PENENTUAN NILAI KOEFISIEN KONDUKTIVITAS TERMAL, KALOR ...

PENENTUAN NILAI KOEFISIEN KONDUKTIVITAS

TERMAL, KALOR JENIS, DAN KONSTANTA

PENDINGINAN LOGAM ALUMINIUM DAN TEMBAGA

MENGGUNAKAN SENSOR SUHU DAN LOGGER PRO

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan

Program Studi Pendidikan Fisika

Oleh :

Antonius Hendi Rosandy

NIM : 131424036

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PEDIDIKA MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2018

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

i

PENENTUAN NILAI KOEFISIEN KONDUKTIVITAS

TERMAL, KALOR JENIS, DAN KONSTANTA

PENDINGINAN LOGAM ALUMINIUM DAN TEMBAGA

MENGGUNAKAN SENSOR SUHU DAN LOGGER PRO

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan

Program Studi Pendidikan Fisika

Oleh :

Antonius Hendi Rosandy

NIM : 131424036

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PEDIDIKA MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2018


iv

HALAMAN PERSEMBAHAN

Karya tulis ini saya persembahkan untuk :

Tuhan Yesus Kristus yang senantiasa menyertai dalam setiap langkah dan usaha

yang aku lakukan

Kedua orangtua saya Alm. Bapak Paulus Mujiran AMK dan Ibu Anna Wisma

Purwanti A.Md Keb yang selalu memberikan dukungan, semangat, kasih sayang

dan doa.

Kakak kandung saya Lorentius Nico Advery S.T yang selalu memberi motivasi

dan semangat kepada adiknya

Teman-teman Pendidikan Fisika 2013 yang selalu memberikan motivasi dan

semangat

Almamaterku Universitas Sanata Dharma


vii

ABSTRAK

PENENTUAN NILAI KOEFISIEN KONDUKTIVITAS TERMAL, KALOR

JENIS, DAN KONSTANTA PENDINGINAN LOGAM ALUMINIUM DAN

TEMBAGA MENGGUNAKAN SENSOR SUHU DAN LOGGER PRO

Telah dilakukan penelitian untuk menentukan nilai koefisien konduktivitas termal,

kalor jenis dan kostanta pendinginan logam Aluminium dan Tembaga

menggunakan sensor suhu dan software LoggerPro. Logam yang diteliti adalah

Aluminium dan Tembaga. Logam dipanasi oleh elemen pemanas dengan

memvariasi daya listrik, sehingga didapatkan kenaikan suhu yang berbeda-beda.

Nilai daya listrik dan kenaikan suhu digunakan untuk membuat grafik hubungan

beda suhu terhadap daya listrik yang digunakan untuk menghitung nilai koefisien

konduktivitas termal logam Aluminium dan Tembaga sehingga didapatkan nilai k

berturut-turut adalah (157 ± 16)W/m�C dan (166 ± 58)W/m�C. Nilai daya listrik

dan kenaikan suhu tidak hanya digunakan untuk menentukan nilai konstanta

konduktivitas termal saja, juga digunakan untuk menentukan nilai kalor jenis

logam Aluminium dan Tembaga. Nilai kalor jenis ditentukan menggunakan

analisis gradien grafik hubungan perubahan suhu terhadap kalor, nilai kalor jenis

logam Aluminium dan Tembaga yang didapatkan berturut-turut adalah (807,5 ±

6,1) J/kg�C dan (387,5 ± 0,3) J/kg�C. Nilai daya listrik dan kenaikan suhu juga

digunakan untuk menentukan nilai konstanta pendinginan logam Aluminium dan

Tembaga yang didapat dari penelitian ini dengan memfiting persamaan

pendinginan kedalam grafik hubungan suhu logam terhadap waktu pendinginan.

Didapat nilai konstanta pedinginan logam Aluminium dan Tembaga berturut-turut

adalah (120 ± 0,1) �10-3/ menit dan (100 ± 0,1) �10-3/ menit.

Kata kunci : koefisien konduktifitas terma, kapasitas kalor, pendinginan Newton,

sensor suhu, software Logger Pro.


viii

ABSTRACT

DETERMINATION OF COEFFICIENT VALUE OF THERMAL

CONDUCTIVITY, HEAT TYPE, AND METAL CONDUCT OF ALUMINUM

AND COPPER USING TEMPERATURE SENSOR AND LOGGER PRO

A research has been conducted to determine the value of thermal conductivity

coefficients, heat type and cooling capacity of Aluminium and Copper metals

using temperature sensor and LoggerPro software. The metals used in this

research are Aluminum and Copper. The metal was heated by a heating element

with varied electric power. Consequently, the temperature rise was different for

both metals. The value of electric power and temperature rise was used for a

graphof a relation between the temperature difference and electric power used to

calculate the thermal conductivity coefficient value of Aluminum and Copper

metal and the researcher found the value of k is (157,0 ± 15,7) W / m�C and

(166,0 ± 58,1) W / m�C. Electrical power values and temperature rise were not

only used to determine the value of thermal conductivity constants only but also

to determine the heat value of Aluminum and Copper. The calorific value was

determined using graph gradient analysis of the relation between temperature

change to heat, the aluminum oxide and copper values obtained were (807,5 ±

6.1) J / kg�C and (387,5 ± 0,3 ) J / kg�C. Electrical power values and temperature

rise were also used to determine the cooling constant value of Aluminum and

Copper obtained from this research by fitting the cooling equation into a graph

about the relation of metals temperature and the cooling time. The values of

cooling Aluminum and Copper were (120 ± 0.1)�10-3 / minute and (100 ±

0.1)�10-3/ minute.

Keywords: thermal conductivity coefficient, heat capacity, Newton cooling,

temperature sensor, Logger Pro software.


ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas berkat dan rahmat-Nya yang

melimpah selama ini.Atas berkat penyertaan-Nya pula, tugas akhir yang

berjudul“PENENTUAN NILAI KOEFISIEN KONDUKTIVITAS TERMAL,

KALOR JENIS, DAN KONSTANTA PENDINGINAN LOGAM

ALUMINIUM DAN TEMBAGA MENGGUNAKAN SENSOR SUHU DAN

LOGGER PRO” dapat diselesaikan dengan baik. Tugas akhir ini disusun sebagai

syarat untuk menyelesaikan studi di Program Studi Pendidikan Fisika Universitas

Sanata Dharma.

Banyak hambatan yang dialami dalam penulisan tugas akhir ini, oleh karena itu

penulisan tugas akhir ini bukan semata hasil kerjakeras dari penelit isaja. Banyak

pihak yang telah membantu peneliti dalam penyusunan tugas akhirini.Oleh karena

itu, peneliti hendak mengucapkan terimakasih kepada:

1. Dr. Ignasius Edi Santosa, M.S. selaku dosen pembimbing yang dengan

sabar membimbing dan mengarahkan penulis ketika menghadapi berbagai

persoalan terkait penulisan tugas akhir ini.

2. Bapak Petrus Ngadiono, selaku laboran Laboratorium Pendidikan Fisika

Universitas Sanata Dharma yang selalu membantu mempersiapkan alat

yang digunakan untuk pengambilan data.

3. Drs. Tarsisius Sarkim, M.Ed., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing Akademik

yang senantiasa memotivasi dan membantu perkembangan penulisan tugas

akhir dari mahasiswa-mahasiswinya.


x

4. Dr. Yohanes Harsoyo, S.Pd., M.Si., sebagai Dekan Fakultas Keguruan dan

Ilmu Pendidikan Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

5. Seluruh dosen Program Studi Pendidikan Fisika yang telam memberikan

ilmu serta pengalaman berharga selama kurang lebih 4 tahun perkuliahan

di Universitas Sanata Dharma.

6. Almarhum ayah saya, Paulus Mujiran AMK yang semasa hidupnya selalu

memberi semangatuntuk selalu mengerjakan tugas akhir dan memberi

saran serta prasarana untuk mendukung proses pengerjaan tugas akhir ini.

7. Ibu saya, Anna Wisma Purwanti A.Md Keb memberi semangat untuk

selalu mengerjakan tugas akhir dan memberi saran serta prasarana untuk

mendukung proses pengerjaan tugas akhir ini.

8. Kakak saya yang tersayang, Lorentius Nico Advery S.T yang selalu

mengingatkan penyelesaian tugas akhir ini.

9. Rosa Dina Putranti yang selalu member semangat serta saran selama

pengerjaan tugas akhir ini, serta selalu menghibur penulis ketika

mengalami kejenuhan.

10. Antonius Dian Pratama yang selalu membantu memberi saran ketika

penulis menjumpai permasalahan dalam pengolahan data.

11. Teman-teman bimbingan tugas akhir :Antonius Dian Pratama Yosephine

Novita Apriati, Maria Tefa, Felisia Arum Ratriyantari, dan Septiana

Ganeshi yang telah membantu sharing dan diskusi.

12. Teman-teman Pendidikan Fisika 2013 yang saling mendukung dan

memberikan semangat.


xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................................. i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ........................................................ ii

HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................... iii

HALAMAN PERSEMBAHAN................................................................................. iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................................................... v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .................................................................. vi

ABSTRAK ............................................................................................................ vii

ABSTRACT ............................................................................................................ viii

KATA PENGANTAR ............................................................................................... ix

DAFTAR ISI ............................................................................................................ xii

DAFTAR TABEL ...................................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. xvi

BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................... 1

A. Latar Belakang Masalah ................................................................................. 1

B. Rumusan Masalah .......................................................................................... 4

C. Batasan Masalah............................................................................................. 5

D. Tujuan Penelitian ........................................................................................... 5

E. Manfaat Penelitian ......................................................................................... 5

F. Sistematika Penulisan..................................................................................... 6


xiii

BAB II DASAR TEORI............................................................................................. 7

A. Kalor dan Perpindahanya ............................................................................... 7

B. Hukum Pendinginan Newton ......................................................................... 11

C. Huhum Kekekalan Energi dan Daya ............................................................. 11

BAB III METODE PENELITIAN............................................................................. 14

A. Persiapan Alat ................................................................................................ 14

B. Pengambilan Data .......................................................................................... 19

C. Analisa Data ................................................................................................... 22

1. Koefisien Kondukivitas Termal ............................................................. 22

2. Kalor Jenis ............................................................................................... 23

3. Konstanta Pendinginan ............................................................................ 25

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................... 28

A. Hasil ............................................................................................................... 28

1. Spesifikasi Logam ................................................................................... 28

2. Penentuan Nilai Koefisien Konduktivitas Termal Logam ...................... 29

3. PenentuanNilai Kalor Jenis ..................................................................... 38

4. Penentuan Nilai Konstanta Pendinginan Newton ................................... 45

B. Pembahasan .................................................................................................... 52

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 63

A. Kesimpulan ..................................................................................................... 63

B. Saran ............................................................................................................... 64

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 66

LAMPIRAN ............................................................................................................ 68


xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Spesifikasi Logam ................................................................................... 28

Tabel 4.2 Hubungan Beda Suhu terhadap Daya Listrik yang Digunakan Elemen

Pemanas yang Diberikan Tegangan dan Kuat Arus pada Logam

Alumunium.............................................................................................. 31

Tabel 4.3 Hubungan Beda Suhu terhadap Daya Listrik yang Digunakan Elemen

Pemanas yang Diberi Tegangan dan Kuat Arus Tertentu pada Logam

Tembaga. ................................................................................................................ 36

Tabel 4.4 Nilai Koefisien Koduktivitas Termal untuk Logam Aluminium dan

Logam Tembaga ...................................................................................... 38

Tabel 4.5 Hubungan Kalor Jenis Aluminium terhadap Daya Listrik yang

Digunakan Elemen Pemanas ................................................................... 40

Tabel 4.6 Hubungan Kalor Jenis Tembaga terhadap Daya Listrik yang

Digunakan Elemen Pemanas. .................................................................. 44

Tabel 4.7 Nilai Kapasitas Kalor untuk Logam Alumuium dan Logam Tembaga .. 45

Tabel 4.8 Hubungan Antara Konstanta Pendinginan dengan Daya Listrik Pada

Logam Aluminium .................................................................................. 48

Tabel 4.9 Hubungan Antara Konstanta Pendinginan dengan Daya Listrik Pada

Logam Tembaga ...................................................................................... 51

Tabel 4.10 Nilai Konstanta Pendinginan untuk Logam Aluminium dan

LogamTembaga ....................................................................................... 52


xv

Tabel 5.1 Nilai Koefisien Konduktivitas Termal untuk Masing-masing Jenis

Logam...................................................................................................... 63

Tabel 5.2 Nilai KalorJenis untuk Masing-masing Jenis Logam ............................. 64

Tabel 5.3 Nilai Konstanta Pendinginan untuk Masing-masing Jenis Logam ......... 64


xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Konduksi kalor pada plan-paralel ....................................................... 8

Gambar 3.1 Skema rangkaina alat dan bahan penelitian ........................................ 16

Gambar 3.2 Foto rangkaian alat dan bahan penelitian ........................................... 17

Gambar 3.3 Posisi elemen pemanas diatas logam .................................................. 18

Gambar 3.4 Posisi sensor suhu dari sudut perspektif ............................................. 18

Gambar 3.5 TampilanawalLogger Pro ................................................................... 19

Gambar 3.6 Tampilan menu Data .......................................................................... 20

Gambar 3.7 Tampilan kotak dialog “New Calculated Column” dan

pengaturannya ..................................................................................... 20

Gambar 3.8 Tampilan menu “Insert” dan sub menu “Graph” ............................... 20

Gambar 3.9 Tampilan Logger Pro setelah memilih sub menu “Graph” ............... 21

Gambar 3.10 Tampilan kotak dialog “Data Collection” dan pengaturannya .......... 21

Gambar 3.11 Lambang Curve Fit pada toolbars ...................................................... 25

Gambar 3.12 Tampilan kotak dialog setelah mengklik lambang Curve Fit ............ 26

Gambar 3.13 Tampilan kotak dialog mengklik Define Function ............................. 26

Gambar 4.1 Grafik hubungan antara suhu pada titik A, titik B, Dan suhu

lingkungan terhadap waktu pada logam Aluminium (l = (510,1 ±

0,1) x 10-4 m, A = (162,6 ± 0,3) x 10-6 m2)yang dipanasi

menggunakan elemen pemanas dengan daya listrik sebesar(6,5 ±

0,2) � 10-1watt .................................................................................... 30


xvii

Gambar 4.2 Grafik hubungan beda suhu terhadap waktu pada logam

Aluminium(l = (510,1 ± 0,1) x 10-4 m, A = (162,6 ± 0,3) x10-6

m2)yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya

listrik sebesar(6,5 ± 0,2) � 10-1watt. ........................................................... 30

Gambar 4.3 Grafik hubungan bedasuhu dan daya listrik untuk percobaan pada

logam Aluminium(l = (510,1 ± 0,1) x 10-4 m, A = (162,6 ± 0,3)

x10-6 m2) ............................................................................................. 32

Gambar 4.4 Grafik hubungan antara suhu pada titik A, titik B, Dan suhu

lingkungan terhadap waktu pada logam Tembaga(l = (512,2 ± 0,1)

x 10-4 m, A = (154,3 ± 0,3) x10-6 m2) yang dipanasi menggunakan

elemen pemanas dengan daya listrik sebesar (6,5 ± 0,2) � 10 -1 watt . 34

Gambar 4.5 Grafik hubungan beda suhu terhadap waktu pada logam Tembaga

(l = (512,2 ± 0,1) x 10-4 m, A = (154,3 ± 0,3) x10-6 m2) yang

dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya listrik sebesar

(6,5 ± 0,2) � 10 -1 watt ......................................................................... 35

Gambar 4.6 Grafik hubungan beda suhu dan daya listrik untuk percobaan pada

logam Tembaga(l = (512,2 ± 0,1) x 10-4 m, A = (15,43 ± 0,3) x10-6

m2) ...................................................................................................... 36

Gambar 4.7 Grafik Hubungan Suhu Pada Titik A dan Titik B dan Suhu

Lingkungan terhadap Waktu pada Logam Aluminium(l = (510,1

± 0,1) x 10-4 m, A = (162,6 ± 0,3) x10-6 m2) yang Dipanasi

Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (6,5 ± 0,2)

x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang belum landai ............ 38


xviii

Gambar 4.8 Grafik hubungan perubahan suhu logam Aluminium (l = (510,1 ±

0,1) x 10-4 m, A = (162,6 ± 0,3) x 10-6 m2) terhadap Kalor

menggunakan elemen pemanas dengan daya listrik sebesar(6,5 ±

0,2) � 10-1watt .................................................................................... 39

Gambar 4.9 Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B terhadap

Waktu pada Logam Tembaga(l = (512,2 ± 0,1) x 10-4 m, A = (154,3

± 0,0) x10-6 m2) yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas

dengan Daya Listrik (6,5 ± 0,2) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva

Grafik yang belum landai ................................................................... 40

Gambar 4.10 Grafik hubungan perubahan suhu rata-rata pada titik A dan titik B

logam Tembaga (l = (512,2 ± 0,1) x 10-4 m, A = (154,3 ± 0,3) x10-6

m2) terhadap kalor menggunakan elemen pemanas dengan daya

listrik sebesar (6,5 ± 0,2) � 10-1watt .................................................. 43


Waktu pada Logam Aluminium (l = (5,0,1 ± 0,1) x 10-4 m, A =

(162,6 ± 0,3) x 10-6 m2) yang Dipanasi Menggunakan Elemen

Pemanas dengan Daya Listrik (6,5 ± 0,2) x 10-1 watt, beserta

Daerah Kurva Grafik daerah pendinginan .......................................... 45

Gambar 4.12 Grafik Hubungan Suhu Logam Aluminium (l = (510,1 ± 0,1) x 10-

4 m, A = (162,6 ± 0,3) x10-6 m2) terhadap Waktu Pendinginan yang

Sebelumnya Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan

Daya (6,5 ± 0,2) x10-1 Watt Hingga Suhu 30,360C ............................ 47


xix


Waktu pada Logam Tembaga (l = (512,2 ± 0,1) x 10-4 m, A =

(154,3 ± 0,3) x10-6 m2) yang Dipanasi Menggunakan Elemen

Pemanas dengan Daya Listrik (6,5 ± 0,2) x10-1 watt, beserta

Daerah Kurva Grafik daerah pendinginan ........................................ 49

Gambar 4.14 Grafik Hubungan Suhu Logam Tembaga (l = (512,2 ± 0,1) x 10-4

m, A = (154,3 ± 0,3) x 10-6 m2) terhadap Waktu Pendinginan yang

Sebelumnya Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan

Daya (6,5 ± 0,2) x10-1 Watt Hingga Suhu 30,57 0C ........................... 50


1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Fisika adalah ilmu pengetahuan yang paling mendasar, karena

berhubungan dengan perilaku dan struktur benda [Giancoli, 2001]. Materi

fisika biasanya bersifat abstrak karena selain membutuhkan penguasan

teori yang cukup, untuk mempelajari fisika juga membutuhkan imajinasi

dan keterampilan matematika yang baik. Dalam mempelajari dan

memahami suatu materi fisika, perlu disertai suatu eksperimen.

Eksperimen bertujuan untuk memahami konsep Fisika secara nyata.

Termodinamika merupakan salah satu pokok bahasan fisika yang

membahas tentang panas, dan pertukaran energi dalam suatu sistem.

Pokok bahasan dalam termodinamika salah satunya adalah perpindahan

panas. Perpindahan panas dapat terjadi melalui tiga mekanisme yaitu

konveksi, radiasi, dan konduksi [Tipler, 1998; Giancoli, 2001].

Konduksi merupakan salah satu mekanisme perpindahan kalor.

Konduksi terjadi karena adanya perbedaan suhu antara dua buah bagian

dalam satu sistem. Aliran kalor yang terjadi selama konduksi berasal dari

bagian yang memiliki suhu lebih tinggi menuju bagian yang memiliki suhu

lebih rendah. Konduksi umumnya terjadi pada benda padat. Peristiwa

konduksi kalor dihantarkan melalui interaksi antar molekul-molekul yang

berdekatan satu sama lain dalam benda tersebut. Proses perpindahan kalor


2

secara konduksi tidak disertai perpindahan molekul-molekul penyusun

bahan [Kreith, 1964].

Konduktivitas termal merupakan suatu koefisien yang menyatakan

kemampuan suatu bahan dalam menghantarkan kalor. Semakin baik suatu

bahan menghantarkan kalor, maka nilai koefisien konduktivitas termal

bahan tersebut semakin besar. Sebaliknya jika bahan tersebut kurang baik

dalam menghantarkan kalor, maka nilai koefisien konduktivitas termalnya

kecil. Bahan dengan nilai koefisien konduktivitas termal yang besar

disebut dengan konduktor. Sedangkan bahan dengan nilai koefisien

konduktivitas termal yang kecil disebut isolator. Sebagian besar jenis

logam merupakan konduktor, sedangkan kayu dan plastik merupakan

contoh bahan yang termasuk isolator [Kreith, 1964; Kern, 1965; Giancoli,

2001].

Ketika energi panas ditambahkan pada suatu zat, maka temperatur zat

tersebut naik, hal tersebut dipengaruhi oleh sebuah kalor jenis. Kalor jenis

adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikan temperatur suatu

zat satu derajad per satuan massa [Tipler,1991; Kreith, 1964].

Secangkir susu panas yang dibiarkan begitu saja, maka lama kelamaan

secangkir susu tersebut menjadi dingin. Hal ini terjadi karena adanya

proses pendinginan. Proses pendinginan menyebabkan susu yang semula

bersuhu tinggi mejadi bersuhu lebih redah. Bahkan suhu dari susu mejadi

sama dengan suhu lingkungan. Keadaan susu ketika suhunya sama dengan

suhu lingkungan menandakan susu telah mencapai kesetimbangan termal.


3

Kesetimbangan termal merupakan keadaan dimana suhu antara dua buah

sistem bernilai sama. Proses pedinginan suatu benda terjadi karena adanya

perpindahan panas. Secara umum, proses pendinginan yang melibatkan

perpindahan panas mengikuti suatu hukum yang dikenal sebagai hukum

pendinginan Newton [Schroeder, 2000; Tipler; 1991; Young, 2002].

Banyak penelitian yang membahas tentang sifat-sifat termal, yaitu

penelitian tentang pengukuran sifat panas dari metal meggunakan metode

relaksasi. Sifat panas yang diteliti yaitu kostanta koduktivitas termal dan

kalor jenis. Sebenarnya penelitian tersebut sekaligus bisa digunakan untuk

menentukan sifat panas yang lain, yaitu konstanta pendinginan.

Pengukuran sifat panas dilakukan menggunakan termistor yang dirangkai

dengan komponen elektronika. Nilai hasil pembacaan oleh termistor

terkadang kurang baik, hal itu tergantung pada perangkaian [Fox dkk,

1975].

Beberapa keterbatasan alat konvensional dalam menampilkan hasil

pengukuran menyebabkan kesulitan dalam penelitian. Sehingga

dikembangkan peralatan-peralatan yang berbasis komputer. Penelitian-

penelitian berbasis komputer juga telah banyak dilakukan. Salah satu

penelitian yang pernah dilakukan adalah penelitian tentang penentuan nilai

koefisien konduktivitas termal pada beberapa jenis kayu menggunakan

sensor suhudan Logger Pro. Penelitian tersebut menggunakan sensor suhu

dan software Logger Pro untuk memonitor beda suhu pada kayu. Jangka

waktu yang diperlukan dalam pengambilan data terbilang cukup lama,


4

sehingga penggunaan sensor suhu sangat membantu peneliti. Hasil yang

didapatkan juga lebih akurat dan lebih mudah diolah menggunakan

software Logger Pro [Pratama, 2017].

Penelitian ini untuk mengetahui nilai koefisien konduktivitas termal,

kalor jenis, dan konstanta pendinginan dari logam Aluminium dan

Tembaga menggunakan sensor suhu dan Logger Pro.

Penelitian ini diharapkan dapat berguna bagi bidang pendidikan. Para

guru diharapkan dapat menjadikan metode yang dilakukan pada penelitian

ini sebagai referensi dalam melakukan praktikum. Mengingat praktikum

pada jenjang SMA sangat diperlukan bagi peserta didik sebagai sarana

pendukung dalam memahami teori-teori fisika yang ada. Dengan metode

yang digunakan dalam penelitian ini diharapkan siswa lebih memahami

konsep perpindahan panas. Metode dalam penelitian ini juga dapat

digunakan untuk praktikum pada tingkat universitas.

B. Rumusan Masalah

1. Bagaimana metode untuk menentukan koefisien konduktivitas termal,

kalor jenis dan konstanta pendinginan suatu bahan?

2. Berapa nilai koefisien konduktivitas termal, kalor jenis dan kontanta

pendinginan untuk logam Aluminium dan logam Tembaga?


5

C. Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:

1. Software yang digunakan untuk memonitor suhu logam, serta

mengolah data adalah Logger Pro.

2. Bahan yang digunakan adalah Logam Aluminium dan logam

Tembaga.

D. Tujuan Penelitian

1. Mengetahui metode untuk menentukan koefisien konduktifitas termal,

kalor jenis, dan konstanta pendinginan.

2. Mengetahui nilai koefisien konduktifitas termal, kalor jenis, dan

konstanta pendidinginan logam Aluminium dan logam Tembaga.

E. Manfaat Penelitian

1. Mengetahui cara untuk menganalisis data menggunakan software

Logger Pro.

2. Mengetahui jenis logam yang baik untuk perabotan rumah tangga,

khususnya perabotan dapur.

3. Mengetahui jenis logam yang tepat untuk bahan penghantar panas

yang baik dalam proses pemanasan.

4. Menjadi referensi dalam melakuakan praktikum di tingkat SMA

ataupun universitas, khususnya pada materi perpindahan panas secara

konduksi.


6

F. Sistematika Penulisan

Sistem penulisan laporan ini adalah sebagai berikut:

1. BAB I Pendahuluan

Dalam bab ini disampaikan latar belakang, rumusan masalah, batasan

masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika

penulisan.

2. BAB II Dasar Teori

Dalam bab ini dijelaskan mengenai teori-teori yang digunakan.

3. BAB III Metode Penelitian

Dalam bab ini dijelakana mengenai metode pengambilan data dan

metode untuk menganalisanya.

4. BAB IV Hasil dan Pembahasan

Dalam bab ini disampaikan hasil penelitian serta pembahasan hasil

penelitian.

5. BAB V Kesimpulan dan Saran


7

BAB II

DASAR TEORI

A. Kalor dan Perpindahanya

Ketika 2 buah benda yang memiliki perbedaan suhu bersentuhan satu

sama lain, akan terjadi perpindahan kalor. Kalor merupakan suatu bentuk

energi yang mengalir ketika terdapat perbedaan suhu antara dua buah

benda. Kalor mengalir dari sistem bersuhu tinggi menuju sistem bersuhu

rendah. Aliran kalor tidak hanya terjadi antara benda ke benda, namun

juga antara benda ke lingkungannya. Kalor tidak dimiliki oleh benda

tertentu, meskipun suhu benda tersebut tinggi. Kalor dipahami sebagai

suatu aliran yang dipengaruhi oleh perbedaan suhu antara dua buah sistem

atau lebih. Bila dua buah sistem yang berbeda suhunya disentuhkan satu

sama lain, lambat laun kedua sistem tersebut akan memiliki suhu yang

sama. Keadaan ini disebut dengan kesetimbangan termal. Pada keadaan

ini, tidak ada kalor lagi yang mengalir. Kalor dinyatakan dalam satuan

kalori. Kalor yang diterima atau dilepas, oleh suatu benda bermassa m dan

memiliki kalor jenis c, yang mengalami perubahan suhu ΔT mengikuti

persamaan [Djojodihardjo, 1985 ; Giancoli, 2001; Suparno, 2009]:

� = ��. �. ∆� (2.1)

dengan, c = kalor jenis zat (J/kg.K).

mb = massa benda (kg).


8

Pada hakihatnya, perpindahan kalor dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu

konduksi atau hantaran, konveksi atau aliran, dan radiasi atau pancaran.

1. Konduksi

Bila dua buah sistem yang berbeda suhunya disentuhkan satu sama

lain, lama kelamaan kedua sistem tersebut akan memiliki suhu yang

sama. Hal sama juga terjadi ketika terdapat perbedaan suhu antara dua

buah titik pada suatu sistem, maka kalor akan mengalir dari ujung yang

bersuhu lebih tinggi menuju ujung yang bersuhu lebih rendah.

Perpindahan kalor tersebut sering disebut dengan konduksi. Konduksi

juga dapat dikatakan sebagai perpindahan panas melewati suatu bahan,

tanpa disertai perpindahan partikelnya. Gambar 2.1 menunjukkan arah

aliran kalor pada proes perpindahan panas secara konduksi. Ketika

sebuah balok dengan konduktivitas termal k memiliki beda suhu antara

kedua sisinya, akan terjadi aliran kalor. Kalor mengalir dari sisi balok

yang bersuhu tinggi T1 pada koordinat x1 menuju sisi balok yang

bersuhu rendah T2 pada koordinat x2, melalui bidang A.

Gambar 2.1 Konduksi panas pada keping plan-paralel

T1 T2

A

x2 x1

Arah aliran kalor

Bagian bersuhu rendah Bagian bersuhu tinggi


9

Besarnya kalor yang mengalir tiap satu satuan waktu melalui bidang

balok dapat dinyatakan dengan persamaan [Kern, 1965; Benson, 1995;

Naga, 1991]:

� = −. (�� )(�� ) (2.2)

� = −. . �� (2.3)

dengan, H : arus panas oleh elemen (W)

k : konduktivitas panas (W/m. 0C)

A : luas penampang (m2)

dT : beda suhu (0C)

dx : tebal bahan (meter)

Tanda negatif yang terdapat pada persamaan (2.2) dan (2.3)

menunjukkan kalor mengalir dari sistem yang bersuhu tinggi menuju

sistem yang bersuhu lebih rendah. Nilai k merupakan nilai yang

menunjukkan konduktivitas termal suatu bahan. Sebuah zat yang

mempunyai konduktivitas termal k yang besar adalah penghantar kalor

yang baik yang dikenal sebagai konduktor, sedangkan zat yang

mempunyai konduktivitas termal k yang kecil adalah penghantar kalor

yang jelek yang dikenal sebagai isolator seperti wool, fiberglass, kayu,

gabus, dan udara [Suparno,2009; Giancoli, 2001; Kreith, 1958].


10

2. Konveksi

Konveksi merupakan perpindahan panas yang melibatkan aliran

fluida dan membawa panas dari suatu tempat ke tempat yang lainnya.

Besarnya arus panas H yang dialirkan mengikuti persamaan (2.5)

sebagai berikut [ Suparno, 2009]:

� = ℎ. . �� (2.5)

dengan, H : arus panas (W)

h : koefisien konveksi (Wm2.K)


ΔT : beda suhu (0C)

3. Radiasi

Radiasi merupakan perpindahan panas dari suatu benda ke benda

lain melalui pancaran. Dalam radiasi panas yang berpindah dalam

bentuk gelombang elektomaknetik seperti cahaya tampak. Besarnya

arus panas H yang dipancarkan mengikuti persamaan (2.6) sebagai

berikut (Kreith,1986; Suparno, 2009):

� = �. �. . �� (2.6)

dengan, H : arus panas (W)

ε : emisitivitas

σ : konstanta Stefan-Boltzmann (5.67051 � 10-8 W/m2.K-4)


T : suhu (0C)


11

B. Hukum Pendinginan Newton

Hukum pendinginan Newton menyatakan bahwa laju perubahan suhu

suatu benda sebanding dengan perbedaan suhu benda dan suhu ruang

(suhu sekitarnya). Oleh karena itu suhu benda T pada setiap saat t,

mengikuti persamaan (2.7)

� = �� + �� (2.7)

dengan, T0 : suhu awal

K : konstanta pendinginan

Ts: suhu lingkungan

C. Hukum Kekekalan Energi

Energi didefiisikan sebagai kemampuan suatu benda untuk melakukan

kerja. Beberapa bentuk energi dalam kehidupan sehari-hari adalah energi

gerak, energi panas, dan energi listrik, serta energi cahaya. Sebuah benda

secara umum memiliki energi total dengan jumlah yang konstan. Energi

total dari benda tersebut merupakan kombinasi dari beberapa bentuk

energi. Ketika sebuah benda melepas sejumlah energi, energi lain akan

masuk ke dalam benda tersebut. Sebaliknya, ketika sebuah benda

mendapat sejumlah energi, benda tersebut juga akan melepas sejumlah

energi. Sebagai contoh, sebuah lampu pijar yang dihubungkan dengan

sumber tegangan akan menerima energi listrik. Lampu pijar tersebut

kemudian menyala dan bertambah suhunya. Hal ini menunjukkan bahwa

lampu pijar tersebut melepaskan sejumlah energi berupa energi panas dan

energi cahaya. Besarnya energi yang dilepaskan oleh sebuah benda tiap


12

satu satuan waktu dikenal dengan istilah daya. Besarnya daya dalam

kehidupan sehari-hari dinyatakan dalam satuan Watt. [Giancoli, 2001;

Tipler, 1998].

Sebuah pemanas yang dihubungkan dengan sumber tegangan listrik

akan menerima energi listrik. Energi listrik ini kemudian diubah menjadi

energi panas atau kalor. Besarnya energi listrik yang diterima oleh suatu

sistem atau benda (dalam kasus ini pemanas) tiap satu satuan waktu

disebut dengan daya listrik. Besarnya daya listrik yang diterima oleh suatu

sistem atau sebuah benda merupakan hasil kali antara nilai tegangan dan

kuat arus yang mengalir pada benda tersebut.

P = V I (2.8)

dengan, P : daya listrik (watt)

V : beda potensial (volt)

I : kuat arus (ampere)

Berdasarkan hukum kekekalan energi, elemen pemanas yang

digunakan untuk memanasi suatu bahan akan menerima energi listrik, dan

mehantarkan energi panas. Besar hataran panas yang mengalir pada bahan

mengikuti persamaan (2.3). Kalor yang diterima oleh elemen pemanas

adalah hasil kali dari tegangan dengan arus listrik. Kalor yang mengalir

tiap satuan waktu sama dengan daya listrik yang diterima oleh elemen

pemanas. Sehigga persamaan (2.3) dapat ditulis menjadi:


13

� = −. . �� (2.9)

dengan, P : daya listrik (watt)

k : koefisien konduktivitas termal (W/moC)

dl : panjang aliran panas (meter)


∆T : beda suhu antara titik A dan titik B (oC)

Berdasarkan persamaan (2.10), beda suhu sebanding dengan daya

listrik, panjang aliran kalor, dan berbanding terbalik dengan konstanta

konduktivitas termal dan luas penampang benda.

�� = ��. . � (2.10)

Nilai konstanta konduktivitas termal dapat dihitung menggunakan

persamaan (2.10) dengan mengukur panjang aliran kalor, luas penampang,

perbedaan suhu, dan daya listrik.


14

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Persiapan Alat

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain:

1. Logam

Logam yang digunakan dalam penelitian ini adalah logam Aluminium

dan logam tembaga.

2. Elemen pemanas

Elemen pemanas yang digunakan dalam penelitian ini berbentuk

tabung. Elemen pemanas ini terbuat dari lilitan kawat nikelin berdiameter

0,15 mm.

3. Jangka sorong

Jangka sorong digunakan untuk pengukuran panjang l logam dan luas

penampang A logam yang memiliki ketelitian 0,02 mm.

4. Neraca digital

Neraca digital digunakan untuk pengukuran massa m logam.

5. Ampermeter

Amperemeter yang digunakan merupakan amperemeter untuk arus

bolak balik. Hal ini dikarenakan arus listrik yang hendak diukur berasal

dari sumber tegangan bolak balik PLN.


15

6. Multimeter

Multimeter digunakan untuk mengukur tegangan yang digunakan

selama penelitian.

7. Slide regulator

Slide regulator berfungsi untuk mengatur besarnya tegangan yang

digunakan selama penelitian.

8. Sensor Suhu

Sensor suhu digunakan untuk memonitor kenaikan suhu pada logam

tiap satuan waktu. Sensor suhu yang digunakan merupakan produk Vernier

bernama Stainless Steel Temperature Probe Sensor. Sensor suhu yang

digunakan memiliki batas ukur suhu mulai dari -40oC hingga 135oC.

Resolusi yang dimiliki oleh sensor suhu adalah 0,17 oC pada suhu -40oC

sampai 0oC, 0,03oC pada suhu 0oC sampai 40oC, 0,1oC pada suhu 40oC

sampai 100oC, dan 0,25oC pada suhu 100oC sampai 135oC

[www.vernier.com].

9. Interface

Interface merupakan alat yang digunakan untuk menghubungkan

sensor suhu dengan laptop. Tujuannya agar hasil rekaman sensor suhu

dapat ditampilkan pada laptop untuk kemudian diolah. Interface yang

diggunakan penelitian ini adalah interface LabPro.


16

10. Laptop

Laptop digunakan untuk menampilkan hasil rekam sensor suhu, serta

menyimpan hasil rekaman. Selanjutnya, hasil rekaman dianalisa

menggunakan sotfware LoggerPro yang telah terinstall di laptop.

11. Statip dan Klem

Statip dan klem digunakan untuk menjepit kayu tempat logam dan

sensor suhu saat dilakukan pemanasan terhadap logam.

Alat dan bahan kemudian dirangkai seperti gambar 3.1 dan 3.2

Gambar 3.1. Skema rangkaian alat dan bahan penelitian.

Keterangan gambar :

1. Sumber tegangan

2. Slide regulator

3. Ampermeter AC

4. Elemen pemanas


17

5. Logam

6. Kayu penyelubung logam

7. Sensor suhu

8. Statif dan klem

9. Interface Lab Pro

10. Laptop

Gambar 3.2 Foto rangkaian alat dan bahan penelitian.

Elemen pemanas yang digunakan dalam penelitian merupakan elemen

yang terbuat dari kawat nikelin. Elemen pemanas tersebut di letakkan di

permukaan logam seperti pada gambar 3.3. Tujuannya supaya elemen

pemanas mengalami kontak langsung dengan logam sesuai dengan luasan

bidang logam. Pada keadaan ini, panas yang dihasilkan oleh elemen pemanas

sepenuhnya dihantarkan ke logam. Besarnya panas yang dilepaskan oleh

elemen pemanas tiap satu satuan waktu pada keadaan ini sama dengan daya

listrik yang digunakan oleh elemen pemanas.


18

Gambar 3.3. Posisi elemen pemanas di atas logam.

Ketika elemen pemanas dihubungkan pada sumber tegangan PLN,

elemen pemanas akan mengalami kenaikan suhu. Perbedaan suhu antara

elemen pemanas dan logam menyebabkan aliran kalor.

Pada gambar 3.4, suhu pada 2 titik pada logam dan 1 titik dipermukan

kayu (suhu lingkungan logam) dimonitor menggunakan sensor suhu. Posisi

sensor suhu yang digunakan untuk memonitor terletak di titik A (berdekatan

elemen pemanas), titik B (ujung logam) dan diluar sistem.

Gambar 3.4. Posisi sensor suhu dari sudut perspektif.


19

B. Pengambilan Data

Dalam penelitian ini, data yang dicari adalah perbedaan suhu antar dua

titik seperti pada gambar 3.4. Langkah-langkah untuk mendapatkan data

tersebut adalah sebagai berikut :

1. Merangkai alat seperti pada gambar (3.1).

2. Mengatur tampilan Logger Pro (Gambar 3.5).

Gambar 3.5. Tampilan awal Logger Pro

3. Menambahkan kolom “perbedaan Suhu untuk titik A dan titik B” pada

tabel yang tercantum dalam Logger Pro dengan memilih sub menu “New

Calculated Column” pada menu “Data” (Gambar 3.6), kemudian

mengatur nilai-nilai pada kotak dialog “New Calculated Column”

(Gambar 3.7).


20

Gambar 3.6. tampilan menu Data

Gambar 3.7. Tampilan kotak dialog “New Calculated Column” dan pengaturanya

4. Menambah grafik beda suhu dengan memilih sub menu “Graph” pada

menu “Insert” (gambar 3.8).

Gambar 3.8. tampilan menu “Insert” dan sub menu “Graph”


21

Gambar 3.9. Tampilan Logger Pro setelah memiliki sub menu “Graph”

5. Mengatur durasi perekaman pada kotak dialog “Data Collection”

(gambar 3.10).

Gambar 3.10. Tampilan kotak dialog “Data Collection” dan pengaturanya

6. Mengatur slide regulator untuk memberikan tegangan dengan nilai

tertentu dalam rangkaian.

7. Merekam perubahan suhu pada logam dengan menekan “Collect”.

Pemberian tegangan dihentikan ketika grafik beda suhu sudah relatif

konstan. Perekaman dihentikan ketika grafik beda suhu pada proses

pendinginan memiliki nilai beda suhu yang sama dengan nilai beda suhu

pada awal proses pemanasan.


22

8. Mencatat nilai kuat arus dan tegangan pada rangkaian.

9. Melakukan langkah 6 sampai 8 kembali untuk 4 atau 5 nilai tegangan

yang berbeda. Nilai tegangan diatur menggunakan slide regulator .

10. Melakukan langkah 3 sampai 9 kembali untuk jenis logam yang berbeda.

C. Analisa Data

1. Koefisien Konduktivitas Termal

Nilai koefisien konduktivitas dapat dihitung dengan terlebih dulu

mengetahui nilai beberapa besaran. Besaran-besaran tersebut adalah daya

listrik, jarak dua buah titik, beda suhu antar dua buah titik tersebut, dan

luas batang logam. Selain daya listrik dan beda suhu, semua besaran yang

digunakan dalam perhitungan memiliki nilai konstan. Nilai koefisien

konduktivitas termal ditentukan menggunakan grafik hubungan antara

perbedaan suhu antara dua buah titik pada logam (dT) terhadap daya

listrik (P). Daya listrik yang digunakan menunjukan besarnya kalor yang

dilepaskan oleh elemen pemanas setiap satu satuan waktu. Grafik

hubungan perbedaan suhu terhadap daya listrik yang diperoleh

merupakan grafik linear dengan persamaan grafik:

!� = �� + " (3.1)

dengan, dT : beda suhu(�C)

m : gradien grafik (�C/Watt)

P : daya listrik (Watt)

b : konstanta


23

Berdasarakan persamaan (2.10) dan (3.1), diperoleh persamaan gradien

grafik:

� = �� (3.2)

dengan, m : gradien grafik (�C/Watt)

Berdasarkan (3.2), nilai koefisien konduktivitas termal dapat dihitung

menggunakan persamaan:

= �$ (3.3)

dengan, A : luas penampag (m2)

m : gradien grafik (�C/Watt)

l : panjang aliran kalor (m)

2. Kalor Jenis

Persamaan kalor dapat digunakan untuk menentukan besarnya

kalor jenis. Besaran yang digunakan untuk meghitung besarnya kalor

jenis adalah perubahan suhu, kalor yang diterima dan massa bahan. Selain

perubahan suhu dan kalor yang diterima, semua besaran yang digunakan

dalam perhitungan memiliki nilai konstan.

Nilai perubahan suhu rata-rata titik A dan titik B pada logam

digunaka untuk mencari besarnya nilai kalor jenis. Nilai perubahan suhu

tersebut dapat ditentukan dengan cara, sebagai berikut:


24

a. Tampilan “Grafik hubungan atara suhu titik A, titik B, dan suhu

ligkungan terhadap waktu pada logam yang dipanaskan dengan

daya listrik” yang menunjukkan perubahan suhu yang linear diblok.

b. Nilai perubahan suhu rata-rata dicatat kedalam tabel hubungan energi

panas dan waktu pendinginan logam yang dipanasi menggunakan

elemen pemanas dengan daya listrik.

Nilai kalor jenis ditentukan menggunakan grafik hubungan antara

kalor yang diterima (Q) terhadap perubahan suhu (ΔT). Kalor yang

diterima tersebut berupa energi panas yang merupakan hasil kali antara

daya listrik (P) dikali dengan waktu perekaman (t). Grafik hubungan nilai

perubahan suhu rata-rata terhadap kalor yang diterima yang diperoleh

merupakan grafik linear dengan persamaan grafik:

� = % !� + " (3.4)

dengan, dT : perubahan suhu(�C)

m : gradien grafik (Joule/�C)

Q : kalor yang diterima (Joule)

C : kapasitas kalor (J/�C)

b : konstanta

Berdasrakan persamaan (2.1) dan (3.4), diperoleh persamaan gradien

grafik:

% = �� (3.5)

dengan, mb : massa benda (kg)

c : kalor jenis (J/kg�C)


25

Nilai kapasitas kalor pada persamaan (3.5) didapatkan dari nilai gradien

grafik hubungan nilai perubahan suhu rata-rata terhadap kalor.

Berdasarkan persamaan (3.5), nilai kalor jenis dapat dihitung

menggunakan persamaan:

� = $$& (3.6)

3. Konstanta Pendinginan

Nilai konstanta pendinginan dapat ditentukan dengan melakukan

pengukuran suhu setiap saat dan kemudian memfitnya dengan persamaan

(2.7) di atas. Berikut ini adalah cara memfitting data menggunakan

software LoggerPro, sebagai berikut:

a. Mengambil suhu proses pendinginan pada titik A serta waktu

pedingiannya dari grafik hubugan antara suhu pada titik A dan suhu

lingkungan terhadap waktu pada logam.

b. Membuat grafik hubungan pendinginan pada logam terhadap waktu

pedinginan.

c. Fitting data dilakukan dengan mengklik “curve fit” seperti yang

ditunjukkan gambar 3.11. Sehingga akan tampil kotak seperti gambar

3.12.

Gambar 3.11. Lambang Curve Fit pada toolbars


26

Gambar 3.12. Tampilan kotak dialog setelah mengklik lambang Curve Fit

d. Fitting data pada penelitian ini dilakukan dengan memasukan

persamaan, dengan mengklik “Define Fungction” seperti ditunjukkan

pada gambar 3.12. Sehingga akan tampil kotak seperti gambar 3.13.

Gambar 3.13. Tampilan kotak dialog mengklik Define Function

e. Persamaan yang akan digunakan untuk memfit data beserta

penamaannya diketik pada kotak dialog “User Define Function”

(Gambar 3.13).


27

f. Memfitting data dilakukan dengan mengklik “try fit” (Gambar 3.13).

Bagian Coefficients tampilan bentuk persamaan beserta nilai-nilai

koefisiennya. Apabila hasilnya tampak sudah sesuai atau cocok, tekan

tombol “OK” untuk keluar, dan menampilkan hasil fitting untuk grafik

beda suhu terhadap waktu.


28

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Logam yang digunakan dalam penelitian ini adalah Aluminium dan

tembaga. Logam-logam tersebut dipanasi menggunakan elemen pemanas

menggunakan daya listrik yang berbeda-beda. Proses pemanasan bertujuan

untuk melihat kenaikan suhu tiap satu satuan waktu pada dua buah titik

dari sebuah logam. Data kenaikan suhu tiap satu satuan waktu tersebut

digunakan untuk menetukan nilai koefisien konduktivitas termal, kalor

jenis, dan konstanta pendinginan.

1. Spesifikasi Logam

Logam yang akan diteliti berbentuk balok, dimasukan kedalam

kayu yang sudah dilubangi menyerupai bentuk logam tersebut. Kayu

tersebut dibor pada dua buah tempat, sehingga didapatkan dua buah

lobang sebagai tempat memasukkan sensor suhu. Titik-titik tersebut

dinamai dengan titik A, dan titik B.

Tabel 4.1 Spesifikasi Logam.

No. Jenis

Logam

Panjang Logam

(x 10-4 m)

Luas Penampang

(x10-6 m2)

Massa

(�10-4 kg)

1 Aluminium 510,1 ± 0,1 162,6 ± 0,3 221,7 ± 0,1

2 Tembaga 512,2 ± 0,1 154,3 ± 0,3 676,2 ± 0,4

Data pengukuran secara lengkap dapat dilihat pada lampiran 1.


29

2. Penentuan Nilai Koefisien Konduktivitaas Termal Logam

a. Nilai Koefisien Konduktivitas Termal Logam Aluminium

Logam Aluminium berbentuk balok yang memiliki panjang

(510,1 ± 0,1) x 10-4 m dan luas penampang (162,6 ± 0,3) x 10-6 m2

dipanasi menggunakan elemen pemanasan. Daya yang digunakan

dibuat bervariasi untuk mendapatkan nilai beda suhu yang berbeda-

beda. Nilai daya listrik divariasi dengan mengatur nilai tegangan

yang digunakan oleh elemen pemanas. Slide regulator digunakan

untuk mengatur besarnya tegangan yang digunakan pada elemen

pemanas. Besar tegangan dan kuat arus listrik yang digunakan

berturut-turut diatur sebagai berikut (3,4 ± 0,1) volt dan (1,9 ± 0,5)

x 10-1 A. Nilai daya listrik yang dihitung menggunakan persamaan

(2.8) sebesar (6,5 ± 0,2) 10-1 watt.

Elemen pemanas kemudian memberikan energi panas (kalor).

Hal ini menyebabkan terjadinya aliran kalor yang berasal dari

elemen pemanas menuju logam. Adanya aliran kalor menyebabkan

kenaikan suhu pada setiap titik pada logam. Data perubahan suhu

pada dua titik pada logam dimonitor oleh Logger Pro, kemudian

dihasilkan grafik perubahan suhu pada titik A dan titik B. Gambar

4.1 merupakan grafik hubungan antara suhu pada titik A dan titik

B terhadap waktu pada logam Aluminium yang dipanasi

menggunakan elemen pemanas dengan daya listrik (6,5 ± 0,2) � 10-

1 watt.


30

Gambar 4.1. Grafik hubungan antara suhu pada titik A, titik B, dan suhu lingkungan terhadap waktu pada logam Aluminium (l = (510,1 ± 0,1) x 10-4 m, A = (162,6 ± 0,3) x10-6 m2) yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya listrik sebesar (6,5 ± 0,2) X 10-1 watt.

Setelah didapatkan grafik seperti yang ditunjukkan pada

gambar 4.1, dibuatlah grafik hubungan beda suhu terhadap waktu

seperti pada gambar 4.2. Grafik pada gambar 4.2 digunakan untuk

mencari nilai beda suhu antara titik A dan titik B pada keadaan

pebedaan suhu yang stabil. Hal ini ditunjukkan oleh kurva grafik

beda suhu yang cenderung landai.

Gambar 4.2. Grafik hubungan perbedaan suhu terhadap waktu pada logam Aluminium (l = (5101 ± 0,1) x 10-4 m, A = (162,6 ± 0,3) x10-6 m2) yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya listrik sebesar (6,5 ± 0,2) X 10-1 watt.


31

Data grafik beda suhu pada titik A dan titik B, grafik beda

suhu, dan tabel percobaan secara lengkap dapat dilihat pada

lampiran 2.

Data-data pada kurva grafik cenderung landai dihitung rata-

ratanya. Daerah yang diblok pada grafik di gambar 4.2 merupakan

daerah kurva grafik yang cenderung landai. Nilai beda suhu yang

didapatkan dari hasil perhitungan nilai beda suhu rata-rata adalah

(13,6 ± 0,1)�10-1�C.

Langkah diatas dilakukan untuk mendapatkan data perbedaan

suhu untuk masing-masing nilai daya listrik yang digunakan oleh

elemen pemanas. Data-data yang didapatkan, yaitu nilai tegangan,

kuat arus, daya listrik, dan beda suhu antara titik A dan titik B yang

dimasukkan ke dalam tabel 4.2.

Tabel 4.2. Hubungan Perbedaan Suhu terhadap Daya Listrik yang Digunakan

Elemen Pemanas yang Diberi Tegangan dan Kuat Arus Tertentu pada

Logam Aluminium.

No Teganga

(Volt)

Kuat Arus

(� 10-1 A)

Daya

Listrik

(� 10-1 W)

Perbedaan Suhu

(�10-1�C)

1 3,4 ± 0,1 1,9 ± 0,5 6,5 ± 0,2 13,6 ± 0,1

2 3,6 ± 0,1 2,0 ± 0,5 7,2 ± 0,2 14,9 ± 0,1

3 3,6 ± 0,1 2,1 ± 0,5 7,6 ± 0,2 15,9 ± 0,2


32

Data beda suhu dan daya listrik pada tabel 4.2 kemudian digunakan

untuk membuat grafik hubungan antara suhu dan daya listrik.

Gradien grafik ini kemudian digunakan untuk menghitung nilai

koefisien konduktivitas termal Aluminium menggunakan

persamaan (2.10) dan (3.3).

Gambar 4.3. Grafik hubungan beda suhu dan daya listrik untuk percobaan pada

logam Aluminium (l = (510,1 ± 0,1) x 10-4 m, A = (162,6 ± 0,3) x10-6 m2).

Nilai gradien yang diperoleh dari grafik pada gambar 4.3 adalah

m =(2,0 ± 0,2)�C/Watt

Nilai gradien yang diperoleh kemudian digunakan untuk

menentukan nilai koefisien konduktivitas termal berdasarkan

persamaan (3.3). Melalui perhitungan, didapatkan nilai koefisien

konduktivitas termal logam Aluminium sebesar:


33

= �$

k = '*�,*×*�-/$ 0,�12/4×(*50,5� *�-6)$�

k = 156,86W/�C m

k =157 W/m�C.

Perhitungan nilai ketidakpastian dari koefisien konduktivitas termal

adalah sebagai berikut:

Δkk = 89Δll :0 + 9ΔAA :0 + 9Δmm :0

Δk = 89Δll :0 + 9ΔAA :0 + 9Δmm :0 � k

ΔK = ;< �,*'*�,*>0 + < �,?*50,5>0 + <�,00,�>0 � 157 W/m 0C

ΔK = 16 W/ m0C

Nilai koefisien koduktivitas termal untuk logam Aluminium

adalah:

k = (157 ± 16) W/m�C

b. Nilai Koefisien Konduktivitas Termal Logam Tembaga

Logam Tembaga berbentuk balok yang memiliki panjang

(512,2 ± 0,1) x 10-4 m dan luas penampang (154,3 ± 0,3) x10-6 m2

dipanasi menggunakan elemen pemanas. Logam Tembaga mula-


34

mula dipanasi menggunakan elemen pemanas yang diberi tegangan

(3,4 ± 0,1)volt. Besarnya kuat arus yang mengalir pada rangkaian

adalah (1,9 ± 0,5)�10-1 A. Nilai daya litrik yang diguakan pada

elemen pemans adalah sebesar (6,5 ± 0,2)�10 -1watt.

Data perubahan suhu pada dua titik logam dimonitor oleh

Logger Pro, kemudian dihasilkan grafik perubahan suhu pada titik

A dan titik B terhadap waktu pada logam Tembaga yang dipanasi

menggunakan elemen pemanas dengan daya listrik (6,5 ± 0,2)�10 -

1watt.

Gambar 4.4. Grafik hubungan antara suhu pada titik A, titik B, Dan suhu lingkungan terhadap waktu pada logam Tembaga (l = (512,2 ± 0,1) x 10-4 m, A = (154,3 ± 0,3) x10-6 m2) yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya listrik sebesar (6,5 ± 0,2)�10 -1 watt.


35

Gambar 4.5. Grafik hubungan perbedaan suhu terhadap waktu pada logam Tembaga (l = (51,22 ± 0,01) x 10-3 m, A = (15,43 ± 0,03) x10-5 m2) yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya listrik sebesar (6,5 ± 0,2)�10 -1 watt.

Data grafik perubahan suhu pada titik A dan titik B, grafik beda

suhu, dan tabel data percobaan secara lengkap dapat dilihat pada

lampiran 3.

Data-data yang termasuk ke dalam kurva grafik yang

cenderung landai dihitung nilai beda suhu rata-ratanya. Cara

perhitungan yang digunakan sama seperti cara perhitugan nilai

beda suhu rata-rata logam Aluminium. Nilai beda suhu rata-rata

yang didapatkan adalah (17,50 ± 0,05) �10-1�C. Data beda suhu

untuk setiap daya listrik yang diberikan pada elemen pemanas

untuk memanaskan logam Tembaga ditampilkan pada tabel 4.3.


36

Tabel 4.3. Hubungan Beda Suhu terhadap Daya Listrik yang Digunakan Elemen

Pemanas yang Diberi Tegangan dan Kuat Arus Tertentu pada Logam

Tembaga.

No. Teganga

(Volt)

Kuat Arus

(� 10-1 A)

Daya Listrik

(� 10-1 W)

Beda Suhu

(�10-1�C)

1 3,4 ± 0,1 1,9 ± 0,5 6,5 ± 0,2 17,5 ± 0,1 2 3,6 ± 0,1 2,0 ± 0,5 7,2 ± 0,2 19,6 ± 0,1 3 3,6 ± 0,1 2,1 ± 0,5 7,6 ± 0,2 21,5 ± 0,1 4 3,9 ± 0,1 2,2 ± 0,5 8,6 ± 0,2 21,8 ± 0,1

Data beda suhu dan daya listrik pada tabel 4.3. digunakan untuk

membuat grafik hubungan beda suhu terhadap daya listrik.

Gambar 4.6. Grafik hubungan beda suhu dan daya listrik untuk percobaan pada

logam Tembaga (l = (512,2 ± 0,1) x 10-4 m, A = (154,3 ± 0,3) x10-6 m2).

Nilai gradien yang diperoleh dari grafik pada gambar 4.6 adalah

(2,0 ± 0,7)�C/watt. Nilai koefisien konduktivitas termal dari logam

Tembaga kemudian dihitung dengan persamaan (3.3), beserta

ketidakpastiannya adalah:


37

= �$

k = '*0,0×*�-/$ 0,�12/4×(*'�,?� *�-6)$�

k = 165,97W/�C m

k =166 W/m�C.

Perhitungan nilai ketidakpastian dari koefisien konduktivitas termal


Δkk = 89Δll :0 + 9ΔAA :0 + 9Δmm :0

Δk = 89Δll :0 + 9ΔAA :0 + 9Δmm :0 � k

ΔK = ;< �,*'*0,0>0 + < �,?*'�,?>0 + <�,E0,�>0 � 166 W/m 0C

ΔK = 22,78 W/ m0C

Nilai koefisien koduktivitas termal untuk logam Tembaga adalah:

k = ( 166± 58) W/m�C.

c. Nilai Koefisien Konduktivitas Termal

Berdasarkan perhitungan-perhitungan yang telah dilakukan,

didapatkan nilai koefisien konduktivitas termal ditampilkan pada

tabel 4.4.


38

Tabet 4.4. Nilai Koefisien Koduktivitas Termal untuk Logam Aluminium dan

Logam Tembaga

No. Jenis Logam Nilai Koefisien Konduktivitas Termal

(W/m�C)

1 Aluminium 157 ± 16

2 Tembaga 166 ± 58

3. Penentuan Nilai Kalor Jenis

a. Nilai Kalor Jenis Logam Aluminium

Gambar 4.1 merupakan grafik hubungan antara suhu pada titik

A, titik B dan suhu lingkungan terhadap waktu pada logam

Aluminium yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan

daya listrik (6,5 ± 0,2)�10-1watt yang digunakan untuk menentukan

nilai kalor jenis logam Aluminium.

Bagian kurva grafik yang diblok pada gambar 4.7

menunjukkan keadaan sebelum terjadinya kenaikan suhu yang

stabil, pada bagian tersebut digunakan untuk mencari nilai

perubahan suhu pada titik A, titik B dan waktu perubahan suhu.


39

Gambar 4.7. Grafik Hubungan Suhu pada Titik A, Titik B dan Suhu

Ligkungan terhadap Waktu pada Logam Aluminium (l = (510,1 ± 0,1) x 10-4 m,

A = (162,6 ± 0,3) x10-6 m2) yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas

dengan Daya Listrik (6,5 ±0,2) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang

belum landai.

Data nilai perubahan suhu dan waktu terjadinya perubahan suhu

yang didapatkan dari kurva grafik yang diblok pada gambar 4.7,

dimasukkan kedalam tabel hubungan perubahan suhu terhadap

kalor yang diberi daya listrik dan waktu perubahan suhu yang

terdapat pada lampiran 4. Data tersebut kemudian digunakan untuk

membuat grafik hubungan kalor terhadap perubahan suhu. Gradien

grafik ini kemudian digunakan untuk menghitung nilai kalor jenis

Aluminium menggunakan persamaan (2.1) dan (3.5)

Gambar 4.8. Grafik hubungan perubahan suhu logam Aluminium (l = (510,1 ±

0,1) x 10-4 m, A = (162,6 ± 0,3) x10-6 m2) terhadap Kalor menggunakan elemen

pemanas dengan daya listrik sebesar (6,5 ± 0,2) X 10-1 watt.

Nilai gradien yang diperoleh dari gradien grafik pada gambar 4.8

adalah

m = (17,5 ± 0,4 )Joule/�C


40


menentukan nilai kalor jenis berdasarkan persamaan (3.6). Melalui

perhitungan, didapatkan nilai kalor jenis logam Aluminium yang


(6,5 ± 0,2) � 10-1 watt adalah:

� = ��

� = 17,5220,7�10 �

c =792,93 J/kg�C

Setelah didapatkan nilai kalor jenis pada percobaan

menggunakan elemen pemanas dengan daya (6,5 ± 0,2) � 10-1 watt.

Langkah yang sama dilakukan untuk mendapatkan data kalor jenis

untuk masing-masing nilai daya listrik yang digunakan oleh elemen

pemanas. Data-data yang didapatkan, yaitu daya listrik dan kalor

jenis yang dimasukkan ke dalam tabel 4.5.

Tabel 4.5. Hubungan Kalor Jenis Aluminium terhadap Daya Listrik yang

Digunakan Elemen Pemanas.

No. Daya Listrik (Watt) Kalor jenis (J/kg�C)

1 0,65 792,93 2 0,72 792,48 3 0,76 816,04 4 0,84 817,40 5 0,89 818,76

Rata-rata 807,52 Nilai rata-rata kalor jenis pada tabel 4.5 merupakan nilai kalor

jenis dari logam Aluminium. Melalui perhitungan, didapatkan nilai

kalor jenis logam Aluminium sebesar 807,52 J/kg�C.


41

Perhitungan nilai ketidakpastian dari kalor jenis logam Aluminium


CJ = 8∑(c − cM)0n(n − 1)

CJ = 8(792,93 − 807,52)0 + (792,48 − 807,52)0 + (816,04 − 807,52)0 + (817,4 − 807,52)0 + (818,76 − 807,52)05(5 − 1)

CJ = 836,7820

CJ = 6,06

Nilai ketidakpastian kalor jenis untuk logam Aluminium adalah:

c = (807,5 ± 6,1) J/kg�C

b. Nilai Kalor Jenis Logam Tembaga


A, titik B dan suhu lingkungan terhadap waktu pada logam

Tembaga yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan

daya listrik (6,5 ± 0,2) � 10-1 watt yang digunakan untuk

menentukan nilai kalor jenis logam Tembaga.

Bagian kurva grafik yang diblok pada gambar 4.9

menunjukkan keadaan sebelum terjadinya kenaikan suhu yang

stabil, pada bagian tersebut digunakan untuk mencari nilai

perubahan suhu pada titik A, titik B dan waktu perubahan suhu.


42


Waktu pada Logam Tembaga (l = (512,2 ± 0,1) x 10-4 m, A = (154,3 ± 0,3) x10-6

m2) yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (6,5 ±

0,2) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang belum landai.

Data nilai perubahan suhu dan waktu terjadinya perubahan suhu

yang didapatkan dari kurva grafik yang diblok pada gambar 4.9,

dimasukkan kedalam tabel hubungan perubahan suhu terhadap

kalor yang diberi daya listrik dan waktu perubahan suhu yang

terdapat pada lampiran 5. Data tersebut kemudian digunakan untuk

membuat grafik hubungan kalor terhadap perubahan suhu. Kalor

disini merupakan energi panas yang didapatkan dari hasil kali daya

listrik dan waktu pemanasan. Gradien grafik ini kemudian

digunakan untuk menghitung nilai kalor jenis Tembaga

menggunakan persamaan (2.1) dan (3.5).


43

Gambar 4.10 Grafik hubungan perubahan suhu rata-rata pada titik A dan titik B

logam Tembaga (l = (512,2 ± 0,1) x 10-4 m, A = (154,3 ± 0,3) x10-6 m2) terhadap

kalor menggunakan elemen pemanas dengan daya listrik sebesar (6,5 ± 0,2) � 10-

1 watt.

Nilai gradien yang diperoleh dari gradien grafik pada gambar 4.10

adalah

m = (26,2 ± 2,2 ) Joule/�C


menentukan nilai kalor jenis berdasarkan persamaan (3.6). Melalui

perhitungan, didapatkan nilai kalor jenis logam Tembaga yang


(6,5 ± 0,2) X 10-1 watt adalah:

� = ��

� = 26,267,62�10 ?

c =386,87 J/kg�C


44

Setelah didapatkan nilai kalor jenis pada percobaan

menggunaka elemen pemanas dengan daya (6,5 ± 0,2) � 10-1 watt.

Langkah yang sama dilakukan untuk mendapatkan data kalor jenis

untuk masing-masing nilai daya listrik yang digunakan oleh elemen

pemanas. Data-data yang didapatkan, yaitu daya listrik dan kalor

jenis yang dimasukkan ke dalam tabel 4.6.

Tabel 4.6. Hubungan Kalor Jenis Tembaga terhadap Daya Listrik yang

Digunakan Elemen Pemanas.

No. Daya Listrik (Watt) Kalor jenis (J/kg�C)

1 0,65 386,87 2 0,72 388,20 3 0,76 387,90 4 0,86 386,87

Rata-rata 387,46

Nilai rata-rata kalor jenis pada tabel 4.6 merupakan nilai kalor

jenis dari logam Tembaga. Melalui perhitungan, didapatkan nilai

kalor jenis logam Tembaga sebesar 387,46 J/kg�C.

Perhitungan nilai ketidakpastian dari kalor jenis logam Tembaga


CJ = 8∑(c − cM)0n(n − 1)

CJ = 8(386,87 − 387,46)0 + (388,2 − 387,46)0 + (387,9 − 387,46)0 + (386,87 − 387,46)04(4 − 1)

CJ = 81,4416

CJ = 0,3


45

Nilai ketidakpastian kalor jenis untuk logam Tembaga adalah:

c = (387,5± 0,3) J/kg�C

c. Nilai Kalor jenis


didapatkan nilai kalor jenis ditampilkan pada tabel 4.7.

Tabet 4.7. Nilai Kalor jenis untuk Logam Alumuium dan Logam Tembaga No. Jenis Logam Nilai Kalor jenis (J/kg�C)

1 Aluminium 807,5 ± 6,1

2 Tembaga 387,5 ± 0,3

4. Penentuan Nilai Konstanta Pendinginan Newton

a. Nilai Konstanta Pendinginan Newton Logam Aluminium


A dan titik B terhadap waktu pada logam Aluminium yang dipanasi


1 watt. Grafik pada gambar 4.1 pada keadaan proses pemberian

daya listrik dihentikan setelah terjadiya konduksi yang stabil diblok

digunakan untuk mencari nilai perubahan suhu pada titik A. Hal

ini ditunjukkan oleh gambar 4.11.


46

Gambar 4.11. Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B

terhadap Waktu pada Logam Aluminium (l = (510,1 ± 0,1) x 10-4 m, A = (162,6

± 0,3) x10-6 m2) yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya

Listrik (6,5 ± 0,2) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik daerah pendinginan.

Setelah didapatkan nilai perubahan suhu pada titik A yang diblok.

Data yang didapat dimasukkan kedalam tabel hubungan perubahan

suhu pada titik A terhadap waktu pendinginan logam Aluminium

yang sebelumnya dipanasi dengan elemen pemanas yang diberi

daya listrik (6,5 ± 0,2) x10-1 watt hingga suhu tertentu, yang

terdapat pada lampiran 6.

Data waktu pendinginan dan perubahan suhu pada titik A

kemudian digunakan untuk membuat grafik penurunan suhu pada

Aluminium (l = (510,1 ± 0,1) x 10-4 m, A = (162,6 ± 0,3) x10-6 m2)

terhadap waktu pendinginan yang sebelumnya dipanasi

menggunakan elemen pemanas dengan daya (6,5 ± 0,2) x10-1 watt

hingga suhu 30,360C seperti pada gambar 4.12, sekaligus untuk

mencari nilai konstanta pendinginan. Konstanta pendinginan

didapatkan dengan memfitting waktu pendinginan dan perubahan

suhu pada titik A kedalam persamaan (2.7).


47

Gambar 4.12. Grafik Hubungan Suhu Logam Aluminium (l = (510,1 ± 0,1) x 10-

4 m, A = (162,6 ± 0,3) x10-6 m2) terhadap Waktu Pendinginan yang Sebelumnya Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya (6,5 ± 0,2) x10-1 Watt Hingga Suhu 30,360C.

Grafik yang terdapat pada gambar 4.12 diatas, konstanta

pendinginan logam Aluminium yang sebelumnya dipansi dengan

elemen pemanas yang diberi daya listrik (6,5 ± 0,2) x10-1 watt

hingga suhu 30,360C sebesar 0,08/ menit.

Data grafik hubungan perubahan suhu pada titik A terhadap

waktu pendinginan logam Aluminium, dan grafik perubahan suhu

pada titik A terhadap waktu pendinginan secara lengkap dapat

dilihat pada lampiran 6.

Setelah didapatkan nilai konstanta pendinginan pada percobaan

yang sebelumnya dipanasi dengan daya (6,5 ± 0,2) X 10-1 watt.

Langkah yang sama dilakukan untuk mendapatkan data konstanta

pendinginan untuk masing-masing nilai daya listrik yang

digunakan oleh elemen pemanas. Data-data yang didapatkan, yaitu


48

daya listrik dan konstanta pendinginan yang dimasukkan ke dalam

tabel 4.8.

Tabel 4.8. Hubungan Antara Konstanta Pendinginan dengan Daya Listrik Pada

Logam Aluminium.

No. Daya Listrik (Watt) Konstanta Pendinginan

(/ Menit)

1 0,65 0,08 2 0,72 0,12 3 0,75 0,14 4 0,84 0,12 5 0,90 0,12

Rata-rata 0,12

Nilai rata-rata pada konstanta pendinginan tabel 4.8 merupakan

nilai konstanta pendinginan dari logam Aluminium. Melalui

perhitugan, didapatkan nilai konstanta pendinginan Aluminium

sebesar 0,12/ menit.

Perhitungan nilai ketidakpastian dari konstanta pendinginan logam

Aluminium adalah sebagai berikut:

kJ = 8∑(k − kM)0n(n − 1)

kJ = 8(0,08 − 0,12)0 + (0,12 − 0,12)0 + (0,14 − 0,12)0 + (0,12 − 0,12)0 + (0,12 − 0,125(5 − 1)

kJ = 80,00220

kJ =0,0001


49

Nilai konstanta pendinginan untuk logam Aluminium adalah:

k = (120 ± 0,1)�10-3/ menit.

b. Nilai Konstanta Pendinginan Newton Logam Tembaga


A dan titik B terhadap waktu pada logam Tembaga yang dipanasi


1 watt. Grafik pada gambar 4.4 pada keadaan proses pemberian

daya listrik dihentikan setelah terjadiya konduksi yang stabil diblok

digunakan untuk mencari nilai perubahan suhu pada titik A. Hal

ini ditunjukkan oleh gambar 4.13.

Gambar 4.13. Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B

terhadap Waktu pada Logam Tembaga (l = (512,2 ± 0,1) x 10-4 m, A = (154,3 ±

0,3) x10-6 m2) yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya

Listrik (6,5 ± 0,2) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik daerah pendinginan.

Setelah didapatkan nilai perubahan suhu pada titik A yang diblok.

Data yang didapat dimasukkan kedalam tabel hubungan perubahan

suhu pada titik A terhadap waktu pendinginan logam Tembaga


50

yang sebelumnya dipanasi dengan elemen pemanas yang diberi

daya listrik (6,5 ± 0,2) x10-1 watt hingga suhu tertentu, yang

terdapat pada lampiran 7.

Data waktu pendinginan dan perubahan suhu pada titik A

kemudian digunakan untuk membuat grafik penurunan suhu pada

Tembaga (l = (512,2 ± 0,1) x 10-4 m, A = (154,3 ± 0,3) x10-6 m2)

terhadap waktu pendinginan yang sebelumnya dipanasi

menggunakan elemen pemanas dengan daya (6,5 ± 0,2) x10-1 watt

hingga suhu 30,330C seperti pada gambar 4.14, sekaligus untuk

mencari nilai konstanta pendinginan. Konstanta pendinginan

didapatkan degan memfitting waktu pendinginan dan perubahan

suhu pada titik A kedalam persamaan (2.7).

Gambar 4.14. Grafik Hubungan Suhu Logam Tembaga (l = (512,2 ± 0,1) x 10-4

m, A = (154,3 ± 0,3) x10-6 m2) terhadap Waktu Pendinginan yang Sebelumnya Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya (6,5 ± 0,2) x10-1 Watt Hingga Suhu 30,33 0C.


51

Grafik yang terdapat pada gambar 4.14 diatas nilai konstanta

pendinginan logam Tembaga yang dipanasi dengan elemen

pemanas yang diberi daya listrik (6,5 ± 0,2) x10-1 watt hingga suhu

30,33 0C sebesar 0,08 / menit.

Data grafik perubahan suhu pada titik A terhadap waktu

pendinginan logam Tembaga, dan grafik perubahan suhu pada titik

A terhadap waktu pendinginan secara lengkap dapat dilihat pada

lampiran 7.

Setelah didapatkan nilai konstanta pendinginan pada percobaan

menggunakan elemen pemanas dengan daya (6,5 ± 1,2) X 10-1

watt. Langkah yang sama dilakukan untuk mendapatkan data

konstanta pendinginan untuk masing-masing nilai daya listrik yang

digunakan oleh elemen pemanas. Data-data yang didapatkan, yaitu

daya listrik dan konstanta pendinginan yang dimasukkan ke dalam

tabel 4.9.

Tabel 4.9. Hubungan Antara Konstanta Pendinginan dengan Daya Listrik Pada

Logam Tembaga.

No. Daya Listrik (Watt) Konstanta Pendinginan

(/Menit)

1 0,65 0,08 2 0,72 0,1 3 0,76 0,1 4 0,86 0,1 5 0,92 0,12

Rata-rata 0,1


52

Nilai rata-rata pada konstanta pendinginan tabel 4.9 merupakan

nilai konstanta pendinginan dari logam Tembaga. Nilai konstanta

pendingian untuk logam Tembaga adalah:

k=(100 ± 0,1)�10-3/menit.

c. Nilai Konstanta Pendinginan


didapatkan nilai konstanta pendinginan ditampilkan pada tabel

4.10.

Tabet 4.10. Nilai Konstanta Pendinginan untuk Logam Aluminium dan Logam

Tembaga No. Jenis Logam Nilai Konstanta Pendinginan (�10-3

(/menit))


2 Tembaga 100 ± 0,1

B. Pembahasan

Perpindahan kalor terjadi ketika dua buah benda yang memiliki

perbedaan suhu, perpindahan kalor terjadi dari bagian yang bersuhu tinggi

menuju bagian yang bersuhu rendah. Perpindahan kalor dengan cara

tersebut merupakan perpindahan kalor secara konduksi. Energi panas

dalam proses konduksi dihantarkan melalui interaksi antar atom-atom

penyusun dalam bahan tersebut. Ketika atom-atom diberi panas, maka

energi kinetik atom-atom penyusun bahan semakin tinggi. Hal ini


53

mengakibatkan atom-atom tersebut bergetar dan mengimbas atom-atom di

sekitarnya [Tipler, 1998].

Ketika sebuah balok dengan konduktivitas termal k memiliki beda

suhu antara kedua sisinya, akan terjadi aliran kalor. Aliran kalor tersebut

dari sisi balok yang bersuhu tinggi T1 pada koordinat x1 menuju sisi balok

yang bersuhu rendah T2 pada koordinat x2, melalui bidang A. Besarnya

kalor yang mengalir kalor yang mengalir pada keadaan ini mengikuti

persamaan (2.3).

Kalor yang mengalir tiap satu satuan waktu melalui suatu bahan atau

sistem dipengaruhi beberapa faktor. Faktor-faktor tersebut adalah luas

bidang yang dilewati oleh kalor, dan perbedaan suhu antara dua buah titik

pada suatu bahan atau sistem. Selain itu, jenis bahan juga mempengaruhi

jumlah kalor yang mengalir tiap satu satuan waktu. Jenis bahan yang baik

dalam menghantarkan kalor disebut konduktor. Sedangkan jenis bahan

yang kurang baik dalam menghantarkan kalor disebut isolator. Baik

tidaknya suatu bahan dalam menghantarkan kalor secara konduksi

ditunjukkan oleh nilai koefisien konduktivitas termal. Semakin besar nilai

koefisien konduktivitas termal bahan, maka semakin baik bahan tersebut

menghantarkan kalor. Sebaliknya, semakin kecil nilai koefisien

konduktivitas termal suatu bahan, maka semakin buruk bahan tersebut

menghantarkan kalor.

Suatu benda yang bersuhu tinggi bila diletakkan di lingkungan yang

bersuhu rendah maka lama kelamaan suhu benda tersebut menjadi rendah


54

bahkan akan menjadi sama dengan suhu lingkungan sekitarnya. Hal ini

terjadi karena adanya proses pendinginan. Proses pendinginan suatu benda

terjadi karena adanya kesetimbangan termal antara suhu sistem dengan

suhu lingkungan.

Penelitian ini menggunakan logam sebagai bahan yang hendak

ditentukan nilai koefisien konduktivitas, kalor jenis, dan koefisien

pendinginannya. Logam yang digunakan adalah logam Aluminium dan

logam Tembaga dengan panjang 5�10-2 m. Logam tersebut berbentuk

balok. Logam tersebut dimasukan kedalam ruang isolasi dari bahan kayu

yang sudah dilubangi menyerupai bentuk logam tersebut. Ruang isolasi

tersebut dibuat dari bahan kayu karena kayu memiliki nilai konduktivitas

termal yang sangat kecil dibandingkan bahan lain [Suparno,2009]. Hal ini

dilakukan untuk meminimalisir input pegganggu yang akan mempengaruhi

suhu logam saat proses pengambilan data berlangsung. Kayu yang

digunakan untuk ruang isolasi adalah kayu jati, karena kayu jati memiliki

nilai konduktivitas termal yang sangat kecil dibandingkan jenis kayu yang

lainnya [Pratama,2017]. Kayu tersebut dibor pada dua buah tempat,

sehingga didapatkan dua buah lubang. Hal ini dilakukan sebagai tempat

memasukkan sensor suhu yang nantinya digunakan untuk memonitor suhu

pada kedua titik pada logam tersebut. Kemudian logam-logam tersebut

dipanasi menggunakan elemen pemanas. Elemen pemanas yang digunakan

terbuat dari kumparan kawat nikelin yang diselubungi oleh pipa

Aluminium. Elemen pemanas ini digunakan untuk memanaskan logam


55

logam pada salah satu ujung logam, sehingga aliran kalor mengalir dari

salah satu ujung logam ke ujung logam satunya.

Perubahan suhu pada logam dimonitor meggunakan sensor suhu

yang terhubung dengan aplikasi Logger Pro pada laptop. Perubahan suhu

yang dimonitor adalah perubahan suhu pada titik A yang dekat dengan

elemen pemanas, titik B pada ujung logam, dan suhu lingkungan.

Perubahan suhu pada kedua titik A dan titik B tersebut dimonitor hingga

keadaan yang tidak mengalami kenaikan yang signifikan. Pada keadaan

tersebut, jumlah kalor yang dialirkan pada setiap titik dalam suatu sistem

bernilai sama besar. Keadaan tersebut ditandai degan kurva grafik

perubahan suhu terhadap waktu yang cenderung landai dan tidak

mengalami kenaikan yang signifikan. Setelah termonitor hingga keadaan

stabil pemberian daya dihentikan dengan keadaan perubahan suhu masih

dimoitor oleh Logger Pro.

Eksperimen pendahuluan dilakukan untuk melihat hal-hal yang

mungkin terjadi dalam pengambilan data, sehingga input-input

pengganggu yang terjadi dapat diminimalisir. Panjang logam dibuat 5�10-2

m karena ekperimen pendahuluan yang dilakukan dengan logam 1�10-1 m

perbedaan suhu yang dihasilkan kurang baik dalam perhitungan karena

logam yang terlalu panjang yang menyebabkan semakin banyak bagian

yang terpengaruh suhu lingkungan mengingat energi panas yang diberikan

sangat kecil dan membutuhkan waktu yang lama untuk mendapatkan

kurva grafik perbedaan suhu terhadap waktu yang landai.


56

Dalam penelitian ini digunakan 3 buah sensor suhu untuk memonitor

perubahan suhu pada dua buah titik pada logam dan satu sensor untuk

memonitor suhu lingkungan. Dua buah titik tersebut kemudian diberi nama

titik A dan titik B. Suhu pada titik A dan titik B memiliki selisih nilai yang

kemudian disebut dengan beda suhu. Perbedaan suhu inilah yang nantinya

akan digunakan untuk menentukan nilai koefisien konduktivitas termal

dari logam. Perubahan suhu pada titik A dan titik B merupakan perubahan

suhu dari sistem logam. Nilai rata-rata perubahan suhu dari titik A dan

titik B inilah yang nantinya akan digunakan untuk menentukan nilai

kapasitas kalor dari logam. Pada penelitian ini juga didapatkan kurva

grafik yang turun. Kurva grafik yang turun pada titik A inilah yang

digunakan untuk menentukan nilai konstanta pendinginan dari logam.

Perubahan suhu pada logam disebabkan panas yang diberikan oleh

elemen pemanas. Elemen pemanas disusun secara seri dengan

amperemeter AC dan slide regulator. Slide regulator kemudian

dihubungkan dengan sumber tegangan PLN. Slide regulator berfungsi

untuk mengatur besarnya tegangan yang digunakan dalam rangkaian.

Amperemeter berfungsi untuk menunjukkan besarnya kuat arus yang

digunakan dalam rangkaian. Besarnya tegangan yang digunakan pada

rangkaian diukur menggunakan multimeter. Kemudian, nilai tegangan dan

kuat arus yang digunakan dicatat, serta digunakan dalam perhitungan daya

listrik yang digunakan pada percobaan tersebut. Daya listrik yang

digunakan dalam rangkaian menunjukkan besarnya energi yang diberikan


57

pada elemen tiap satu satuan waktu. Hal ini juga menyebabkan nilai beda

suhu antara titik A dan titik B berbeda untuk masing-masing nilai daya

listrik. Pengambilan data dilakukan pada suhu ruangan sekitar 27oC.

Data beda suhu yang didapatkan merupakan data beda suhu ketika

keadaan konduksi telah stabil. Hal ini dikarenakan aliran kalor di setiap

titik pada suatu bahan telah stabil dan konstan tiap satuan waktu. Sehingga

selisih suhu antara titik A dan titik B konstan dari waktu ke waktu. Hal ini

dapat dilihat dari bentuk kurva grafik beda suhu terhadap waktu yang

cenderung landai.

Data rata-rata perubahan suhu yang digunakan untuk menentukan

nilai kalor jenis adalah dari wilayah kurva grafik yang megalami kenaikan

suhu secara linear. Hal ini dikarenakan ketika terjadi kenaikan suhu secara

linear mudah untuk melihat kenaikan suhu sebesar 1�C. Kurva grafik yang

sudah landai sulit digunakan untuk melihat perpindahan energi panas

yang mengalir, jadi kalor jenis akan cenderung lebih sulit untuk dihitung.

Hal ini dapat dilihat dari bentuk kurva grafik perubahan suhu terhadap

waktu yang belum landai.

Data suhu pada titik A setelah proses pemberian daya dihentikan

yang didapatkan merupakan proses pendinginan. Hal ini dikarenakan

aliran kalor dititik A dihentikan dan titik A mendapatkan pengaruh suhu

lingkungan yang menyebabkan kesetimbangan termal dimana suhu logam

menyetimbangkan dengan suhu lingkungan yang menyebabkan terjadinya

proses pendinginan. Hal ini dapat dilihat dari kurva grafik perubahan suhu


58

terhadap waktu yangturun. Data perubahan suhu pada titik A pada fase ini

yang digunakan untuk menetukan konstanta pendinginanan.

Nilai koefisien konduktivitas termal ditentukan dengan terlebih

dahulu membuat grafik hubungan antara beda suhu terhadap daya listrik.

Dari grafik beda suhu terhadap daya listrik akan didapatkan nilai gradien.

Nilai gradien inilah yang kemudian digunakan dalam perhitungan nilai

koefisien konduktivitas termal. Grafik hubungan beda suhu terhadap daya

listrik yang dibuat memiliki bentuk yang linear. Hal ini sesuai dengan

persamaan (2.9) yang menyatakan bahwa nilai daya berbanding lurus

dengan nilai beda suhu.

Dalam perhitungan nilai koefisien konduktivitas termal, didapatkan

nilai yang berbeda untuk masing-masing logam. Logam Aluminium

memiliki nilai koefisien konduktivitas termal sebesar (157 ± 16) W/moC.

Logam Tembaga memiliki nilai koefisien konduktivitas termal sebesar

(166 ± 58) W/moC. Penelitian lain yang telah menentukan nilai k dari

logam Logam Tembaga adalah penelitian yang dilakukan oleh Fox, Jhon

dkk. Nilai k yang didapatkan pada penelitian tersebut adalah (393 ± 0.11

W/m�C. Nilai konstanta konduktivitas termal logam Aluminium 205

W/m�C [Holma,1995;Suparno,2009].

Nilai k yang didapatkan dalam penelitian ini hasil penelitian masih

memiliki sedikit perbedaan dengan penelitian yang sudah pernah

dilakukan sebelumnya. Meskipun memiliki sedikit perbedaan, penelitian

ini sudah memenui syarat dimana nilai k logam Tembaga lebih besar dari


59

pada logam Aluminium. Adanya sedikit perbedaan hasil penelitian dengan

penelitian yang sudah pernah dilakukan orang lain karena penelitian ini

konduksi yang didapatkan belum sepenuhnya dari total energi yang

diberikan oleh sumber pemanas. Proses konduksi yang diukur pada zat

perantaranya saja bukan pada penampung energi koduksi, karena pada

penelitian ini juga digunakan untuk menentukan kalor jenis dan konstanta

pendinginan. Peneliti memberikan penampung energi peneliti tidak dapat

kalor jenis dan konstanta pendinginan oleh sebab itu peneliti menghitung

nilai k dari data kurva grafik yang landai dan mengasumsikan di daerah

kurva grafik yang landai menunjukkan besar energi panas yang

dihantarkan sama dengan energi yang diberikan oleh elemen pemanas.

Sedikit perbedaan dari penelitian karena terkendalanya dalam membuat

elemen pemanas. Eleme pemanas yang dibuat tidak bisa diberi tegangan

yang besar, karena tidak ada matrial kawat pemuat elemen yang tidak

putus saat dialiri tegangan yang besar sehingga kalor yang diberikan

sangatlah kecil. Dapat disimpulkan bahwa logam Tembaga merupakan

konduktor yang lebih baik dibandingkan dengan logam Aluminium.

Nila kalor jenis ditentukan terlebih dahulu membuat grafik hubungan

perubahan suhu rata-rata dari suhu titik A dan titik B logam terhadap

kalor. Nilai gradien grafik hubungan perubahan suhu rata-rata dari suhu

titik A dan titik B logam terhadap kalor, inilah yang kemudian digunakan

dalam perhitungan nilai kalor jenis. Grafik hubungan perubahan suhu rata-

rata dari suhu titik A dan titik B logam terhadap kalor yang dibuat


60

memiliki bentuk yang linear Hal ini sesuai dengan persamaan (2.1) yang

menyatakan bahwa nilai kalor berbanding lurus dengan nilai perubahan

suhu.

Dalam perhitungan nilai kalor jenis, didapatkan nilai yang berbeda

untuk masing-masing logam. Logam Aluminium memiliki nilai kalor jenis

sebesar (807,5 ± 6,1) J/kg�C Logam Tembaga memiliki nilai kalor jenis

sebesar (387,5 ± 0,3) J/kg�C. Nilai kalor jenis logam Aluminium dan

logam Tembaga yang pernah diteliti berturut-turut sebagai berikut 910

J/kg�C dan 390 J/kg�C [Holma,1995;Suparno,2009].

Nilai c yang didapatkan dalam penelitian ini memiliki nilai yang

relatif dekat dengan nilai-nilai c yang terdapat pada referensi, logam

Tembaga memiliki nilai c lebih kecil dibandingkan nilai c logam

Aluminium. Dalam penelitian ini, nilai c logam Tembaga lebih kecil

dibandingkan logam Aluminium.

Nilai konstanta pendinginan ditentukan dengan terlebih dahulu

membuat grafik hubungan suhu logam terhadap waktu pendinginan.

Grafik tersebut difit kedalam persamaan (2.7). Waktu pengambilan data

dilakukan setiap setengah menit sehingga satuan dari nilai konstanta

pendinginan seper setengah menit. Dalam perhitungan nilai konstanta

pendinginan melaluai fiting data pada grafik hubungan perubahan suhu

pada titik A terhadap energi panas dengan persamaan (2.7), didapatkan

nilai yang berbeda untuk masing-masing logam. Logam Aluminium


61

sebesar (120 ± 0,1)�10-3/menit dan logam Tembaga sebesar (100 ±

0,1)�10-3/ menit.

Adanya perbedaan hasil yang didapatkan peneliti dengan penelitian

orang lain dan referensi yang ada, hal ini terjadi karena jenis logam yang

dipakai peneliti bukanlah logam Aluminium dan logam Tembaga yang

memiliki kadar 100�. Elemen yang digunakan tidak mampu dialiri

tegangan yang besar sehingga kalor yang diberikan sangat kecil. Selain itu

pula dalam penelitian untuk meminimalisir input pengganggu masih sangat

kurang karena, penelitian ini dilakukan di lab yang tidak memiliki ruang

hampa udara sehingga penelitian ini secara tidak langsung banyak

terpegaruh oleh input pengganggu (suhu lingkungan) bahkan proses

meminimalisir menambah sedikit masalah perhitungan kalor jenis.

Dari hasil yang didapatkan, peneliti menyarankan logam Tembaga

sebagai bahan pembuatan perabot rumah tangga khususnya perabot dapur.

Hal ini dikarenakan logam Tembaga merupakan koduktor yang lebih baik

dibanding logam Aluminium.

Pengambilan data pada penelitian ini mengandalkan sensor suhu

serta software Logger Pro. Sensor suhu digunakan untuk menggantikan

fungsi termometer raksa untuk memonitor suhu. Hal ini dilakukan untuk

menghindari kendala seperti nilai yang didapatkan dari hasil pembacaan

pada termometer raksa berada di antara garis-garis skala termometer raksa,

kalibrasi antar 2 buah termometer raksa yang digunakan dalam waktu

bersamaan. Selain itu dibutuhkan waktu kurang lebih 1,5 jam hingga 2 jam


62

untuk mencapai keadaan konduksi yang stabil. Penggunaan sensor suhu

dan software Logger Pro dalam penelitian dapat mengatasi masalah yang

timbul dalam hal pencatatan data dengan waktu selama itu. Selain

mengatasi hal tersebut, Logger Pro juga menyediakan berbagai fitur yang

memudahkan dalam pengolahan data.

Metode yang digunakan dalam penelitian ini dapat dijadikan salah

satu referensi dalam melakukan praktikum di sekolah ataupun universitas.

Selain digunakan dalam praktikum, penelitian ini juga dapat digunakan

dalam memahami konsep perpindahan panas. Alat dan bahan yang relatif

murah dan mudah didapatkan, serta cukup aman membuat metode dalam

penelitian ini cocok diterapkan pada praktikum.


63

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Bahan yang diteliti dipanasi menggunakan elemen pemanas yang

diberikan daya listrik dengan nilai tertentu. Suhu pada dua buah titik

pada bahan dimonitor, kemudian dilakuakan pengolahan data-data yang

telah didapatkan. Nilai koefisien konduktivitas termal bahan dapat

ditentukan menggunakan analisa gradien grafik hubungan beda suhu

terhadap daya listrik. Nilai kalor jenis bahan dapat ditentukan

menggunakan analisa gradien grafik hubungan perubahan suhu rata-rata

titik A dan titik B terhadap kalor. Nilai konstanta pendinginan dapat

ditentukan dengan mefiting persaman pendinginan kedalam software

Logger Pro.

2. Nilai koefisien konduktivitas termal untuk masing-masing logam

sebagai berikut:

Tabel 5.1. Nilai Koefisien Konduktivitas Termal untuk Masing-masing Jenis Logam.

No Jenis Logam Nilai Koefisien Konduktivitas Termal

(W/0C.m)


2 Tembaga 166 ± 58


64

3. Nilai kalor jenis untuk masing-masing logam adalah Sebagai berikut:

Tabel 5.2. Nilai Kalor Jenis untuk Masing-masing Jenis Logam.

No Jenis Logam Nilai Kalor Jenis (J/kg�C)

1 Aluminium 807,5 ± 6,1

2 Tembaga 387,5 ± 0,3

4. Nilai konstanta pendinginan untuk masing-masing logam sebagai

berikut:

Tabel 5.3. Nilai Konstanta Pendinginan untuk Masing-masing Jenis Logam.

No Jenis Logam Nilai Konstanta Pendinginan Newton

�10-3(/menit)

1 Aluminium 120 ± 0,1

2 Tembaga 100 ± 0,1

B. Saran

Berdasarkan penelitian ini, penulis menyarankan kepada pembaca

yang ingin melakukan penelitian selanjutnya untuk:

1. Metode serupa dapat dilakukan untuk menentukan nilai koefisien

konduktivitas, kalor jenis, dan konstanta pendinginan Newton dari

beberapa bahan konduktor atau isolator selain logam Tembaga dan

logam Aluminium.

2. Penggunaan metode penelitian ini dapat dilakukan dalam praktikum di

tingkat SMA, mengingat alat dan bahan yang digunakan relatif murah.


65

3. Dalam meminimalisir suatu input pengganggu jangan sampai

menambah masalah.

4. Carilah bahan yang baik digunakan untuk membuat elemen pemanas

yang bisa dialiri dengan tegangan besar.


66

DAFTAR PUSTAKA

Benson, Harris. 1995. University Physics Revised Edition. Kanada: Jhon Wiley &

Sonc, Inc.

Djojodihardjo, Harijono. 1994. Dasar-Dasar Termodinamika Teknik. Jakarta:

Gramedia Pustaka Utama.

Fox, Jhon N. & Richard H.McMaster.1975.”Measurement of thethermal

properties of a metal usinga relaxation method”. American Assoctian of

Physics Teachers. Vol. 43.No.12.

Giancoli, Douglas C.. 2001. Fisika. Jilid 1. Edisi kelima. Diterjemahkan oleh:

Yuhilza Hanum. Jakarta: Erlangga.

Halliday, D. Dkk.1987. Fisika Edisi Ketiga Jilid I. Jakrta: Erlangga

Kern, Donald Q.. 1965. Process Heat Transfer. Tokyo: Tosho Printing.

Kreith, Frank. Dkk. 1986. Prinsip-prinsip Perpindahan Panas Edisi Ketiga.

Jakarta:Erlangga

Holman,J.P. 1995. Perpindahan Kalor. Jakarta: Erlangga.

Pratama, Antonius Dian. 2017. Penentuan Nilai Koefisien Konduktivitas Termal

Pada Beberapa Jenis Kayu Menggunakan Sensor Suhu Dan Logger Pro.

Skripsi. F.K.I.P. Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Santosa, Edi. 2014. Modul Eksperimen Berbasia Komputer. Yogyakarta: USD.

Schroeder, D. V. 2000. An Introduction to Thermal Physics.United States:

Addison Wesley Longman.

Suparno, Paul. 2009. Pengantar Termofisika. Yogyakarta: USD.


67

Suryani dan Santoso. 2014. Pengukuran Konstanta Pendinginan Newton.

Proseding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains IX. Salatiga:

UKSW.

Tipler, Paul A.. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jilid 1. Edisi ketiga.

Diterjemahkan oleh : Lea Prasetyo dan Rahmad W. Adi. Jakarta: Erlangga.

Vernier. 2017. Why does Logger Pro show only “correlation” when liner is

selescte, but shows “RMSE” for all other fits?. [Online}. Tersedia:

http://www.vernier.com/til/1845/[06/07/2017]

http://www.vernier.com/products/sensors/temperature-sensors/tmp-bta/ [diakses

pada 06/07/2017]

Young, H. D. dkk. 2002. Fisika Uiversitas Edisi Kesepuluh Jilid 1. Jakarta:

Erlangga.


68

LAMPIRAN 1

A. Data Luas Penampang Logam

Tabel 1. Data Pengukuran Lebar dan Panjang Logam Aluminium

No Lebar (m) Panjang (m)

1 0,01276 0,01284

2 0,0127 0,01276

3 0,0127 0,01276

4 0,01276 0,0128

5 0,0127 0,01284

6 0,0127 0,0128

7 0,01276 0,01276

8 0,01276 0,0127

9 0,01276 0,0128

10 0,0127 0,0127


69

Tabel 2. Data Pengukuran Lebar dan Panjang Logam Tembaga

No Lebar (m) Panjang (m)

1 0,01008 0,01542

2 0,01006 0,01542

3 0,01008 0,0152

4 0,01008 0,01542

5 0,01008 0,0152

6 0,01008 0,0152

7 0,01008 0,0153

8 0,01006 0,0153

9 0,01008 0,0153

10 0,01006 0,0154

Perhitungan Luas Penampang Logam Aluminium dan Logam Tembaga.

Contoh perhitungan luas penampang logam Alumiium dari data tabel 1

data no 1

A = P � L

A = (1,284�1,276)�10-2

A =1,638�10-2 m2

Cara yang sama digunakan untuk perhitungan luas penampang logam

Tembaga.


70

Tabel 3. Data Pengukuran Berulang Luas Penampang untuk Masing-

masing Logam

No. A Aluminium (x10-4 m2) A Tembaga (x10-4 m2)

1 1,638 1,554

2 1,621 1,551

3 1,621 1,532

4 1,633 1,554

5 1,631 1,532

6 1,626 1,532

7 1,628 1,542

8 1,621 1,539

9 1,633 1,542

10 1,613 1,549

1,626 1,543

1. Luas Penampang untuk Masing-masing Logam

Tabel 4. Luas Penampang untuk Masing-masing Jenis Logam

No. Jenis Jogam A (x10-6m2)

1 Aluminium 162,6 ± 0,3

2 Tembaga 154,3 ± 0,3


71

B. Data Panjang Logam

Tabel 5. Data Pengukuran Berulang Panjang untuk Masing-masing Logam

No. l Aluminium (x10-2 m) l Tembaga (x10-2 m)

1 5,106 5,114

2 5,118 5,136

3 5,096 5,116

4 5,114 5,12

5 5,086 5,164

6 5,134 5,104

7 5,096 5,096

8 5,096 5,128

9 5,076 5,14

10 5,096 5,11

R 5,101 5,122

1. Nilai Panjang untuk Masing-masing Logam

Tabel 4. Panjang untuk Masing-masing Jenis Logam

No. Jenis Jogam l (x10-4m)

1 Aluminium 510,1 ± 0,1

2 Tembaga 512,2 ± 0,1


72

C. Data Massa Logam

Tabel 5. Data Pengukuran Berulang Massa untuk Masing-masing Logam

No. m Aluminium (�10-3 kg) m Tembaga (�10-3 kg)

1 22,05 67,56

2 22,08 67,49

3 22,06 67,55

4 22,02 67,59

5 22,04 67,59

6 22,05 67,48

7 22,07 67,72

8 22,10 67,77

9 22,11 67,74

10 22,13 67,78

�S 22,07 67,62

1. Luas Penampang untuk Masing-masing Logam

Tabel 2. Luas Penampang untuk Masing-masing Jenis Logam

No. Jenis Jogam m (�10-3 kg)

1 Aluminium 22,07 ± 0,01

2 Tembaga 67,62 ± 0,04


73

LAMPIRAN 2

Grafik dan Data Tabel Penentuan Nilai Koefisien Konduktivitas Termal

Logam Alumuium.

1. Grafik Hubungan Suhu pada Titik A, Titik B dan Suhu Ligkungan terhadap

Waktu pada Logam Aluminium yang Dipanasi Menggunakan Elemen

Pemanas dengan Daya Listrik (6,5 ± 0,2) x10-1 watt.

2. Grafik Hubungan Beda Suhu pada Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada

Logam Aluminium yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan

Daya Listrik (6,5 ± 0,2) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang

Cenderung landai.


74

3. Tabel Beda Suhu pada Kurva Grafik Hubungan Beda Suhu Terhadap Waktu

pada Logam Aluminium yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas

dengan Daya Listrik (6,5 ± 0,2) x10-1 watt yang Cenderung Landai.

No. dT (�C) No. dT (�C) No. dT (�C)

1 1,38 10 1,40 19 1,38

2 1,35 11 1,33 20 1,33

3 1,31 12 1,31 21 1,40

4 1,38 13 1,33 22 1,31

5 1,40 14 1,40 23 1,40

6 1,33 15 1,38 24 1,33

7 1,38 16 1,24 25 1,42

8 1,33 17 1,40

9 1,28 18 1,40

Nilai beda suhu rata-rata dari data-data pada tabel pada nomor 3 beserta

ketidakpastianya adalah (13,56 ± 0,09)�10-1�C.





75

5. Grafik Hubungan Beda Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada



Cenderung landai.


76





1 1,45 6 1,48 11 1,50

2 1,47 7 1,45 12 1,55

3 1,45 8 1,55 13 1,50

4 1,55 9 1,50 14 1,55

5 1,48 10 1,55 15 1,50


ketidakpastianya adalah (14,94 ± 0,10) �10-1�C.





77

8. Grafik Hubungan Beda Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada



Cenderung landai.





1 1,57 6 1,62 11 1,66

2 1,62 7 1,52 12 1,64

3 1,48 8 1,62 13 1,59

4 1,55 9 1,52 14 1,69

5 1,55 10 1,62




78

LAMPIRAN 3

Grafik dan Data Tabel Penentuan Nilai Koefisien Konduktivitas Termal

Logam Tembaga.

1. Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada

Logam Tembaga yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan

Daya Listrik (6,5 ± 0,2) x10-1 watt.




Cenderung landai.


79


pada Logam Tembaga yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan

Daya Listrik (6,5 ± 0,2 ) �10-1 watt yang Cenderung Landai.


1 1,75 16 1,75 31 1,75

2 1,73 17 1,70 32 1,80

3 1,73 18 1,75 33 1,77

4 1,75 19 1,73 34 1,70

5 1,80 20 1,68 35 1,70

6 1,73 21 1,68 36 1,80

7 1,75 22 1,77 37 1,77

8 1,75 23 1,73 38 1,75

9 1,77 24 1,80 39 1,78

10 1,75 25 1,77 40 1,75

11 1,70 26 1,77 41 1,66

12 1,77 27 1,73 42 1,73

13 1,77 28 1,70 43 1,75


80

14 1,75 29 1,80

15 1,68 30 1,77


ketidakpastianya adalah (17,45 ± 0,05) �10-1 �C.






Daya Listrik (7,2 ± 0,2) �10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang

Cenderung landai.


81



Daya Listrik (7,2 ± 0,2) x10-1 watt yang Cenderung Landai.


1 1,96 12 1,94 23 1,94

2 1,89 13 1,99 24 1,96

3 1,99 14 1,99 25 1,92

4 1,99 15 1,96 26 1,99

5 1,99 16 1,96 27 1,96

6 1,99 17 1,94 28 1,94

7 1,94 18 1,96 29 2,01

8 1,99 19 2,01 30 1,94

9 2,01 20 1,94 31 1,99


82

10 1,96 21 1,92

11 1,94 22 1,96


ketidakpastianya adalah (19,60 ± 0,05) �10-1 �C.







Cenderung landai.


83



Daya Listrik (7,6 ± 0,2 ) x10-1 watt yang Cenderung Landai.


1 2,11 8 2,20 15 2,18

2 2,13 9 2,18 16 2,15

3 2,15 10 2,13 17 2,13

4 2,15 11 2,15 18 2,18

5 2,08 12 2,18 19 2,15

6 2,18 13 2,11 20 2,15

7 2,15 14 2,18 21 2,15




84







Cenderung landai.



Daya Listrik (8,6 ± 0,2 ) x10-1 watt yang Cenderung Landai.


85


1 2,24 17 2,22 33 2,20

2 2,17 18 2,15 34 2,17

3 2,17 19 2,27 35 2,29

4 2,05 20 2,17 36 2,24

5 2,05 21 2,22 37 2,17

6 2,17 22 2,31 38 2,17

7 2,10 23 2,17 39 2,20

8 2,15 24 2,08 40 2,10

9 2,24 25 2,20 41 2,10

10 2,17 26 2,20 42 2,10

11 2,12 27 2,10 43 2,13

12 2,22 28 2,20 44 2,20

13 2,22 29 2,17 45 2,22

14 2,20 30 2,22 46 2,20

15 2,27 31 2,10 47 2,13

16 2,22 32 2,27 48 2,29




86

LAMPIRAN 4

Grafik dan Data Tabel Penentuan Nilai Kalor Jenis Logam Aluminium.

1. Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu


dengan Daya Listrik (6,5 ± 0,2) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik

yang belum ladai.

2. Tabel Perubahan Suhu terhadap Kalor yang Digunakan Elemen Pemanas

yang Diberi Daya Listrik (6,5 ± 0,2) x10-1 watt dan Waktu Tertentu pada

Logam Aluminium.

No P (Watt) t (Menit) Q (Joule) ΔT(°C)

1 0,646 16 10,336 0,05

2 0,646 16,5 10,659 0,05

3 0,646 17 10,982 0,12

4 0,646 17,5 11,305 0,08


87

5 0,646 18 11,628 0,10

6 0,646 18,5 11,951 0,17

7 0,646 19 12,274 0,17

8 0,646 19,5 12,597 0,17

9 0,646 20 12,92 0,20

10 0,646 20,5 13,243 0,21

11 0,646 21 13,566 0,27

12 0,646 21,5 13,889 0,27

13 0,646 22 14,212 0,32

14 0,646 22,5 14,535 0,28

15 0,646 23 14,858 0,34

16 0,646 23,5 15,181 0,36

17 0,646 24 15,504 0,40

18 0,646 24,5 15,827 0,40

19 0,646 25 16,15 0,41

20 0,646 25,5 16,473 0,42

21 0,646 26 16,796 0,43

22 0,646 26,5 17,119 0,50

23 0,646 27 17,442 0,49

24 0,646 27,5 17,765 0,50


88

25 0,646 28 18,088 0,56

26 0,646 28,5 18,411 0,53

27 0,646 29 18,734 0,58

28 0,646 29,5 19,057 0,62

29 0,646 30 19,38 0,65

30 0,646 30,5 19,703 0,60

31 0,646 31 20,026 0,60

32 0,646 31,5 20,349 0,63

33 0,646 32 20,672 0,63

34 0,646 32,5 20,995 0,64

35 0,646 33 21,318 0,72

36 0,646 33,5 21,641 0,68

37 0,646 34 21,964 0,67

38 0,646 34,5 22,287 0,72

39 0,646 35 22,61 0,77

40 0,646 35,5 22,933 0,72

41 0,646 36 23,256 0,77

42 0,646 36,5 23,579 0,81

43 0,646 37 23,902 0,82

44 0,646 37,5 24,225 0,84


89

3. Grafik hubungan perubahan suhu rata-rata pada titik A dan titik B logam


terhadap Kalor menggunakan elemen pemanas dengan daya listrik sebesar

(6,5 ± 0,2) X 10-1 watt.




yang belum ladai.


90



Logam Aluminium.


1 0,72 13 9,36 0,03

2 0,72 13,5 9,72 0,04

3 0,72 14 10,08 0,09

4 0,72 14,5 10,44 0,16

5 0,72 15 10,8 0,17

6 0,72 15,5 11,16 0,22

7 0,72 16 11,52 0,27

8 0,72 16,5 11,88 0,25

9 0,72 17 12,24 0,22

10 0,72 17,5 12,6 0,30

11 0,72 18 12,96 0,28

12 0,72 18,5 13,32 0,28

13 0,72 19 13,68 0,37

14 0,72 19,5 14,04 0,31

15 0,72 20 14,4 0,38

16 0,72 20,5 14,76 0,37


91

17 0,72 21 15,12 0,40

18 0,72 21,5 15,48 0,44

19 0,72 22 15,84 0,41

20 0,72 22,5 16,2 0,48

21 0,72 23 16,56 0,45

22 0,72 23,5 16,92 0,50

23 0,72 24 17,28 0,49

24 0,72 24,5 17,64 0,48




(7,2 ± 0,2) x10-1 watt.


92




yang belum ladai.



Logam Aluminium.


1 0,756 14,5 10,962 0,01

2 0,756 15 11,34 0,07

3 0,756 15,5 11,718 0,08

4 0,756 16 12,096 0,17

5 0,756 16,5 12,474 0,14

6 0,756 17 12,852 0,15


93

7 0,756 17,5 13,23 0,18

8 0,756 18 13,608 0,20

9 0,756 18,5 13,986 0,29

10 0,756 19 14,364 0,28

11 0,756 19,5 14,742 0,27

12 0,756 20 15,12 0,38

13 0,756 20,5 15,498 0,34

14 0,756 21 15,876 0,34

15 0,756 21,5 16,254 0,41

16 0,756 22 16,632 0,48

17 0,756 22,5 17,01 0,47

18 0,756 23 17,388 0,43

19 0,756 23,5 17,766 0,47

20 0,756 24 18,144 0,54

21 0,756 24,5 18,522 0,54

22 0,756 25 18,9 0,49

23 0,756 25,5 19,278 0,52

24 0,756 26 19,656 0,61

25 0,756 26,5 20,034 0,60

26 0,756 27 20,412 0,56


94

27 0,756 27,5 20,79 0,56

28 0,756 28 21,168 0,62

29 0,756 28,5 21,546 0,61

30 0,756 29 21,924 0,68

31 0,756 29,5 22,302 0,67

32 0,756 30 22,68 0,67

33 0,756 30,5 23,058 0,70

34 0,756 31 23,436 0,69




(7,6 ± 0,2) x10-1 watt.




95


yang belum ladai.



Logam Aluminium.


1 0,836 16 13,376 0,00

2 0,836 16,5 13,794 0,09

3 0,836 17 14,212 0,13

4 0,836 17,5 14,63 0,15

5 0,836 18 15,048 0,16

6 0,836 18,5 15,466 0,17

7 0,836 19 15,884 0,22


96

8 0,836 19,5 16,302 0,21

9 0,836 20 16,72 0,25

10 0,836 20,5 17,138 0,24

11 0,836 21 17,556 0,31

12 0,836 21,5 17,974 0,28

13 0,836 22 18,392 0,37

14 0,836 22,5 18,81 0,36

15 0,836 23 19,228 0,37

16 0,836 23,5 19,646 0,47

17 0,836 24 20,064 0,44

18 0,836 24,5 20,482 0,47

19 0,836 25 20,9 0,43

20 0,836 25,5 21,318 0,44

21 0,836 26 21,736 0,51

22 0,836 26,5 22,154 0,56

23 0,836 27 22,572 0,50




(8,4 ± 0,2) x10-1 watt.


97




yang belum ladai.



Logam Aluminium.


98


1 0,897 13 11,661 0,07

2 0,897 13,5 12,110 0,10

3 0,897 14 12,558 0,13

4 0,897 14,5 13,007 0,19

5 0,897 15 13,455 0,20

6 0,897 15,5 13,904 0,26

7 0,897 16 14,352 0,30

8 0,897 16,5 14,801 0,30

9 0,897 17 15,249 0,33

10 0,897 17,5 15,698 0,37

11 0,897 18 16,146 0,44

12 0,897 18,5 16,595 0,47

13 0,897 19 17,043 0,48

14 0,897 19,5 17,492 0,47

15 0,897 20 17,940 0,50

16 0,897 20,5 18,389 0,56

17 0,897 21 18,837 0,56

18 0,897 21,5 19,286 0,59

19 0,897 22 19,734 0,65


99

20 0,897 22,5 20,183 0,67

21 0,897 23 20,631 0,68

22 0,897 23,5 21,080 0,71

23 0,897 24 21,528 0,74

24 0,897 24,5 21,977 0,79

25 0,897 25 22,425 0,78

26 0,897 25,5 22,874 0,83

27 0,897 26 23,322 0,83

28 0,897 26,5 23,771 0,84

29 0,897 27 24,219 0,88

30 0,897 27,5 24,668 0,88

31 0,897 28 25,116 0,89

32 0,897 28,5 25,565 0,91

33 0,897 29 26,013 0,93

34 0,897 29,5 26,462 0,95

35 0,897 30 26,910 0,96

36 0,897 30,5 27,359 0,96

37 0,897 31 27,807 1,01

38 0,897 31,5 28,256 0,98

39 0,897 32 28,704 1,02


100

40 0,897 32,5 29,153 1,05

41 0,897 33 29,601 1,05

42 0,897 33,5 30,050 1,09




(8,9 ± 0,2) x10-1 watt.


101

LAMPIRAN 5

Grafik dan Data Tabel Penentuan Nilai Kalor Jenis Logam Tembaga.


pada Logam Tembaga yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas


yang belum ladai.



Logam Tembaga.


1 0,646 14 9,044 0,03

2 0,646 14,5 9,367 0,12

3 0,646 15 9,69 0,12

4 0,646 15,5 10,013 0,16


102

5 0,646 16 10,336 0,13

6 0,646 16,5 10,659 0,17

7 0,646 17 10,982 0,18

8 0,646 17,5 11,305 0,20

9 0,646 18 11,628 0,20

10 0,646 18,5 11,951 0,19

11 0,646 19 12,274 0,24

12 0,646 19,5 12,597 0,23

13 0,646 20 12,92 0,23

14 0,646 20,5 13,243 0,26

15 0,646 21 13,566 0,24

16 0,646 21,5 13,889 0,27

17 0,646 22 14,212 0,26

18 0,646 22,5 14,535 0,27

19 0,646 23 14,858 0,26

20 0,646 23,5 15,181 0,32


Tembaga (l = (51,22 ± 0,01) x 10-3 m, A = (15,43 ± 0,03) x10-5 m2)


(6,5 ± 0,2) X 10-1 watt.


103




yang belum ladai.



Logam Tembaga.


104


1 0,72 16 11,52 0,03

2 0,72 16,5 11,88 0,07

3 0,72 17 12,24 0,04

4 0,72 17,5 12,6 0,08

5 0,72 18 12,96 0,09

6 0,72 18,5 13,32 0,12

7 0,72 19 13,68 0,16

8 0,72 19,5 14,04 0,14

9 0,72 20 14,4 0,16

10 0,72 20,5 14,76 0,17

11 0,72 21 15,12 0,19

12 0,72 21,5 15,48 0,18

13 0,72 22 15,84 0,23

14 0,72 22,5 16,2 0,22

15 0,72 23 16,56 0,26

16 0,72 23,5 16,92 0,28

17 0,72 24 17,28 0,30

18 0,72 24,5 17,64 0,26

19 0,72 25 18 0,32


105

20 0,72 25,5 18,36 0,32

21 0,72 26 18,72 0,30

22 0,72 26,5 19,08 0,33

23 0,72 27 19,44 0,30

24 0,72 27,5 19,8 0,35

25 0,72 28 20,16 0,33

26 0,72 28,5 20,52 0,36


Tembaga (l = (51,22 ± 0,01) x 10-3 m, A = (15,43 ± 0,03) x10-5 m2)


(7,2 ± 0,2) x10-1 watt.




106

dengan Daya Listrik (7,6 ± 0,2 ) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik

yang belum ladai.


yang Diberi Daya Listrik (7,6 ± 0,2 ) x10-1 watt dan Waktu Tertentu pada

Logam Tembaga.


1 0,756 24,5 18,522 1,01

2 0,756 25 18,9 1,05

3 0,756 25,5 19,278 1,08

4 0,756 26 19,656 1,09

5 0,756 26,5 20,034 1,10

6 0,756 27 20,412 1,09

7 0,756 27,5 20,79 1,09

8 0,756 28 21,168 1,12


107

9 0,756 28,5 21,546 1,14

10 0,756 29 21,924 1,17

11 0,756 29,5 22,302 1,19

12 0,756 30 22,68 1,16

13 0,756 30,5 23,058 1,19

14 0,756 31 23,436 1,23

15 0,756 31,5 23,814 1,22

16 0,756 32 24,192 1,26

17 0,756 32,5 24,57 1,28

18 0,756 33 24,948 1,26

19 0,756 33,5 25,326 1,28

20 0,756 34 25,704 1,27


Tembaga (l = (51,22 ± 0,01) x 10-3 m, A = (15,43 ± 0,03) x10-5 m2)


(7,6 ± 0,2) x10-1 watt.


108



dengan Daya Listrik (8,6 ± 0,2 ) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik

yang belum ladai.



Logam Tembaga.


109


1 0,858 30,5 26,169 0,06

2 0,858 31 26,598 0,10

3 0,858 31,5 27,027 0,09

4 0,858 32 27,456 0,07

5 0,858 32,5 27,885 0,17

6 0,858 33 28,314 0,16

7 0,858 33,5 28,743 0,16

8 0,858 34 29,172 0,21

9 0,858 34,5 29,601 0,20

10 0,858 35 30,03 0,25

11 0,858 35,5 30,459 0,26

12 0,858 36 30,888 0,28

13 0,858 36,5 31,317 0,24

14 0,858 37 31,746 0,30

15 0,858 37,5 32,175 0,31

16 0,858 38 32,604 0,34

17 0,858 38,5 33,033 0,37

18 0,858 39 33,462 0,37

19 0,858 39,5 33,891 0,45


110

20 0,858 40 34,32 0,42

21 0,858 40,5 34,749 0,42

22 0,858 41 35,178 0,46

23 0,858 41,5 35,607 0,48

24 0,858 42 36,036 0,49

25 0,858 42,5 36,465 0,53

26 0,858 43 36,894 0,52

27 0,858 43,5 37,323 0,58

28 0,858 44 37,752 0,53

29 0,858 44,5 38,181 0,52

30 0,858 45 38,61 0,59

31 0,858 45,5 39,039 0,58

32 0,858 46 39,468 0,63

33 0,858 46,5 39,897 0,66

34 0,858 47 40,326 0,63

35 0,858 47,5 40,755 0,67

36 0,858 48 41,184 0,69

37 0,858 48,5 41,613 0,65

38 0,858 49 42,042 0,67

39 0,858 49,5 42,471 0,73


111

40 0,858 50 42,9 0,76

41 0,858 50,5 43,329 0,76

42 0,858 51 43,758 0,74

43 0,858 51,5 44,187 0,75

44 0,858 52 44,616 0,76

45 0,858 52,5 45,045 0,81

46 0,858 53 45,474 0,81

47 0,858 53,5 45,903 0,83

48 0,858 54 46,332 0,83

49 0,858 54,5 46,761 0,86

50 0,858 55 47,19 0,80

51 0,858 55,5 47,619 0,82


Tembaga (l = (51,22 ± 0,01) x 10-3 m, A = (15,43 ± 0,03) x10-5 m2)


(8,6 ± 0,2) x10-1 watt.


112


113

LAMPIRAN 6

Grafik dan Data Tabel Penentuan Nilai Konstanta Pendinginan Logam

Aluminium.


pada Logam Aluminium (l = (51,01 ± 0,01) x 10-3 m, A = (16,26 ± 0,03)

x10-5 m2) yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya

Listrik (6,5 ± 0,2) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik daerah

pendinginan.

2. Tabel hubungan perubahan suhu pada titik A terhadap waktu pendinginan

logam Aluminim yang sebelumnya dipansi dengan elemen pemanas yang

diberi daya listrik (6,5 ± 0,2) x10-1 hingga suhu 30,36 0C.


114

No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C) No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C)

1 88,50 30,36 27,28 12 94,00 29,52 27,10

2 89,00 30,29 27,14 13 94,50 29,38 27,21

3 89,50 30,24 27,17 14 95,00 29,33 27,21

4 90,00 30,12 27,31 15 95,50 29,21 27,19

5 90,50 30,05 27,33 16 96,00 29,17 27,26

6 91,00 30,03 27,17 17 96,50 29,07 27,31

7 91,50 29,87 27,21 18 97,00 29,05 27,24

8 92,00 29,82 27,14 19 97,50 29,00 27,24

9 92,50 29,70 27,21 20 98,00 28,93 27,31

10 93,00 29,61 27,12 21 98,50 28,86 27,35

11 93,50 29,52 27,21

3. Grafik hubungan suhu logam Aluminium (l = (51,01 ± 0,01) x 10-3 m, A =

(16,26 ± 0,03) x10-5 m2) terhadap waktu pendinginan yang sebelumnya

dipanasi menggunakan plemen pemanas dengan daya listrik sebesar (6,5 ±

0,2) X 10-1 watt.


115





pendinginan.


logam Aluminium yang sebelumnya dipansi dengan elemen pemanas yang

diberi daya listrik ((7,2 ± 0,2) x10-1 hingga suhu 31,20 0C.


116

No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C) No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C)

1 63,5 31,20 27,51 18 72 29,73 27,35

2 64 31,13 27,47 19 72,5 29,61 27,38

3 64,5 31,08 27,42 20 73 29,54 27,40

4 65 30,97 27,47 21 73,5 29,45 27,42

5 65,5 30,87 27,47 22 74 29,42 27,35

6 66 30,78 27,42 23 74,5 29,35 27,35

7 66,5 30,69 27,40 24 75 29,31 27,40

8 67 30,54 27,47 25 75,5 29,24 27,40

9 67,5 30,45 27,49 26 76 29,17 27,35

10 68 30,36 27,47 27 76,5 29,17 27,38

11 68,5 30,29 27,42 28 77 29,10 27,38

12 69 30,19 27,40 29 77,5 29,07 27,33

13 69,5 30,08 27,40 30 78 28,96 27,40

14 70 30,05 27,35 31 78,5 28,96 27,35

15 70,5 29,91 27,40 32 79 28,91 27,40

16 71 29,84 27,40 33 79,5 28,84 27,44

17 71,5 29,80 27,35


117




0,2) x10-1 watt.





pendinginan.


118




No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C) No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C)

1 52 31,32 27,42 21 62 29,52 27,33

2 52,5 31,20 27,54 22 62,5 29,52 27,40

3 53 31,15 27,51 23 63 29,40 27,38

4 53,5 31,01 27,51 24 63,5 29,38 27,33

5 54 30,94 27,47 25 64 29,31 27,33

6 54,5 30,80 27,40 26 64,5 29,24 27,35

7 55 30,73 27,47 27 65 29,21 27,40

8 55,5 30,59 27,47 28 65,5 29,17 27,33

9 56 30,47 27,38 29 66 29,10 27,35

10 56,5 30,43 27,35 30 66,5 29,05 27,40

11 57 30,31 27,35 31 67 28,96 27,44

12 57,5 30,22 27,47 32 67,5 28,93 27,44

13 58 30,10 27,42 33 68 28,91 27,33

14 58,5 30,03 27,38 34 68,5 28,91 27,33

15 59 29,96 27,42 35 69 28,79 27,44


119

16 59,5 29,84 27,44 36 69,5 28,77 27,38

17 60 29,75 27,38 37 70 28,75 27,42

18 60,5 29,66 27,47 38 70,5 28,70 27,38

19 61 29,66 27,33 39 71 28,68 27,42

20 61,5 29,59 27,40 40 71,5 28,63 27,42




0,2) x10-1 watt.


pada Logam Aluminium ((l = (51,01 ± 0,01) x 10-3 m, A = (16,26 ± 0,03)



pendinginan.


120




No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C) No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C)

1 61,5 31,86 27,49 18 70 30,05 27,47

2 62 31,81 27,47 19 70,5 29,98 27,40

3 62,5 31,72 27,51 20 71 29,94 27,31

4 63 31,62 27,47 21 71,5 29,84 27,31

5 63,5 31,58 27,42 22 72 29,73 27,38

6 64 31,44 27,44 23 72,5 29,66 27,31

7 64,5 31,22 27,56 24 73 29,61 27,31

8 65 31,18 27,35 25 73,5 29,59 27,26


121

9 65,5 31,04 27,38 26 74 29,52 27,33

10 66 30,94 27,44 27 74,5 29,49 27,33

11 66,5 30,80 27,40 28 75 29,42 27,35

12 67 30,66 27,54 29 75,5 29,38 27,31

13 67,5 30,59 27,44 30 76 29,31 27,28

14 68 30,47 27,40 31 76,5 29,24 27,33

15 68,5 30,38 27,49 32 77 29,17 27,35

16 69 30,24 27,56 33 77,5 29,07 27,40

17 69,5 30,15 27,38




0,2) x10-1 watt.


122





pendinginan.




No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C) No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C)

1 100,5 32,38 27,19 20 110 30,17 27,00

2 101 32,26 27,14 21 110,5 30,08 27,00

3 101,5 32,10 27,19 22 111 29,91 27,03

4 102 32,05 27,17 23 111,5 29,87 27,00


123

5 102,5 31,91 27,10 24 112 29,87 26,91

6 103 31,74 27,12 25 112,5 29,80 26,96

7 103,5 31,60 27,10 26 113 29,66 27,05

8 104 31,51 27,10 27 113,5 29,56 27,00

9 104,5 31,32 27,12 28 114 29,59 26,96

10 105 31,15 27,10 29 114,5 29,52 26,96

11 105,5 31,06 27,05 30 115 29,42 26,93

12 106 30,99 27,00 31 115,5 29,33 27,03

13 106,5 30,87 27,00 32 116 29,38 27,00

14 107 30,76 26,98 33 116,5 29,26 26,98

15 107,5 30,61 26,96 34 117 29,12 27,03

16 108 30,47 27,05 35 117,5 29,10 27,05

17 108,5 30,45 27,00 36 118 29,10 26,98

18 109 30,29 27,05 37 118,5 28,98 27,05

19 109,5 30,26 26,98

15. Grafik hubungan suhu logam Aluminium ((l = (51,01 ± 0,01) x 10-3 m, A =



0,2) x10-1 watt.


124


125

LAMPIRAN 7

Grafik dan Data Tabel Penentuan Nilai Konstanta Pendinginan Logam

Tembaga


pada Logam Tembaga (l = (51,22 ± 0,01) x 10-3 m, A = (15,43 ± 0,03)


Listrik (6,5 ± 0,2) x10-1watt, beserta Daerah Kurva Grafik daerah

pendinginan.


logam Tembaga yang sebelumnya dipansi dengan elemen pemanas yang



126

No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C) No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C)

1 74,5 30,33 27,35 15 81,5 29,45 27,19

2 75 30,26 27,40 16 82 29,40 27,28

3 75,5 30,22 27,28 17 82,5 29,35 27,17

4 76 30,12 27,28 18 83 29,24 27,28

5 76,5 30,05 27,38 19 83,5 29,24 27,21

6 77 30,05 27,33 20 84 29,17 27,26

7 77,5 29,89 27,35 21 84,5 29,12 27,28

8 78 29,80 27,33 22 85 29,10 27,24

9 78,5 29,75 27,35 23 85,5 29,05 27,26

10 79 29,75 27,28 24 86 28,93 27,38

11 79,5 29,61 27,35 25 86,5 28,89 27,38

12 80 29,61 27,21 26 87 28,89 27,38

13 80,5 29,54 27,24 27 87,5 28,86 27,38

14 81 29,45 27,24 28 88 28,79 27,51

3. Grafik hubungan suhu logam Tembaga (l = (51,22 ± 0,01) x 10-3 m, A =


dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya (6,5 ± 0,2) x10-1

watt hingga suhu 30,33 0C.


127

4. Grafik hubungan perubahan suhu titik A dan titik B terhadap waktu pada

logam Tembaga (l = (51,22 ± 0,01) x 10-3 m, A = (15,43 ± 0,03) x10-5 m2)

yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya listrik (7,2 ±

0,2) x10-1 watt, beserta daerah kurva grafik daerah pendinginan.



diberi daya listrik (7,2 ± 0,2) x10-1 watt hingga suhu 30,85 0C.


128

No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C) No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C)

1 85,5 30,85 27,58 22 96 29,45 27,26

2 86 30,76 27,54 23 96,5 29,38 27,28

3 86,5 30,69 27,56 24 97 29,33 27,40

4 87 30,59 27,54 25 97,5 29,31 27,26

5 87,5 30,54 27,42 26 98 29,24 27,21

6 88 30,40 27,49 27 98,5 29,17 27,31

7 88,5 30,38 27,38 28 99 29,17 27,26

8 89 30,24 27,42 29 99,5 29,07 27,31

9 89,5 30,24 27,35 30 100 29,07 27,21

10 90 30,10 27,44 31 100,5 29,03 27,21

11 90,5 30,03 27,40 32 101 28,98 27,31

12 91 30,03 27,31 33 101,5 28,91 27,33

13 91,5 29,94 27,31 34 102 28,91 27,21

14 92 29,91 27,28 35 102,5 28,91 27,19

15 92,5 29,82 27,28 36 103 28,82 27,26

16 93 29,73 27,40 37 103,5 28,84 27,24

17 93,5 29,70 27,35 38 104 28,82 27,21

18 94 29,73 27,31 39 104,5 28,72 27,19


129

19 94,5 29,63 27,28 40 105 28,72 27,24

20 95 29,52 27,28 41 105,5 28,70 27,21

21 95,5 29,42 27,40 42 106 28,63 27,28








0,2 ) x10-1 watt, beserta daerah kurva grafik daerah pendinginan.


130



Diberi daya listrik (7,6 ± 0,2 ) x10-1 watt hingga suhu 31,20 0C.

No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C) No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C)

1 95,5 31,20 27,33 21 105,5 29,80 27,17

2 96 31,18 27,35 22 106 29,75 27,12

3 96,5 31,13 27,42 23 106,5 29,66 27,14

4 97 31,08 27,28 24 107 29,63 27,12

5 97,5 31,01 27,28 25 107,5 29,54 27,14

6 98 30,92 27,31 26 108 29,56 27,14

7 98,5 30,78 27,31 27 108,5 29,42 27,21

8 99 30,69 27,40 28 109 29,47 27,12


131

9 99,5 30,61 27,31 29 109,5 29,35 27,14

10 100 30,52 27,38 30 110 29,26 27,24

11 100,5 30,43 27,42 31 110,5 29,21 27,28

12 101 30,33 27,44 32 111 29,24 27,19

13 101,5 30,24 27,40 33 111,5 29,19 27,26

14 102 30,17 27,35 34 112 29,10 27,35

15 102,5 30,12 27,26 35 112,5 29,12 27,21

16 103 30,10 27,21 36 113 29,03 27,21

17 103,5 29,98 27,26 37 113,5 28,98 27,21

18 104 29,94 27,26 38 114 28,91 27,31

19 104,5 29,84 27,21 39 114,5 28,89 27,33

20 105 29,80 27,21






132




0,2) x10-1 watt, beserta daerah kurva grafik daerah pendinginan



diberi daya listrik (8,6 ± 0,2) x10-1 watt hingga suhu 31,08 0C.

No t ΔT Ts (�C) No t ΔT Ts (�C)


133

(Menit) Titik A

(�C)

(Menit) Titik A

(�C)

1 66,5 31,08 26,98 18 75 29,68 26,98

2 67 31,01 27,03 19 75,5 29,59 26,93

3 67,5 30,94 27,03 20 76 29,52 26,98

4 68 30,90 27,00 21 76,5 29,42 26,98

5 68,5 30,83 27,00 22 77 29,33 27,07

6 69 30,73 27,00 23 77,5 29,31 27,05

7 69,5 30,61 26,98 24 78 29,28 27,10

8 70 30,50 26,98 25 78,5 29,21 27,12

9 70,5 30,47 27,03 26 79 29,14 27,19

10 71 30,36 27,03 27 79,5 29,12 27,07

11 71,5 30,29 26,96 28 80 29,07 27,07

12 72 30,17 26,93 29 80,5 28,96 27,14

13 72,5 30,10 26,93 30 81 28,93 27,14

14 73 29,98 26,91 31 81,5 28,93 27,07

15 73,5 29,91 26,91 32 82 28,89 27,07

16 74 29,80 26,96 33 82,5 28,79 27,10

17 74,5 29,70 26,93 34 83 28,75 27,14




134






0,2) x10-1 watt, beserta daerah kurva grafik daerah pendinginan.



diberi daya listrik (9,2 ± 0,2) x10-1 watt hingga Suhu 32,66 0C.


135

No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C) No t

(Menit)

ΔT

Titik A

(�C)

Ts (�C)

1 60 32,66 28,19 26 72,5 30,31 28,03

2 60,5 32,62 28,16 27 73 30,24 28,05

3 61 32,55 28,16 28 73,5 30,19 28,03

4 61,5 32,40 28,21 29 74 30,15 27,98

5 62 32,24 28,14 30 74,5 30,10 27,96

6 62,5 32,12 28,12 31 75 30,05 27,96

7 63 32,03 28,07 32 75,5 29,98 27,98

8 63,5 31,91 28,07 33 76 29,96 27,91

9 64 31,79 28,07 34 76,5 29,89 27,84

10 64,5 31,70 28,03 35 77 29,87 27,89

11 65 31,58 27,96 36 77,5 29,80 27,93

12 65,5 31,46 27,96 37 78 29,77 27,89

13 66 31,37 27,96 38 78,5 29,70 27,93

14 66,5 31,27 27,93 39 79 29,66 27,93

15 67 31,20 27,96 40 79,5 29,59 27,93

16 67,5 31,06 27,98 41 80 29,61 27,93

17 68 31,01 27,89 42 80,5 29,54 27,93

18 68,5 30,90 27,89 43 81 29,52 27,86


136

19 69 30,85 27,91 44 81,5 29,49 27,86

20 69,5 30,71 27,91 45 82 29,45 27,91

21 70 30,69 27,89 46 82,5 29,45 27,93

22 70,5 30,59 27,93 47 83 29,35 27,91

23 71 30,54 27,93 48 83,5 29,33 27,96

24 71,5 30,45 27,98 49 84 29,28 27,91

25 72 30,36 28,00 50 84,5 29,26 27,89




watt hingga Suhu 32,66 0C.


PENENTUAN NILAI KOEFISIEN KONDUKTIVITAS TERMAL, KALOR ...

Documents

Transcript of PENENTUAN NILAI KOEFISIEN KONDUKTIVITAS TERMAL, KALOR ...