SUHU, PANAS, RADIASI DAN INSOLATOR

REZAL FAHMI

E1F112011

( 3 )

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BANJARBARU

2013

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI ............................................................................................. i

DAFTAR TABEL ..................................................................................... ii

PENDAHULUAN .................................................................................... 1

Latar Belakang .............................................................................. 1

Tujuan Praktikum .......................................................................... 3

TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 4

BAHAN DAN METODE ......................................................................... 8

Bahan dan Alat .............................................................................. 8

Pelaksanaan Praktikum ................................................................. 9

Prosedur Kerja ............................................................................... 9

HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 11

Hasil ............................................................................................. 11

Pembahasan ................................................................................... 13

KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 15

Kesimpulan .................................................................................... 15

Saran ............................................................................................. 15

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................. 16

LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Halaman

TABEL 1. Hasil Kegiatan 1 .................................................................... 11

TABEL 2. Hasil Kegiatan 2 .................................................................... 11

TABEL 3. Hasil Kegiatan 3 .................................................................... 12

TABEL 4. Hasil Kegiatan 4 .................................................................... 12

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Suhu disebut temperatur yang diukur dengan alat thermometer. Empat

macam thermometer yang paling dikenal adalah Celcius, Reumur, Fahrenheit dan

kelvin. Suhu dapat di ukur dengan menggunakan thermometer yang berisi air

raksa atau alcohol (Sudaryo, 1999).

Suhu menunjukan derajat panas benda. Mudahnya, semakin tinggi suhu

suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis, suhu

menunjukan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap atom dalam suatu

benda masing – masing bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan maupun

gerakan di tempat berupa getaran. Makin tingginya energy atom – atom penyusun

benda, makin tinggi suhu benda tersebut (Sudaryo, 1999).

Perpindahan kalor dari suatu zat ke zat lain seringkali terjadi dalam industri

proses. Pada kebanyakan pengerjaan, diperlukan pemasukan atau pengeluaran

kalor, untuk mencapai dan mempertahankan keadaan yang dibutuhkan sewaktu

proses berlangsung. Kondisi pertama yaitu mencapai keadaan yang dibutuhkan

untuk pengerjaan, terjadi umpamanya bila pengerjaan harus berlangsung pada

suhu tertentu dan suhu ini harus dicapai dengan jalan pemasukan atau pengeluaran

kalor. Kondisi kedua yaitu mempertahankan keadaan yang dibutuhkan untuk

operasi proses, terdapat pada pengerjaan eksoterm dan endoterm. Disamping

perubahan secara kimia, keadaan ini dapat juga merupakan pengerjaan secara

alami. Dengan demikian, Pada pengembunan dan penghabluran (kristalisasi)

kalor harus dikeluarkan. Pada penguapan dan pada umumnya juga pada

pelarutan, kalor harus dimasukkan. Hukum alam menyatakan bahwa kalor adalah

suatu bentuk energy ( Purwanto, 1999).

Beberapa jenis radiasi memiliki energi yang cukup untuk mengionisasi

partikel. Secara umum, hal ini melibatkan sebuah elektron yang 'terlempar' dari

cangkang atom elektron, yang akan memberikan muatan (positif). Hal ini sering

mengganggu dalam sistem biologi dan dapat menyebabkan mutasi dan kanker.

Jenis radiasi umumnya terjadi di limbah radio aktif peluruhan radio aktif dan

sampah (Sudaryo, 1999).

Tiga jenis utama radiasi ditemukan oleh Ernest Rutherford, Alfa, Beta dan

sinar gamma. Radiasi tersebut ditemukan melalui percobaan sederhana,

Rutherford menggunakan sumber radioaktif dan menemukan bahwa sinar

menghasilkan memukul tiga daerah yang berbeda. Salah satu dari mereka

menjadi positif, salah satu dari mereka bersikap netral, dan salah satu dari mereka

yang negatif. Dengan data ini, Rutherford menyimpulkan radiasi yang terdiri dari

tiga sinar. Beliau memberi nama yang diambil dari tiga huruf pertama dari abjad

Yunani yaitu alfa, beta, dan gamma (Soedojo, 1999).

Dalam kehidupan sehari- hari, kita sering menggunakan alat – alat yang

terbuat dari kertas, plastic, karet, lilin, kayu, alumunium, bahkan bahan yang

terbuat dari besi dan baja. Ada beberapa yang bersifat dari konduktor dan ada

pula yang bersifat isolator. Benda yang termasuk kondoktor misalnya:

alumanium, besi, dan baja. Sedangkan benda yang termasuk isolator misalnya:

kertas, plastic, karet, lilin, dan kayu. Isolator adalah benda – benda atau material

yang tidak dapat memindahkan muatan – muatan listrik (Sudaryo, 1999).

Tujuan Praktikum

Tujuan dari praktikum ini adalah:

1. Mengetahui perubahan suhu dan perpindahan panas

2. Pengaruh tempratur (suhu) terhadap kelarutan zat

3. Mengetahui dan memahami tentang matahari memancarkan radiasi

4. Mengetahui dan memahami bahan isolator

TINJAUAN PUSTAKA

Mengacu pada SI, satuan suhu adalah Kelvin (k). Skala – skala lain adalah

Celcius, fahrenhit, dan reamur. Pada skala Celsius, 0oc adalah titik dimana air

membeku dan 100oc adalah titik didih air pada tekanan 1 atmosfer. Skala ini

adalah yang paling sering digunakan di dunia (Sudaryo, 1999).

Suhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas dingin suatu benda

dan alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah thermometer. Dalam

kehidupan sehari – hari masyarakat untuk mengukur suhu cendrung menggunakan

indra peraba. Tetapi dengan adanya perkembangan teknologi maka diciptakan

thermometer untuk mengukur suhu dengan valid. Pada abad 17 terdapat 30 jenis

skala yang membuat para ilmuan kebingungan. Hal ini memberikan inspirasi

pada Anders Celcius (1701 – 1744) sehingga pada tahun 1742 dia

memperkenalkan skala yang digunakan sebagai pedoman pengukuran suhu. Skala

ini diberi nama sesuai dengan namanya yaitu skala celcius. Apabila benda

didinginkan terus maka suhunya akan semakin dingin dan partikelnya akan

berhenti bergerak, kondisi ini disebut kondisi nol mutlak. Skala celcius tidak bias

menjawab masalah ini maka Lord kelvin (1842 – 1970) menawarkan skala baru

yang diberi nama Kelvin. Skala kelvin dimulai dari 273 k ketika air membeku

dan 373 k ketika air mendidih. Sehingga nol mutlak sama dengan 0 k atau -273oc

(Hayati, 2008).

Perpindahan panas dapat didefinisikan sebagai berpindahnya energi dari

suatu daerah ke daerah lainnya sebagai akibat dari beda suhu antara daerah-

daerah tersebut. Karena beda suhu terdapat di seluruh alam semesta, maka aliran

panas bersifat seuniversal yang berkaitan dengan tarikan gravitasi. Tetapi tidak

sebagaimana halnya gravitasi, aliran panas tidak di kendalikan oleh sebuah

hubungan yang unik, namun oleh kombinasi dari berbagai hukum fisika yang

tidak saling bergantungan (Hayati, 2008).

Kepustakaan perpindahan panas pada umumnya mengenal tiga cara

perpindahan panas yaitu, konduksi (conduction, juga dikenal dengan istilah

hantaran), konveksi (convection, juga dikenal dengan istilah aliran), radiasi

(radiartion) (Hayati, 2008).

1. JENIS-JENIS PERPINDAHAN PANAS

a. Perpindahan Panas Dengan Cara Konduksi

Yang dimaksud dengan konduksi ialah pengangkutan kalor melalui

satu jenis zat. Sehingga perpindahan kalor secara hantaran/konduksi

merupakan satu proses pendalaman karena proses perpindahan kalor ini

hanya terjadi di dalam bahan. Arah aliran energi kalor, adalah dari titik

bersuhu tinggi ke titik bersuhu rendah. Perpindahan panas konduksi dan

difusi energi akibat aktivitas molekul Sudah diketahui bahwa tidak semua

bahan dapat menghantar kalor sama sempurnanya. Dengan demikian,

umpamanya seorang tukang hembus kaca dapat memegang suatu barang

kaca, yang beberapa Centi meter lebih jauh dari tempat pegangan itu

adalah demikian panasnya, sehingga bentuknya dapat berubah. Akan

tetapi seorang pandai tempa harus memegang benda yang akan ditempa

dengan sebuah tang. Bahan yang dapat menghantar kalor dengan baik

dinamakan konduktor. Penghantar yang buruk disebut isolator. Sifat

bahan yang digunakan untuk menyatakan bahwa bahan tersebut

merupakan suatu isolator atau konduktor ialah koefisien konduksi terma.

Apabila nilai koefisien ini tinggi, maka bahan mempunyai kemampuan

mengalirkan kalor dengan cepat. Untuk bahan isolator, koefisien ini

bernilai kecil.

b. Perpindahan Panas Dengan Cara Konveksi

Yang dimaksud dengan konveksi ialah pengangkutan ka1or oleh

gerak dari zat yang dipanaskan. Proses perpindahan ka1or secara

aliran/konveksi merupakan satu fenomena permukaan. Proses konveksi

hanya terjadi di permukaan bahan. Jadi dalam proses ini struktur bagian

dalam bahan kurang penting. Keadaan permukaan dan keadaan

sekelilingnya serta kedudukan permukaan itu adalah yang utama.

Lazimnya, keadaan keseirnbangan termodinamik di dalam bahan akibat

proses konduksi, suhu permukaan bahan akan berbeda dari suhu

sekelilingnya. Dalam hal ini dikatakan suhu permukaan adalah T1 dan

suhu udara sekeliling adalah T2 dengan Tl>T2. Kini terdapat keadaan

suhu tidak seimbang diantara bahan dengan sekelilingnya.

c. Perpindahan Panas Dengan Cara Radiasi

Yang dimaksud dengan pancaran (radiasi) ialah perpindahan kalor

melalui gelombang dari suatu zat ke zat yang lain. Semua benda

memancarkan kalor. Keadaan ini baru terbukti setelah suhu meningkat.

Pada hakekatnya proses perpindahan kalor radiasi terjadi dengan

perantaraan foton dan juga gelombang elektromagnet. Terdapat dua teori

yang berbeda untuk menerangkan bagaimana proses radiasi itu terjadi.

Semua bahan pada suhu mutlak tertentu akan menyinari sejumlah energi

kalor tertentu. Semakin tinggi suhu bahan tadi maka semakin tinggi pula

energi kalor yang disinarkan. Proses radiasi adalah fenomena permukaan.

Proses radiasi tidak terjadi pada bagian dalam suatu bahan. Tetapi suatu

bahan apabila menerima sinar, maka banyak hal yang boleh terjadi.

Apabila sejumlah energi kalor menimpa suatu permukaan, sebagian akan

dipantulkan, sebagian akan diserap ke dalam bahan, dan sebagian akan

menembusi bahan dan terus ke luar. Jadi dalam mempelajari perpindahan

kalor radiasi akan dilibatkan suatu fisik permukaan (Sudaryo, 1999).

Insulator adalah materi yang dapat mencegah penghantaran panas, ataupun

muatan listrik. Lawan dari insulator adalah konduktor yaitu materi yang dapat

menghantar panas ataupun muatan listrik dengan baik. Adapun contoh-contoh

bahan insulator adalah bahan-bahan non logam, seperti plastik, ebonit, kertas,

tubuh manusia, air, tanah, dsb (Sudaryo, 1999).

BAHAN DAN METODE

Bahan dan Alat

Adapun Bahan dan alat yang digunakan pada peraktikum adalah sebagai

berikut:

Kegiatan 1: perubahan suhu dan perpindahan panas.

Air panas

Thermometer, gelas kaca ukuran 500 ml,

Pengukur waktu/ stopwatch.

Kegiatan 2: Pengaruh Suhu terhadap kelarutan.

Air es dengan suhu 35°c.

Air bersuhu 35,9oc, 48

oc, dan 72

oc.

Enam buah tablet effervescent (jesscool).

Thermometer, gelas kaca ukuran kecil, pengukur waktu / stopwatch.

Kegiatan 3 : Pemahaman tentang matahari memancarkan radiasi.

Air panas dan sebuah wadah besar untuk menyimpan air panas

Balon

1 buah botol yang dicat hitam dan 1 buah botol yang dicat putih.

Kegiatan 4 : lemak sebagai Isolator

Dua buah kantong plastic yang dapat ditutup rapat (memakai semacam

“lem”), dengan kapasitas sekitar 2 liter.

Mentega putih.

Nampan besar berisi air es.

Pelaksanaan Praktikum

Praktikum ini dilaksanakan pada hari selasa tanggal 09 April 2013 pukul

15.00-17.00 WITA dan bertempat di Laboratoium Fisika-Kimia Jurusan Tanah

Fakultas Pertanian Universitas Lambung Mangkurat Banjarbaru.

Prosedur kerja

Prosedur kerja yang dilaksanakan pada praktikum ini adalah sebagai

berikut :

Prosedur kerja kegiatan 1 :

Masukan 500 ml air panas ke dalam gelas kaca

Ukur suhu air dalam gelas mula- mula, catat

Ukur suhu air dala gelas setelah 5 menit didiamkan, catat

Selanjutnya ukur kembali suhu air dalam gelas setiap 5 menit hingga suhu

air tersebut sama dengan suhu ruang, catat

Buat grafik perubahan suhu tersebut.

Prosedur kerja kegiatan 2 :

Masukan setiap jenis air yang berbeda suhu ke dalam gelas kaca yang

berbeda dengan volume yang sama. Pada saat yang sama, masukan sebuah

tablet effervescent (jesscool) ke dalam gelas berisi air yang berbeda

tempraturnya tersebut.

Catat berapa lama waktu yang diperlukan sampai setiap tablet effervescent

benar –benar larut dalam setiap gelas.

Prosedur kerja kegiatan 3 :

Letakan balon pada mulut botol

Kemudian letekan 2 botol tersebut di dalam wadah yang berisi air berisi

air panas, tunggu sampai + 15 menit.

Amati apa yang terjadi pada kedua balon, mengapa balon pada botol hitam

lebih mengembang di bandingkan dengan balon botol putih ?

Prosedur kerja kegiatan 4 :

Oleskan mentega putih kira –kira setebal 1,3 cm ke salah satu sisi dari

bagian dalam kantung plastik ke-1. Usahakan jangan sampai mentega

putih mengenai „‟lemnya”.

Balikan kantung ke-2 (bagian dalam menjadi di luar) dan masukan

kedalam kantung ke-1 sehingga lapisan mentega berada di antara kedua

kantung plastic ini.

Lumuri lagi dengan lemak bagian kantung ke-1 yang dilapisi mentega.

Satukan lagi dengan lemak bagian kantung ke-1 dengan kantung ke-2

(pasang „‟lemnya”)

Masukkan sebelah tanganmu kemudian “sarung tangan “ ini.

Masukan kedua belah tangan mu ke dalam nampan yang berisi air es.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

Kegiatan 1: Perubahan Suhu dan Perpindahan Panas

Perubahan suhu yang diamati selang 5 menit dan diukur perubahan

suhunya, dari suhu awal air 70°c , yang berada pada suhu ruangan 31o c,

didapatkan hasil sebagai berikut:

Tabel 1. Hasil kegiatan 1

Waktu (menit) Suhu air (°c) Suhu ruangan (°c)

0 70 31

5 65 31

10 61 31

15 58 31

20 56 31

25 53 31

30 50 31

Kegiatan 2: Pengaruh Suhu terhadap Kelarutan

Tablet affervescent yang dilarutkan pada air yang memiliki suhu berbeda

didapatkan hasil sebagai berikut:

Tabel 2. Hasil kegiatan 2

Zat Suhu air (°c) Waktu (menit) Kelarutan

Tablet

jesscool

35,9

02 : 21 : 05

Larut

Tabel 2. Lanjutan

48 01 : 41 : 84 Larut

72 00 : 55 : 58 Larut

Kegiatan 3 : Pemahaman tentang matahari memancarkan radiasi.

Tabel 3. Hasil kegiatan 3

Keterangan: ketika pemanasan, balon yang

diletakkan pada mulut botol berwarna

hitam lebih cepat mengembung daripada

balon yang diletakkan pada mulut botol

yang berwarna putih.

Kegiatan 4. lemak sebagai Isolator

Tabel 4. Hasil Kegiatan 4

Keterangan: tangan yang memakai sarung

tangan plastik (yang diselimuti mentega

putih) lebih terasa hangat jika dibandingkan

dengan tangan yang tak memakai pelindung

apapun ketika berada dalam baskom dingin

yang berisi es batu.

Pembahasan

Pada kegiatan pertama tentang pengamatan perubahan suhu dan

perpindahan panas, di kegiatan ini memakai bahan sampel air panas dengan suhu

awal 70°c yang diamati selang 5 menit perubahan suhunya dengan suhu ruangan

31°c. Setelah 30 menit pengamatan didapatkan hasil bahwa tiap selang 5 menit

air panas tersebut mengalami penurunan suhu, penurunan suhu disini menunjukan

bahwa suhu yang tinggi cenderung menyesuaikan ke suhu yang lebih rendah

(suhu ruangan) sampai terbentuknya suhu akhir yang seimbang dan keadaan ini

sesuai dengan Azas Black yang menyatakan dimana Qlepas = Qterima .

Pengaruh suhu terhadap kelarutan dapat diamati dengan cara memasukan

tablet effervescent/jesscool kedalam air yang memiliki suhu berbeda, berdasarkan

hasil pengamatan yang dilakukan pada praktikum ini air yang memiliki suhu

tertinggi lebih cepat melarutkan jesscool karena energy panas yang terdapat pada

air tersebut menyebabkan molekul-molekul tablet lebih cepat terurai atau

merenggang sehingga lebih cepat larutnya dibandingkan dengan suhu yang lebih

rendah.

Warna hitam mampu membantu penyerapan radiasi panas dari matahari,

dan sesuai dengan pengamatan praktikum dengan pemanasan pada dua botol yang

berwarna hitam dan putih yang masing-masing mulut botol tersebut dipasang

balon. Hasilnya balon yang dipasang pada mulut botol yang berwarna hitam lebih

mengembang dibandingkan dengan balon pada botol warna putih karena udara

panas yang diserap oleh warna hitam botol, membuat partikel-partiel udara di

dalamnya bergerak lebih cepat (tekanannya tinngi) sehingga membutuhkan ruang

yang lebih besar, akibatnya udara tersebut yang ada di dalam botol mengambil

ruang lebih yang didapat dari balon. Hal serupa sering kita rasakan ketika

memakai pakaian hitam disiang hari yang panas sehingga panasnya sangat terasa.

Pada kegaiatan empat mengenai mentega sebagai insulator.

Pengamatannya pada percobaan ini, tangan yang memekai sarung plastik yang

dilapisi mentega putih dan dimasukan kedalam nampan yang berisi es lebih terasa

hangat jika dibandingkan dengan tangan yang tak memakai pelinding apapun, ini

dikarenakan mentega tidak dapat menghantarkan panas atau dingin.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum ini adalah :

1. Suhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas dingin suatu benda dan

alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah thermometer.

2. Suhu yang tinggi cenderung menyesuaikan ke suhu yang lebih rendah sampai

terbentuknya suhu akhir yang seimbang.

3. Kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat berpindah karena perbedaan

suhu.

4. Radiasi (pancaran kalor) adalah perpindahan kalor yang tidak memerlukan zat

perantara.

5. Isolator adalah bahan yang tidak bisa melakukan perpindahan dingin atau

panas contohnya lemak.

Saran

Ketika praktikum diharapkan praktikan focus dalam melaksanakan

pengamatan serta kedepannya diharapkan agar tidak ada lagi keteledoran

praktikum seperti rusaknya alat yang seharusnya dapat dicek terlebih dahulu

ataupun kurangnya bahan yang dapat menggangu kelancaran praktikum.

DARTAR PUSTAKA

Hayati, Noor. 2008. Laporan Fisika Dasar. Fakultas Pertanian. Universitas

Lambung Mangkurat. Banjarbaru.

Purwanto, Joko. 1999. Progresif Fisika SLTP Semester 2. Widya Duta.

Surakarta.

Sudaryo. 1999. Progresif Fisika SLTP Semester 1. Widya Duta. Surakarta.

Soedojo, peter. 1999. Fisika dasar. Nusantara. Yogyakarta.