ANALISIS NILAI KOEFISIEN ABSORPSI AKUSTIK DAN KONDUKTIVITAS TERMAL KOMPOSIT TONGKOL JAGUNG DENGAN PERKAT LATEKS

(1)

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

ANALISIS NILAI KOEFISIEN ABSORPSI AKUSTIK DAN KONDUKTIVITAS TERMAL KOMPOSIT TONGKOL

JAGUNG DENGAN PERKAT LATEKS

Disusun oleh :

VELLANDYA DEVI PERMANA SARI M0214069

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian Persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA Maret 2019

(2)

HALAMAN PENGESAHAN

(3)

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual Skripsi saya yang berjudul

“ANALISIS NILAI KOEFISIEN ABSORPSI AKUSTIK DAN

KONDUKTIVITAS TERMAL KOMPOSIT TONGKOL JAGUNG DENGAN PERKAT LATEKS” adalah hasil kerja saya dan sepengetahuan saya hingga saat ini isi Skripsi tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain atau materi yang telah diajukan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau Perguruan Tinggi lainnya kecuali telah dituliskan di daftar pustaka Skripsi ini dan segala bentuk bantuan dari semua pihak telah ditulis di bagian ucapan terimakasih.

Surakarta, Maret 2019

VELLANDYA DEVI P S

(4)

MOTTO

“ Kegagalan hanya terjadi bila kita menyerah . “ (BJ Habibie )

(5)

HALAMAN PERSEMBAHAN

Karya tulis ini saya persembahkan untuk Kedua Orang Tua saya sebagai bukti bahwa telah menyelesaikan pendidikan jenjang sarjana.

Untuk ke dua adik saya Vellandya Diah P S dan Deby Kurnia Sari sebagai penambah semangat agar segera menyusul dan segera menyelesaikan apa yang telah dimulai (Skripsi dan Kuliah)

(6)

ANALISIS NILAI KOEFISIEN ABSORPSI AKUSTIK DAN KONDUKTIVITAS TERMAL KOMPOSIT TONGKOL JAGUNG

DENGAN PERKAT LATEKS

VELLANDYA DEVI PERMANA SARI

Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Penelitian ini berfokus pada pencarian nilai koefisien absorpsi dan nilai konduktivitas termal panel komposit berbahan utama tongkol jagung dan gypsum.

Bahan komposit yang terbuat dari tongkol dan gypsum. Komposit ini dibuat dari tongkol jagung dengan lapisan serbuk gypsum dan lateks. Sampel divulkanisasi pada ketebalan 1 mm, 2 mm, 4 mm dan 8 mm. Pengukuran akustik dilakukan menggunakan tabung impedansi dua mikrofon berdasarkan ASTM E-1050 1998.

Sementara itu konduktivitas termal diuji dengan mengukur perubahan suhu sampel pada kubus akrilik yang dilengkapi dengan pemanas. Hasil penelitian yang didapat, nilai koefisien absorpsi maksimal sebesar 0,907 (sampel 1 mm), 0,908 di (sampel 2 mm), 0,810 (sampel 4 mm) serta 0,810 pada (sampel 8 mm).

Konduktivitas termal material didapatkan sebesar 0,071 W/m^oC.

Kata Kunci: Koefisien Absorpsi, Konduktivitas termal , Tongkol jagung, Gypsum, Latek

(7)

ANALYSIS OF ACOUSTIC ABSORPTION AND CONDUCTIVITY COEFFICIENT VALUE OF THERMAL CORN COB COMPOSITES

WITH LATEX CLOTHING

VELLANDYA DEVI PERMANA SARI

Physics Department, Faculty of Mathematic and Natural Science, Sebelas Maret University

ABSTRACT

This study focuses on finding the value of the absorption coefficient and thermal conductivity of composite panels made of corn cobs and gypsum. This composite was contructed of masked corn cob, gypsum powder and latex. The sample was vulcanized at room temperature and thickness of 1 mm, 2 mm, 4 mm and 8 mm. The acoustics measurement was carried out using impedance tube with two microphones based on ASTM E-1050 1998. Meanwhile the thermal conductivity was tested by measuring the temperature change of the sample in an acrylic cube equipped with a heater. The results showed that the maximum absorption coefficient value was 0.907 (sample 1 mm), 0.908 (sample 2 mm), 0.810 (sample 4 mm) and 0.810 (sample 8 mm). More over the thermal conductivity of the samples was determined at 0.071 W / m^oC.

Keywords: Absorption Coefficient, Thermal Conductivity, Corn Cob, Gypsum, Latex

(8)

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur kehadirat Allah SWT, karena atas izin, berkah, dan limpahan nikmat dari-Nya, penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini. Sholawat serta salam penulis tujukan untuk Rasulullah ﷺ beserta keluarga dan sahabatnya. Semoga kita semua mendapat syafaatnya di hari akhir kelak.

Skripsi ini disusun guna memenuhi syarat kelulusan sebagai Sarjana Sains pada Program Studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret. Skrispsi ini diberi judul “Analisis Nilai Koefisien Absorpsi dan Konduktivitas Termal Komposit Tongkol Jagung dan Gypsum dengan Perekat Lateks”. Tuntasnya penulisan skripsi ini menjadi berkah yang luar biasa bagi penulis setelah hampir satu tahun melaksanakan rangkaian penelitian yang membutuhkan kesabaran dan ketekunan. Kepada semua pihak yang telah membantu menyelesaikan proses penulisan Skripsi ini, penulis ucapkan terimakasih atas bantuannya yang sangat besar, ucapan terimakasih secara khusus penulis sampaikan kepada:

1. Bapak Drs. Iwan Yahya, M.Si selaku Pembimbing I yang selalu memberi pengarahan dan nasehat dalam pengerjaan skripsi.

2. Bapak Ubaidillah, S.T., M.Sc., Ph.D. selaku Pembimbing II yang memberi saran dan nasehat yang sangat membantu dalam pengerjaan skripsi.

3. Keluarga saya (Bapak, Ibu, Vellandya Diah P S dan Deby Kurnia Sari) tidak pernah berhenti memberi dukungan dari biaya, doa, dan nasihat penyemangat tiada henti.

4. Seluruh pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu.

Semoga Allah membalas semua kebaikan dan amal perbuatan yang dilakukan dengan balasan yang setimpal.

(9)

Penulis menyadari masih banyak kekurangan baik dalam penulisan Skripsi ini. Namun dengan Skripsi ini semoga penulis dapat sedikit berkontribusi dalam kebermanfaatan dunia pendidikan.

Surakarta, Maret 2019

Penulis

(10)

SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI

(11)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

PERNYATAAN ... iii

MOTTO ... iv

HALAMAN PERSEMBAHAN ... v

ABSTRAK ... vi

ABSTRACT ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI ... x

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR SIMBOL ... xv

PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang Masalah ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 2

1.3. Tujuan Penelitian ... 3

1.4. Manfaat Penelitian ... 3

1.5. Batasan Masalah ... 3

TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1. Getaran ... 5

2.2 Gelombang Bunyi ... 7

2.3 Interaksi Gelombang Bunyi pada Medium... 13

2.2. Gypsum ... 15

2.3. Tongkol Jagung ... 16

2.4. Material Peredam Suara ... 17

2.4.1. Material Berpori ... 17

(12)

2.4.2 Material Berongga ... 18

2.5. Komposit ... 18

2.5.1. Klarifikasi Komposit ... 19

2.5.2. Metode Pembuatan Komposit ... 21

2.6. Peredam Suara Berlapis Jamak ... 23

2.7. Karakteristik Akustik ... 24

2.8. Impedance Tube ... 24

2.8.1. Metode Tabung Impedansi Dua Mikrofon ... 24

2.9. Prinsip Kerja Mikrofon ... 27

2.10. Proses Perpindahan Kalor ... 31

2.10.1. Perpindahan Kalor secara Konduksi ... 31

2.10.2. Konduktivitas Termal ... 32

2.11. PULSE Labshop ... 34

METODE PENELITIAN ... 35

3.1. Waktu dan Tempat ... 35

3.2. Alat dan Bahan ... 35

3.3. Metodologi Penelitian ... 37

HASIL DAN PEMBAHASAN ... 40

4.1. Spesifikasi Bahan ... 40

4.2. Nilai Konduktivitas Termal ... 46

PENUTUP ... 50

5.1. Kesimpulan ... 50

5.2. Saran ... 50

DAFTAR PUSTAKA ... 51

LAMPIRAN ... 56

(13)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Konfigurasi Peredam Bising Berlapis ... 14

Gambar 2.2 Set up impedance tube dua mikrofon... 16

Gambar 3.1 Diagram Prosedur Penelitian yang Dilakukan... 28

Gambar 3.2 Set up Alat Pengujian Koefisien Serapan Suara dengan Metode Tabung Impedansi Dua Mikrofon (ASTM E105090)... .... 29

Gambar 3.3 Set up Alat Pengujian Konduktivitas Termal dengan Mengukur Suhu... ... 30

Gambar 4.1 Grafik Hubungan antara Frekuensi (Hz) dengan Koefisien Absorpsi pada (a) Sampel VKK (b) Sampel VKT (c) Sampel VKX (d) Sampel VKZ ... 32

Gambar 5.1 VKK1 ... ... 47

Gambar 5.2 VKK2 ... ... 47

Gambar 5.3 VKK3 ... ... 47

Gambar 5.4 VKK4 ... ... 47

Gambar 5.5 VKK5 ... ... 47

Gambar 5.6 VKT1 ... ... 47

Gambar 5.7 VKT2 ... ... 47

Gambar 5.8 VKX1 ... ... 47

Gambar 5.9 VKX2 ... ... 47

Gambar 5.10 VKX3 ... ... 47

Gambar 5.11 VKZ1... ... 47

Gambar 5.12 VKZ2... ... 47

Gambar 5.13 VKZ3... ... 47

Gambar 5.14 VKZ4... ... 47

Gambar 5.15 VKZ5... ... 47

Gambar 5.16 VKZ6... ... 47

(14)

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Nilai Koefisisen Absorpsi Gypsum ... 7 Tabel 2.2 Analisis Kimia Tongkol Jagung ... 8 Tabel 2.3 Rekomendasi Frekuensi Maksimal Berdasarkan Diameter

Mikrofon... 20 Tabel 2.4 Konduktivitas Termal Berbagai Bahan pada Suhu 0^o C ... 24 Tabel 4.1 Spesifikasi Bahan ... 31 Tabel 4.1 Nilai Koefisien Maksimal pada Sampel VKK di Beberapa

Frekuensi ... 33 Tabel 4.2 Nilai Koefisien Maksimal pada Sampel VKT di Beberapa

Frekuensi ... 33 Tabel 4.3 Nilai Koefisien Maksimal pada Sampel VKX di Beberapa

Frekuensi ... 34 Tabel 4.4 Nilai Koefisien Maksimal pada Sampel VKZ di Beberapa

Frekuensi ... 34 Tabel 4.5 Data Sampel Pengujian ... ... 35 Tabel 4.6 Data Perhitungan Densitas dan Porositas Sampel ... 35 Tabel 4.7 Nilai Konduktivitas Termal Sampel VKZ Pada Waktu

30 menit ... 36 Tabel 4.8 Nilai Konduktivitas Termal Sampel VKT Pada Waktu

30 menit ... 36 Tabel 4.9 Nilai Konduktivitas Termal Sampel VKX Pada Waktu

30 menit ... 36 Tabel 4.10 Nilai Konduktivitas Termal Sampel VKX Pada Waktu

30 menit ... 36 Tabel 4.11 Nilai Konduktivitas Termal Sampel Pembanding

Yellow Board 30 menit ... 37 Tabel 5.1 Perhitungan Nilai Konduktivitas Termal Sampel Pada

Waktu 30 Menit... 46 Tabel 5.2 Gambar Sampel Uji ... 47

(15)

DAFTAR SIMBOL

Ƒ : Frekuensi (Hz)

C : Kecepatan bunyi pada medium (m/s)

Λ : Panjang gelombang berjalan pada satu putaran gelombang (m)

Q : Laju Perpindahan Panas (Kj/s, W)

K : Konduktifitas Termal (W/m ^oC)

A : Luas Penampang (m²)

dT : Perbedaan Temperatur (^oC, ^oF)

dX : Perbedaan Jarak (m/s)

∆T : Perubahan Suhu (^oC, ^oF)

H : Kalor yang mengalir tiap satuan waktu (Watt)

Tw : Temperature Dinding (^oC, K)

T∞ : Temperatur Sekeliling (^OC, K)

U : Koefisien perpindahan panas (W/m²^oC)

U∞ : Koefisien perpindahan panas menyeluruh (W/m²^oC) Qq : Laju perpindahan panas (Kj/s atau W)

Qpancaran : Laju perpindahan panas (W)

 : onstanta boltzman (5,669. 10^-8W/m²K⁴)

T : Suhu absolut benda (^oC)

X : Jarak dari tepi depan

Υ : µ/ρ : Viskositas kinematic

P : Tekanan Bunyi (dB)

P’ : Tekanan Sesaat (dB)

P0 : Tekanan Normal (dB)

ɛo : Perforasi awal

ɛ : Perforasi

R : Resistansi termal (m²K/W)

ƒu : Frekuensi tertinggi (Hz)

Ρ : Massa jenis gram/cm³