plastik Asbes

Gambar 2. Rangkaian Alat Percobaan Histerisis

15

Keterangan: 1. Instrument panel 2. Tombol on/off 3. Kantong 4. Bimetal udara 5. Vacuum flask 6. Sensor platinum resistance 7. Sensor thermistor 8. Sensor thermocouple 9. Display platinum resistance 10. Display thermistor 11. Display thermocouple,C 12. Display thermocouple, V 13. Tombol on/off 14. Tombol on/off water heater 15. Water heater 16. Termometer raksa 110 C 17. Termometer alkohol 110 C 18. Tombol on/off blower 19. Blower 20. Pengatur suhu water heater 21. Es batu 22. Baskom plastik 23. Stopwatch 24. Steker 25. Display thermocouple digital 26. Sensor thermocouple digital 27. Steker Gambar 3. Rangkaian Alat Percobaan Tanggapan Dinamis

16

D. Identifikasi Hazard Proses dan Bahan Kimia 1. Proses a. Peneraan alat ukur suhu Hazard yang dapat terjadi pada praktikan dapat menderita luka bakar. Luka bakar dapat diakibatkan karena tersentuh dengan alat atau bahan pemanas. Alat panas tersebut dapat berupa water heater saat dinyalakan. Bahan pemanas dapat berupa air yang mendidih dan uap dari air yang mendidih. b. Histerisis Hazard yang dapat terjadi adalah praktikan dapat menderita luka bakar dapat diakibatkan karena tersentuh dengan alat atau bahan panas. Bahan panasnya adalah pasir yang dipanaskan hingga suhu tinggi. Alat panas berupa panci, kompor listrik beserta dengan asbesnya. Praktikan juga akan terkena luka bakar jika menyentuh ujung bimetal yang terkena pasir saat pengukuran naik ataupun turun, karena bahan terluar bimetal terbuat dari logam, sehingga suhu ujung bimetal saat itu juga tinggi. Praktikan juga perlu berhati-hati saat pemindahan kompor listrik untuk digantikan dengan batu penyangga. c. Tanggapan dinamis Hazard yang dapat terjadi adalah praktikan dapat menderita luka bakar dan tersentuh dengan bahan kimia berbahaya seperti raksa ataupun alkohol. Saat melakukan percobaan tanggapan dinamis maka akan terjadi perubahan suhu yang sangat cepat yang dialami oleh alat pengukur suhu. Hal inidapat membuat termometer alkohol dan raksa pecah sehingga cairan yang didalamnya dapat keluar. Hal ini dapat terjadi jika perubahan suhu sangat cepat dilakukan secara berulangulang sehingga alat mengalami thermal fatigue atau thermal stress yang menyebabkan alat akan pecah. Hal ini dapat dikarenakan ketahanan alat yang tidak semuanya bagus, atau juga karena disebabkan oleh kelalaian praktikan. 2. Alat Dari alat yang digunakan, hazard yang dapat terjadi adalah praktikan dapat terkena luka bakar. Hal ini dapat terjadi jika praktikan menyentuh alat panas seperti water heater yang dinyalakan, panci, kompor listrik dan asbes. Hazard lainnya adalah praktikan dapat tersentuh alkohol dan raksa bila termometernya pecah.

17

3. Bahan Hazard yang dapat terjadi adalah praktikan dapar terkena luka bakar akibat bersentuhan langsung dengan pasir yang sudah dipanaskan. Penanganan Hazard Hazard yang terjadi dalam praktikum pengukuran suhu ini adalah luka bakar dan terkena bahan kimia yaitu raksa dan alkohol. Pencegahannya adalah sebagai berikut : a. Praktikan harus tau hazard apa yang bisa terjadi. b. Praktikan harus tau penyebab luka hazard tersebut, yaitu alat dan bahan yang panas dan pecahnya termometer raksa dan alkohol. c. Praktikan harus melakukan praktikum dengan benar. d. Praktikan tidak boleh bercanda saat melakukan praktikum. e. Praktikan harus memahami msds raksa dan alkohol. f. Praktikan harus memakai APD lengkap. Bila hazard telah terjadi maka yang harus dilakukan adalah sebagai berikut : a. Jika terjadi luka bakar, maka gunakan bilas dengan air yang mengalir dan celupkan pada baskom yang berisi air sebagai penanganan pertama. Jangan gunakan odol untuk menutup luka bakar. Jika mengalami luka bakar yang akut, maka segera minta bantuan pada tenaga medis. b. Jika termometer raksa pecah, maka semua praktikan saat itu harus keluar dari laboratorium. Sementara itu, laboran dan para asisten akan segera menangani raksa yang tercecer. Praktikan boleh memasuki laboratoruim kembali bila sudah mendapatkan instruksi masuk dari asisten atau laboran. Jika raksa mengenai jas lab maka jas lab harus dilepas segera. Penanagan raksa yang tercecer adalah yaitu dengan diserap oleh bahan-bahan inert yaitu tanah atau pasir yang kemudianditempatkan di tempat yang aman. Untuk lebih lengkapnya baca MSDS raksa. c. Jika termometer alkohol pecah. Penanganan alkohol yang tercecer adalah dengan penyerapan dengan bahan inert seperti pasir atau atau tanah lalu ditempelkan pada tempat yang cocok dan aman. Untuk lebih lengkapnya baca MSDS alkohol. E. Penggunaan Alat Pelindungan Diri 1. Jas laboratorium lengan panjang

18

Untuk melindungi tubuh atau kulit dan sentuhan langsung bahan kimia dari praktikum lain dan praktikum ini dilaksanakan di suatu laboratorium kimia yang tentunya juga banyak bahan-bahan yang berbahaya. Untuk melindungi kulit atau tubuh dari sentuhan langsung bahan-bahan berduhu tinggi seperti air yang mendidih, uap air dari air yang mendidih, paasir panas, udara panas dari blower, water heater yang panas saat dinyalakan dan kompor listrik. 2. Masker Pada praktikum pengukuran suhu tidak menghasilkan gas-gas yang berbahaya ataupun menggunakan bahan-bahan yang berbau. Namun banyak bahan kimia di laboratorium yang bisa menimbulkan bau yang dapat menyebabkan penyakit pernapasan ataupun gas yang beracun dari suatu bahan kimia baik yang digunakan di praktikum PAB maupun tidak. Meskipun praktikum pengukuran suhu tidak menggunakan bahan-bahan berbahaya namun masker dapat menghalangi terhirupnya gas-gas beracun tersebut, di dalam lab kimia, safety adalah hal yang utama, kita juga perlu mempertimbangkan resiko-resiko terburuk, misal adanya gas berbau dari suatu bahan kimia yang bahkan tidak kita pakai dalam praktikum PAB karena adanya kebocoran pada botol penyimpanan bahan,dan lain-lain. Sebagai seorang chemical engineering kita perlu mengurangi resiko bahaya sekecil mungkin. 3. Sarung Tangan Untuk melindungi tangan dari sentuhan langsung bahan-bahan bersuhu tinggi seperti air yang mendidih, uap air dari air yang mendidih, pasir panas, udara dari blower,water heater saat dinyalakan, dan kompor listrik . 4. Sepatu tertutup Untuk melindungi kaki dari sentuhan langsung bahan-bahan bersuhu tinggi dan bahan-bahan kimia. F. Manajemen Limbah 1. masker dan sarung tangan dibuang di tempat sampah. 2. es batu dicairkan dulu lalu dapat dibuang ke wastafel. Jika ada es batu yang tidak terpakai taruh di lemari es laboratorium. 3. untuk es batu yang sudah tercampur dengan garam, dapat dibuang ke wastafel. 4. garam yang tidak terpakai dapat disimpan kembali untuk digunakan praktikum selanjutnya.

19

G. Cara Kerja 1. Peneraan Alat ukur Suhu a. pengukuran suhu udara Mencatat suhu udara yang ditunjukkan thermometer baku 110C (termometer raksa 110C), termometer alkohol 110C, thermocouple, platinum resistance, dan thermistor pada udara terbuka setelah suhu yang ditunjukkan alat ukur konstan b. pengukuran suhu air ledeng Memasukkan air ledeng secukupnya ke dalam gelas beker 250 ml.

Mencelupkan thermometer baku 110oC dalam air ledeng tersebut.

Mencatat suhu thermometer baku 110oC setelah nilainya konstan.

Mengulangi percobaan dengan memakai thermometer alcohol 110oC, thermocouple, platinum resistance, dan thermistor

20

c. pengukuran suhu air mendidih Mendidihkan air ledeng secukupnya dalam water heater.

Mencelupkan thermometer baku 360oC, thermometer alcohol 1100C, probe thermocouple, probe platinum resistance, dan probe thermistor dalam air yang sedang mendidih melalui lubang pada tutup water heater.

Mencatat suhu tiap alat ukur setelah suhunya konstan.

21

d. pengukuran suhu es melebur Memasukkan es batu dalam vacuum flask dan menambah garam dapur secukupnya,membiarkan es batu mencair.

Mencelupkan thermometer baku 110oC, thermometer alcohol 1100C, probe thermocouple, probe platinum resistance, dan probe thermistor ke dalam campuran garam dan leburan es melalui lubang pada tutup vacuum flask.

Mencatat suhu tiap alat ukur setelah suhunya konstan. e. pengukuran suhu es melebur Memasang thermometer baku 110oC, thermometer alcohol 1100C, probe thermocouple, probe platinum resistance, dan probe thermistor pada lubang tersedia pada blower.

\

Menghidupkan blower dengan menekan tombol on.

Mencatat suhu tiap alat ukur setelah suhunya konstan.

22

f. pengukuran suhu es + garam Memasukkan es batu dalam vacuum flask sampai mencair.

Mencelupkan thermometer baku 110oC, thermometer alcohol 1100C, probe thermocouple, probe platinum resistance, dan probe thermistor dalam leburan es melalui lubang pada tutup vacuum flask.

Mencatat suhu tiap alat ukur setelah suhunya konstan.

23

2. Histerisis 1. Pengukuran naik Menempatkan panci berisi pasir kering di atas asbes dan kompor listrik.

Menyusun thermometer baku 360oC, bimetal, dan pyrometer dalam panic berisi pasir kering dengan kedalaman yang sama.

Menyalakan kompor listrik dengan cara memutar knop.

Mencatat suhu yang terukur pada pyrometer dan bimetal ketika thermometer baku 360oC menunjukkan suhu 50C.

Mengulangi langkah 4 setiap kenaikan 10oC pada termometer baku 360oC hingga suhu 200oC.

Membiarkan thermometer baku menunjukkan 220oC .

24

2.

Pengukuran turun Mematikan kompor listrik saat thermometer baku menunjukkan 220C.

Memindahkan kompor listrik, menggantinya dengan bata sebagai alas dengan perlahan agar posisi thermometer baku 360oC , bimetal dan pyrometer tidak berubah.

Menunngu suhu yang ditunjukkan bimetal dan pyrometer saat thermometer baku 360oC menunjukkan suhu 200oC.

Menunngu suhu turun hingga 50oC dengan mengompres panic memakai lap basah untuk mempercepat penurunan suhu.

Mengulangi langkah 4 setiap penurunan 10oC pada thermometer baku 360oC hingga suhu 50oC.

25

3. Tanggapan Dinamis

Mendidihkan air ledeng secukupnya dalam water heater.

Mengukur suhu air mendidih dengan thermometer baku 110C hingga suhunya konstan dan mencatatnya sebagai suhu saat waktu 0 detik.

Memindahkan thermometer baku 110C ke dalam baskom berisi larutan es dan secara bersamaan menghidupkan stopwatch.

Mencatat suhu yang ditunjukkan oleh thermometer baku 110C setiap selang waktu 5 detik hingga diperoleh 3 data yang konstan.

Mengulangi percobaan dari langkah 2-4 untuk thermometer alkohol 110C, thermocouple, platinum resistance, dan thermistor.

26

H. Analisis Data 1. Peneraan Alat Ukur Suhu Hubungnan antara suhu pada thermometer baku (T1,oC) dengan suhu yang ditunjukkan alat ukur yang ditera (T2,oC) dinyatakan dengan persamaan berikut :

Dengan regresi linier diperoleh nilai A dan B:

dengan, T2 T1 n A dan B

= suhu hasil pembacaan pada alat ukur yang ditera (0C) = suhu hasil pembacaan termometer baku (0C) = jumlah data = konstanta

Dari nilai A dan B, diperoleh persamaan linear hubungan antara thermometer baku dengan thermometer yang ditera. Kesalahan relatif dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

Kesalahan relatif rata-ratanya dihitung dengan persamaan :

27

Grafik hubungan suhu termometer baku dengan suhu termometer yang ditera dibuat dengan menghubungkan titik antara nilai T2 percobaan dan T2 persaaman terhadap nilai T1.

2. Histerisis Grafik data histerisis dibuat dengan menghubungkan titik-titik nilai suhu pyrometer dan bimetal (T2,oC) terhadap suhu termometer baku (T1,oC). Grafik histerisis dari pyrometer dan bimetal dibuat secara terpisah. 3. Tanggapan Dinamis Grafik tanggapan dinamis dibuat dengan cara menghubungkan titik-titik nilai suhu (T,oC) terhadap waktu (t,detik).

28

IV.

PEMBAHASAN A. Peneraan alat pengukuran suhu Pada percobaan pengukuran suhu kali ini alat pengukuran suhu yang akan ditera adalah termometer alkohol. Karena alat pengukur suhu lainnya, yaitu platinum resistance thermometer, thermistor, thermocouple sedang dalam kondisi yang tidak baik, sehingga pada percobaan kali ini hanya dapat menggunakan alat pengukur suhu berupa termometer alkohol. Termometer alkohol ini perlu dilakukan peneraaan karena pemuaian alkohol yang tidak selinier dari raksa. Peneraan alat pengukuran suhu ini menggunakan termometer raksa yang bertindaksebagai termometer baku. Hal ini dikarenakan muai dari raksi itu sendiri memilki nilai linieritas yang tinggi. Objek yang diukur dalam pengukuran suhu adalah air mendidih, udara kering, udara, air ledeng, leburan es, dan leburan es ditambah garam. Pengukuran suhu udara lingkungan dilakukan sangat sederhana, dengan cara menggantungkan kedua termometer yang digunakan dalam percobaan ini, yaitu termometer raksa dan termometer alkohol pada statif. Setelah fluida yang berada di dalam masing-masing termometer berhenti bergerak, suhu yang terbaca oleh termometer dapat diketahui. Asumsi yang digunakan pada pengukuran udara ini bahwa suhu udara konstan setiap saat. Hasil pembacaan suhu udara ini adalah 280C oleh termometer raksa dan 250C untuk termometer alkohol. Kemudian yang kedua adalah air ledeng. Air ledeng ditempatkan pada gelas beker 250 ml yang telah disediakan. Selanjutmya termometer raksa dan termometer alkohol dicelupkan ke dalam air ledeng tersebut. Kedua alat itu diusahakan tercelupkan dalam ketinggian yang sama dan jangan sampai menyentuh dasar gelas beker. Setelah sekian saat sampai fluida yang berada pada termometer berhenti, maka hasil sudah bisa dibaca. Dalam pengukuran air ledeng ini diasumsikan bahwa distribusi suhu pada air merata. Hasil pengukuran suhu air ledeng ini adalah 280C oleh termometer raksa dan 230C oleh termometer alkohol. Setelah itu yang ketiga kita menggunakan water heater untuk mendidihkan air. Setelah air mendidih, pengukuran dilakukan dengan 29

termometer raksa dan termometer alkohol secara bergantian.. Dengan mengasumsikan tekanan udara pada saat itu sebesar 1 atm, suhu air mendidih sebesar 1020C oleh termometer raksa dan 950C untuk termometer alkohol. Setelah itu, leburan es dari es batu yang telah kita siapkan dituang ke dalam vacum flask dan diukur dengan cara yang sama dengan tiga pengukuran di atas. Hasilnya menunjukkan suhu leburan es sebesar 20C oleh termometer raksa dan -800C oleh termometer alkohol. Untuk percobaan selanjutnya leburan es lain dituangkan ke dalam vacum flask yang telah dibersihkan, lalu ditambah garam secukupnya. Ditambahnya garam ke dalamleburan es tersebut dilakukan untuk mengetahui pengaruh zat pengotor terhadap suhu leburan es tersebut. Ternyata hasil suhu menunjukkan 60C oleh termometer raksa dan -10C oleh termometer alkohol. Maka dari itu kandungan zat pengotor dapat mempengaruhi suhu. Yang terakhir diukur suhunya adalah udara kering. Udara kering merupakan udara yang tidak mengandung uap air. Alat yang digunakan untuk menghasilkan blower adalah blower. Kemudian kedua termometer diletakkan di depan blower. Hasil pengukuran menyatakan bahwa suhu udara kering, 590C oleh termometer raksa dan 550C oleh termometer alkohol. Hasil pengukuran ini menunjukkan bahwa udara yang mengandung uap air memilki hasil yang berbeda dengan udara yang kering. Hasil perhitungan menyatakan hubungan suhu hasil pengukuran oleh termometer alkohol (T2) dengan termometer raksa (T1) dengan persamaan T2=1,0092.T1 9,7200 dan dengan kesalahan relatif rata-rata sebesar lebih kurang 18,2951%.

30

Gambar 4. Hubungan antara Termometer Baku dengan Termometer Alkohol

Gambar 5. Hubungan antara Termometer Baku dengan Platinum Resistance

31

Gambar 6. Hubungan antara Termometer Baku dengan Thermistor

Gambar 7. Hubungan antara Termometer Baku dengan Thermocouple

32

B. Histerisis Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui sifat histerisis alat pengukur bimetal dan pyrometer. Daya kompor listrik yang akan digunakan untuk mengukur diset sehingga berada pad posisi 600 W. Sementara itu, pada pasir ditancapkan sensor termometer raksa sebagai termometer baku, bimetal dan pyrometer. Kedalaman alat diharapkan masing-masing alat sama. Setelah pembacaan suhu pada termometer raksa menunjukkan 500C, pengukuran naik mulai dilakukan. Pengukuran dihentikan pada suhu 2000C dengan acuan termometer raksa. Setelah itu, suhu dibiarkan naik sampai sekitar 2000C lebih sedikit, kompor listrik dimatikan dan diganti dengan batu bata penyangga yang telah disediakan. Setelah suhu mencapai 2000C kembali, segera dilakukan pengukuran turun. Pada pengukuran turun ini memakan waktu yang cukup lama. Untuk es untuk mempercepat turunnya suhu. Pengukuran turun dihentikan setelah suhu pada termometer raksa menunjukkan 500C. Data hasil percobaan histerisis ini akan menyimpulkan bahwa masing-masing alat pengukur berbeda kepekaan antara pengukuran naik dan pengukuran turun. Hal ini disebabkan oleh tekanan udara lingkungan, distribusi kalor pada pasir yang tidak merata, perbedaan kedalaman masing-masing alat, dan faktor kondisi dari alat bimetal dan pyrometer itu sendiri. Hal yang perlu diperhatikan oleh preaktikan adalah tidak lengah ketika harus mengamati data pengukuran suhu pada jangka waktu yang relatif lama.

33

Gambar 8. Grafik Histerisis dengan Bimetal

Gambar 9. Grafik Histerisis dengan Pyrometer C. Tanggapan dinamis Tujuan dari percobaan ini adalah mengetahui kecepatan respon suatu alat pengukuran suhu. Alat pengukuran suhu yang akan digunakan hanyalah termometer raksa dan termometer alkohol. Percobaan ini dilakukan dengan mencelupkan termometer pada air mendidih, lalu dengan secepat mungkin termometer dicelupkan ke dalam leburan es yang berada di vacum flask. Pengukuran suhu dilakukan setiap 5 detik. Pengukuran dihentikan saat suhu yang terbaca bernilai sama dalam selang waktu 3 kali 5 detik terturut-turut. Percobaan ini dilakukan secara bergantian untuk dua termometer yang akan digunakan dalam pengukuran ini, yaitu termometer alkohol dan raksa. Kesalahan akan sering muncul, akan tetapi kesalahan yang harus diperhatikan oleh praktikan dalah kehati-hatian, kecepatan, dan ketelitian dari praktikan dalam membaca dan menganalisis data. Sehingga hasil yang diperoleh akan akurat.

34

Gambar 10. Grafik Tanggapan Dinamis Berbagai Alat Ukur Suhu

35

KESIMPULAN Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan pengukuran suhu ini adalah: 1. Menurut teori molekul,suhu adalah efek yang diberikan energy kinetik suatu benda yang molekulnya bergerak. 2. Panas adalah energi yang muncul akibat perubahan suhu. 3. Suhu dapat diukur dengan alat ukur suhu. Ada beberapa jenis alat ukur suhu, diantaranya adalah thermometer raksa, thermometer alkohol, bimetal, thermocouple, platinum resistance, thermistor, dan pyrometer. 4. Histerisis adalah beda pengukuran naik dan pengukuran turun pada input yang sama. 5. Histerisis terjadi karena kepekaan alat pengukur suhu berbeda-beda, serta dipengaruhi prinsip kerja dan sifat alat ukur tersebut. 6. Percobaan histerisis menggunakan media pasir karena pasir dapat menghantarkan panas dengan baik ditiap-tiap permukaannya. 7. Tanggapan dinamis dilakukan untuk mengetahui kepekaan alat ukur suhu terhadap perubahan suhu yang cukup besar. 8. Alat yang lebih baik digunakan untuk histeris adalah pyrometer. 9. Alat yang baik digunakan pada tanggapan dinamis adalah platinum resistance dan thermistor. 10. Persamaan garis pada peneraan adalah : a. Thermometer alkohol : T2 = 1,0008T1 2,0301 b. Platinum resistance : T2 = 1,0094T1 1,1033 c. Thermistor: T2 = 1,0201T1 1,1721 d. Thermocouple : T2 = 1,0449T1 1,4708 11. Kesalahan relatif rata-rata sebesar : a. Thermometer alkohol = 22,1976% b. Platinum resistance = 25,4362% c. Thermistor = 4,2148% d. Thermocouple = 14,0355%

V.

36

VI.

DAFTAR PUSTAKA Considine, D.M., 1993,Process Industrial and Controls Handbook, 4ed., p.p. 3-21, 3-52, 3-78, Mc Graw Hill, New York. Dally, J.W., Riley, W.F., and Mc. Connel, K.G., 1993,Instrumentation for Engineering Measurement, 2ed., p.p.3-11, 3-18, John Willey and Sons, Inc., Singapore. Jones, B.E., 1980,Instrument Measurement and Feedback, 4ed,.p.p.2-9, 2-15, 2-30, Tata Mc Graw-Hill, New Delhi. Norton, A.N., 1989, Handbook of Tranducers, 2ed, p.p. 7-75, 8-61,8-80, Prentice-Hall, Inc., New Jersey. Perry,R.H., and Green,D.W., 1984.Perrys Chemical Engineerings Hand Book, 6 ed, p.p. 3-75, 3-252, 12-4, 12-6, 12-8, Mc. Graw Hill Book Company, Inc., New York.

Praktikan,

Yogyakarta, 21 Desember 2011 Praktikan,

Dik Aksa Wachid Nugroho Asisten,

Awang Dermawan Maris

37

Stefanus Vence Hansen Yong

VII. 1.

LAMPIRAN a. Data Percobaan Peneraan Alat Ukur Suhu Daftar I. Data peneraan Alat Ukur Suhu

Media Terukur Air Mendidih Blower Udara Air Es melebur Air es + garam 2. Histerisis

Termometer Raksa (C) 100,50 59,00 29,00 29,00 2,00 6,00

Termometer Alkohol (C) 97,00 60,00 27,00 26,50 0,00 3,00

Platinum Resistance (oC) 100,00 60,00 26,00 28,00 0,00 7,00

Thermistor (oC) 101,00 60,00 27,00 29,00 1,00 5,00

Thermocouple (oC) 99,20 69,00 27,90 27,30 0,70 2,70

a. Pengukuran naik Daftar II. Data Pengukuran Naik Percobaan HisterisisSuhu Termometer Raksa (C) Suhu Bimetal (C) Suhu Pyrometer (C) 50,0 0 60,00 70, 00 80, 00 90, 00 100, 00 110, 00 120, 00 130, 00 140, 00 150, 00 160, 00 170, 00 180, 00 190, 00 200,0 0

0,00 10,0 0

0,00 15,00

0,0 0 18, 00

2,0 0 20, 00

3,0 0 50, 00

6,00 57,0 0

10,0 0 60,0 0

14,0 0 70,0 0

20,0 0 80,0 0

28,0 0 87,0 0

29,0 0 100, 00

36,0 0 105, 00

48,0 0 110, 00

48,0 0 120, 00

82,0 0 121, 00

83,00 135,0 0

38

2.

Pengukuran Turun Daftar III. Data Pengukuran Tururn Percobaan Histerisis

Suhu Termometer Raksa (C) Suhu Bimetal (C) Suhu Pyrometer (C)

200,0 0

190,0 0

180,0 0

170,0 0

160,0 0

150,0 0

140,0 0

130,0 0

120,0 0

110,0 0

100,0 0

90,0 0

80,0 0

70,0 0

60,0 0

50,00

98,00 62,00

97,00 62,00

96,00 62,00

94,00 62,00

90,00 62,00

88,00 60,00

84,00 60,00

80,00 58,00

72,00 58,00

66,00 58,00

66,00 50,00

26,0 0 40,0 0

18,0 0 39,0 0

14,0 0 30,0 0

8,00 21,0 0

4,00 20,00

3.

Tanggapan Dinamis Daftar IV. Data Percobaan Tanggapan Dinamis

Waktu,detik Suhu thermocouple (oC) Suhu thermometer raksa (oC) Suhu thermistor (oC) Suhu thermometer alkohol (oC) Suhu platinum resistance (oC)

0 4,00 60,0 0 73,0 0 90,0 0 75,0 0

5 2,80 10,0 0 4,00 40,0 0 3,00

10 1,80 8,00 5,00 25,0 0 4,00

15 2,40 6,00 5,00 18,0 0 4,00

20 2,50 6,00 5,00 14,0 0

25 2,60 6,00

30 3,60

35 3,60

40 3,60

45

50

55

60

65

70

13,0 0

11,0 0

10,0 0

9,00

9,00

8,00

7,50

7,00

7,00

7,00

B. Perhitungan 1. Peneraan alat ukur suhu a. Peneraan pada termometer alkohol

39

Daftar V. Hubungan T1 dan T2 pada untuk termometer alkohol Media Terukur Air mendidih blower udara air Es melebur Air es + garam total T1 Termometer Raksa (C) 100,50 60,00 29,00 29,00 2,00 6,00 225,50 T2 Termometer Alkohol (C) 97,00 60,00 27,00 26,50 0,00 3,00 213,50 (T1)2 T1.T2

10100,2500 3481,0000 841,0000 841,0000 4,0000 36,0000 15303,2500

9748,0000 3540,0000 783,0000 768,0000 0,0000 8,0000 14858,0000

A= A= B= B= Persamaan linear : T2 = 1,0008 T1 2,0301 Kesalahan relatif tiap data dihitung dengan persamaan (5)

40

Dengan persamaan-persamaan di atas dapat diperoleh nilai T2 hasil perhitungan dengan persamaan dan kesalahan relatif tiap data sebagai berikut:

Daftar VI. Perhitungan kesalahan relatif T2 persamaan terhadap T2 percobaan pada termometer alkohol. Media Terukur Air mendidih blower udara air Es melebur Air es + garam T2 T2 persamaan percobaan (0C) (0C) 97,00 98,5503 60,00 57,0171 27,00 26,9931 26,50 26,9931 0,00 -0,0285 3,00 3,9747 total Kesalahan relatif (%) 1,5731 5,2316 0,0256 1,8268 100,00 24,5226 133,1857

% b. Peneraan pada Platinum Resistance

41

Daftar VII. Hubungan T1 dan T2 pada untuk Platinum Resistance Media Terukur Air mendidih blower udara air Es melebur Air es + garam total T1 Termometer Raksa (C) 100,50 60,00 29,00 29,00 2,00 6,00 225,50 T2 Platinum Resistance (C) 100,00 60,00 26,00 28,00 0,00 7,00 221,00 (T1)2 T1.T2

10100,2500 3481,0000 841,0000 841,0000 4,0000 36,0000 15303,2500

10500,0000 3540,0000 754,0000 812,0000 0,0000 42,0000 15148,0000

A= A= B= B= Persamaan linear : T2 = 1,0094 T1 1,1033 Kesalahan relatif tiap data dihitung dengan persamaan (5)

Dengan persamaan-persamaan di atas dapat diperoleh nilai T2 hasil perhitungan 42

dengan persamaan dan kesalahan relatif tiap data sebagai berikut:

Daftar VIII. Data perhitungan kesalahan relatif T2 persamaan terhadap T2 percobaan pada Platinum Resistance Media Terukur Air mendidih blower udara air Es melebur Air es + garam T2 percobaan (0C) 100,00 60,00 26,00 28,00 0,00 7,00 total T2 persamaan (0C) 100,3414 58,4513 28,1693 28,1693 0,9155 4,9531 Kesalahan relatif (%) 0,3402 2,6496 2,7009 0,6010 100,00 41,3256 152,6173

% c. Peneraan pada Thermistor

43

Daftar IX. Hubungan T1 dan T2 pada untuk Thermistor Media Terukur Air mendidih blower udara air Es melebur Air es + garam total T1 Termometer Raksa (C) 100,50 60,00 29,00 29,00 2,00 6,00 225,50 T2 Thermistor (C) 101,00 60,00 27,00 29,0 1,00 5,00 226,80 (T1)2 10100,2500 3481,0000 841,0000 841,0000 4,0000 36,0000 15303,2500 T1.T2 10150,5000 3540,0000 783,0000 841,0000 2,0000 30,0000 15346,5000

A= A= B= B= Persamaan linear : T2 = 1,0201 T1 1,1721 Kesalahan relatif tiap data dihitung dengan persamaan (5)

Dengan persamaan-persamaan di atas dapat diperoleh nilai T2 hasil perhitungan dengan persamaan dan kesalahan relatif tiap data sebagai berikut:

44

Daftar X. Data perhitungan kesalahan relatif T2 persamaan terhadap T2 percobaan pada Thermistor Media Terukur Air mendidih blower udara air Es melebur Air es + garam T2 percobaan (0C) 101,00 60,00 27,00 29,0 1,00 5,00 total T2 persamaan (0C) 101,3479 59,0318 28,4108 28,4108 0,8681 4,9485 Kesalahan relatif (%) 0,3433 1,6711 4,9657 2,0739 15,1941 1,0407 25,2888

% d. Peneraan pada Thermocouple

45

Daftar XI. Hubungan T1 dan T2 pada untuk Thermocouple Media Terukur Air mendidih blower udara air Es melebur Air es + garam total T1 Termometer Raksa (C) 100,50 60,00 29,00 29,00 2,00 6,00 225,50 T2 Thermocou ple (C) 99,20 69,00 27,90 27,30 0,70 2,70 226,80 (T1)2 T1.T2

10100,2500 3481,0000 841,0000 841,0000 4,0000 36,0000 15303,2500

9969,6000 4071,0000 809,1000 791,7000 1,4000 16,2000 15659,0000

A= A= B= B= Persamaan linear : T2 = 1,0449 T1 1,4708 Kesalahan relatif tiap data dihitung dengan persamaan (5)

Dengan persamaan-persamaan di atas dapat diperoleh nilai T2 hasil perhitungan dengan persamaan dan kesalahan relatif tiap data sebagai berikut:

46

Daftar XII. Data perhitungan kesalahan relatif T2 persamaan terhadap T2 percobaan pada Thermistor Media Terukur Air mendidih blower udara air Es melebur Air es + garam T2 percobaan (0C) 99,20 69,00 27,90 27,30 0,70 2,70 total T2 persamaan (0C) 103,5416 60,1783 28,8313 28,8313 0,6190 4,7986 Kesalahan relatif (%) 4,1931 14,6593 3,2302 5,3112 13,0856 43,7336 84,2130

%

47

LAPORAN RESMIPRAKTIKUM ANALISIS BAHAN PENGUKURAN SUHU (A)

NAMA NIM NAMA NIM HARI/TGL ASISTEN

: AWANG DERMAWAN MARIS : 10/296444/TK/36141 : DIK AKSA WACHID NUGROHO : 10/301015/TK/36761 : RABU/16 NOVEMBER 2011 : STEFANUS VENCE HANSEN YONG

LABORATORIUM ANALISIS BAHAN JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

48

UNIVERSITAS GADJAH MADA

49