PENGUKURAN SIFAT TERMAL

PENGUKURAN SIFAT TERMALRA Nurul Moulita 061340411518Reda Ayu Lestari0613404115193 EGA

Pendahuluan Sifat termal sangat penting untuk perhitungan neraca energi dalam berbagai penerapan perpindahan kalor. Kebanyakan pengukuran sifat termal menyangkut penentuan aliran kalor dan suhu. Apa itu sifat termal?Sifat termal adalah sifat yang dimiliki suatu zat padat, cair, ataupun gas meliputi konduktivitas panas, temperatur kerja maksimum, koefisien ekspansi termal, difusivitas termal, dan lain-lain. Sifat termal adalah petunjuk tentang energi termal yang ada di dalam zat padat atau fluida.

Termal dan Hukum Pertama TermodinamikaTermodinamika (bahasa Yunani: thermos = 'panas' dan dynamic = 'perubahan') adalah kajian tentang kalor (panas) yang berpindah.Hukum pertama termodinamika menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain.Transfer PanasTiga jenis perpindahan panas, yaitu :KonduksiKonveksiRadiasiKonduksiKonduksi adalah hantaran kalor yang tidak disertai dengan perpindahan partikel perantaranya. Pada perpindahan kalor konduksi yang berpindah hanyalah energi kalor , tanpa melibatkan partikel perantaranya.

KonveksiKonveksi adalah hantaran kalor yang disertai dengan perpindahan partikel perantaranya. Umumnya konveksi terjadi pada gas dan zat cair. Contoh dari peristiwa konveksi adalah seperti perpindahan kalor pada zat cair yang dipanaskan, ventilasi kamar, cerobong asap, pengaturan katup udara pada kompor, dan kipas angin.

RadiasiRadiasi atau pancaran adalah perpindahan energi kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik.

Pengukuran Konduktivitas TermalKonduktivitas termal dapat didefinisikan sebagai sifat zat padat ataupun fluida yang menunjukkan jumlah panas yang mengalir melintasi suatu satuan luas.

Hukum Fourier Laju perpindahan kalor dengan sistemkonduksi dinyatakan dengan :Gradien temperatur dalam arah-xdinyatakan dengandT/ dxLuas perpindahan kalor arah normal pada arah aliran kalor,dinyatakan dengan A

Persamaan Hukum FourierPengukuran Konduktivitas Termal Sederhana

Kalor diberikan dengan sebuah pemanas listrik pada satu sisi lempeng dan sisi yang satu lagi dimana pada sisi ini didinginkan sehingga ia mengeluarkan kalor. Suhu pada kedua sisi lempeng diukur dengan termokopel atau termistor. Plat Panas Berkawal

Keterangan Pemanas ditempatkan dipusat dan lempeng spesimen ditempatkan pada kedua sisi plat pemanas. Suatu pendingin dialir-lingkarkan melalui peranti itu untuk mengeluarkan energi panas dan pada tempat-tempat tertentu dipasang termokopel untuk mengukur suhu. Pemanas kawal mengurung pemanas utama dan suhunya dijaga agar sama dengan pemanas utama. Pengukuran Konduktivitas Termal Fluida Cair

Plat Panas Berkawal Untuk Pengukuran Konduktivitas Termal FluidaDiameter plat adalah 5 cm dengan tebal zat cair kira-kira 0,05 cm. Lapisan ini harus cukup tipis agar arus konveksi minimum.

Pengukuran Konduktivitas Termal Fluida GasKeyes dan Sandell menggunakan metode silinder konsentrik.

Keterangan Silinder dalam dan silinder luar keduanya terbuat dari perak, dengan panjang 5 in dan diameter luar 1 in. Ruang celah untuk gas adalah 0,025 in. Pemancar berfungsi sebagai sumber kalor, sedangkan pusat-pusat panas pada kedua ujungnya menjadi pemanas kawal. Pemancar mempunyai diameter luar 6 mm dan panjang 50 mm sedangkan penerima mempunyai diameter dalam 10 mm dengan panjangnya 125 mm dan tebal 1 mm. Laju perpindahan kalor diukur dengan menentukan masukan daya listrik ke pemancar sedangkan untuk pengukuran suhu digunakan termokopel yang dipasang pada permukaan pemancar dan penerima. Pengukuran Nilai KalorPenentuan nilai kalor berkaitan erat dengan penentuan besaran energi seperti entalpi, entalpi dalam, energi dalam, kalor spesifik, dan nilai kalor. Instrumen yang digunakan :Kalorimeter aliran junkerKalorimeter bomAzas BlackKalor yang dilepas sama dengan kalor yang diterima.

Kalorimeter Aliran JunkerMerupakan suatu peranti yang banyak digunakan untuk penentuan nilai kalor bahan bakar gas dan cair.

Bahan bakar gas dibakar didalam kalorimeter dan kalornya akan diberikan ke air pendingin. Laju aliran air ditentukan dengan menimbangnya, sedang suhu air masuk dan keluar diukur dengan termometer air raksa dalam gelas. Hasil pembakaran didinginkan hingga suhunya cukup rendah dan uap air mengembun. Kondensat itu dikumpulkan didalam sebuah tabung ukur. Laju aliran gas diukur dengan meter aliran anjakan positif.

Skema Alir Kalorimeter Aliran Junker

Keterangan :Semua arus yang masuk peranti diberi subskrip 1, sedangkan arus yang keluar peranti ditandai dengan subskrip 2. Bahan bakar dan udara dibakar di dalam calorimeter dan sebagian besar kalor pembakaran diambil oleh air pendingin. Pengukuran yang perlu dibuat adalah suhu air pendingin masuk sebagai Tw1 dan keluar sebagai Tw2, laju aliran massa bahan bakar mf, laju aliran massa air pendingin mw, suhu kondensat Te2, suhu bahan bakar Tf1, dan suhu udara masuk Ta1.Neraca Massa dan Energi Kalorimeter BomMerupakan suatu peranti yang banyak digunakan untuk penentuan nilai kalor bahan bakar padat dan cair.Pengukuran dilakukan pada kondisi volume konstan tanpa adanya aliran.

KeteranganBahan bakar yang akan diukur dimasukkan ke dalam sebuah bejana logam yang kemudian diisi dengan oksigen pada tekanan tinggi. Bom ditempatkan didalam bejana berisi air dan bahan bakar kemudian dinyalakan dengan sambungan listrik dari luar. Suhu air diukur sebagai fungsi waktu setelah penyalaan. Aplikasi Termos airPemanas ruanganSetrika listrikKompor listrikTeko listrikDispenserMagic jar

Terima Kasih