NAMA MAHASISWA HARDY ADITYA CHANDRA
NIM 210401049
FAKULTAS/PRODI FT/S1 – TEKNIK MESIN
SEMESTER 1 (SATU)
TAHUN AJARAN 2021/2022
JUDUL PERCOBAAN KEHANTARAN THERMAL METODE LESS
TANGGAL PRAKTIKUM 05 NOVEMBER 2021
ASISTEN MIRANDA TAMBUNAN
LABORATORIUM FISIKA DASAR
UPT. PP. LABORATORIUM ILMU DASAR DAN UMUM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2021
KEHANTARAN THERMAL METODE LESS
I. Tujuan
1. Untuk membandingkan nilai kehantaran termal antara teori dengan hasil percobaan (praktek).
2. Untuk menentukan nilai kehantaran termal suatu bahan menurut Metode Less berdasarkan bahan yang bukan penghantar panas yang baik (isolator).
3. Untuk mengetahui apa saja faktor yang mempengaruhi nilai kehantaran thermal.
II. Peralatan dan Bahan 3. 1 Peralatan
1. Alat Less, terdiri dari 3 keping logam yang identik, 1 keping kayu dan alat pemanas berupa filamen.
2. Power Supply Digital
Fungsi :sebagai sumber tegangan arus listrik . 3. Termometer 3 buah
Fungsi :untuk mengukur suhu dari keping logam.
4. Termometer digital
Fungsi :untuk mengukur suhu kamar.
5. Keping penghantar buruk: Kayu
Fungsi :sebagai bahan penghantar buruk yang digunakan dalam percobaan.
6. Keping penghantar baik: Logam (Tembaga)
Fungsi :sebagai bahan penghantar baik yang digunakan dalam percobaan.
7. Amperemeter
Fungsi :untuk mengukur arus listrik dari rangkaian alat Less.
8. Voltmeter
Fungsi :untuk mengukur tegangan listrik dari rangkaian alat Less.
9. Jangka Sorong
Fungsi :untuk mengukur ketebalan dan diameter dari keeping logam dan keping kayu.
10. Tahanan Geser
Fungsi :untuk memvariasikan besarnya tegangan dan arus listrik.
11. Kabel dan Penjepit Buaya
Fungsi :untuk menghubungkan komponen listrik
3. 2 Bahan 1. -
III. Prosedur Percobaan
1. Diisi gelas ukur dengan air sebanyak 100 ml kemudian diukur suhu awalnya (suhu sebaiknya dibawah 15 ˚C).
2. Ditimbang tabung kalorimeter beserta pengaduk dengan menggunakan neraca digital.
3. Diisi tabung kalorimeter dengan air es yang telah diukur volumenya kemudian ditimbang kembali massanya.
4. Dihidupkan Power Supply kemudian diatur tegangan dan arus yang akan digunakan, lalu dimatikan Power Supply.
5. Dirangkai peralatan yang digunakan.
6. Dihidupkan Power Supply bersamaan dengan stopwatch kemudian dilakukan pengadukan secara perlahan-lahan dan terus menerus.
7. Diamati perubahan suhu pada waktu 60 s kemudian dicatat.
8. Dilakukan percobaan yang sama dengan interval waktu 60 s hingga mencapai 900 s.
9. Dimatikan Power Supply kemudian disusun kembali peralatan yang digunakan .
IV. Data Percobaan
I. Jenis Penghantar Baik: LOGAM
d = 4,16 𝑐𝑚 = 4,16 × 10−2 𝑚 r = 2,08 𝑐𝑚 = 2,08 × 10−2 𝑚 x = 1,28 𝑐𝑚 = 1,28 × 10−2 𝑚 II. Jenis Penghantar Buruk: KAYU
d’ = 5,20 𝑐𝑚 = 5,20 × 10−2 𝑚 r’ = 2,60 𝑐𝑚 = 2,60 × 10−2 𝑚 x’ = 0,27 𝑐𝑚 = 0,27 × 10−2 𝑚 III. I = 1,4 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒
V = 6,0 𝑉𝑜𝑙𝑡 IV. Ta = Suhu Kamar = 28 °𝐶
V. T10 = 28,5 °𝐶 T20 = 28,5 °𝐶 T30 = 28,5 °𝐶
Tabel 5.1 Data Percobaan Perubahan Suhu Terhadap Waktu
t (s) T1(oC) T2(oC) T3(oC)
300 29 31 33
600 30 35 38
900 32 38 41
1200 34 40 43
1500 35 42 45
Trata-rata
32 37,2 40
V. Analisis Data
1. Menghitung luas penampang keping penghantar baik (Logam)
2. Menghitung luas permukaan silindris keping penghantar baik (Logam) 𝑆 = 2𝜋𝑟𝑥
𝑆 = 2 ∙ 3,14 ∙ 2,08 × 10−2∙ 1,28 × 10−2
𝑆 = 𝟏𝟔, 𝟕 × 𝟏𝟎−𝟒 𝒎𝟐
3. Menghitung luas penampang keping penghantar buruk (Kayu) 𝐴′= 𝜋𝑟′2
𝐴′= 3,14 ∙ (2,60 × 10−2)2
𝐴′= 𝟐𝟏, 𝟐 × 𝟏𝟎−𝟒 𝒎𝟐
4. Menghitung luas permukaan silindris keping penghantar buruk (Kayu)
5. Menghitung suhu isolator rata-rata
6. Menghitung konstanta banding (c) 𝐴 = 𝜋𝑟2
𝐴 = 3,14 ∙ (2,08 × 10−2)2
𝐴 = 𝟏𝟑, 𝟔 × 𝟏𝟎−𝟒 𝒎𝟐
𝑆′= 2𝜋𝑟′𝑥′
𝑆′= 2 ∙ 3,14 ∙ 2,60 × 10−2∙ 0,27 × 10−2
𝑆′= 𝟒, 𝟒𝟏 × 𝟏𝟎−𝟒 𝒎𝟐
𝑇′= 𝑇1+ 𝑇2 2
𝑇′= 32 °C + 37,2 °C
2 = 𝟑𝟒, 𝟔 °𝐂
𝑒 = 𝑉. 𝐼
(𝑆(𝑇2− 𝑇𝑎) + (𝐴 + 𝑆)(𝑇2+ 𝑇3− 2𝑇𝑎)
7. Menghitung kehantaran thermal yang tidak baik
8. Menghitung persen deviasi
𝑒 = 6 .1,4
((16,7 × 10−4)(37,2 °C − 28 °C) + (13,6 × 10−4+ 16,7 × 10−4)(37,2 °C + 40 °C − 2 × 28 °C)
𝑒 = 6 .1,4
(153,64 × 10−4+ 642,36 × 10−4)
𝑒 = 6 .1,4 796 × 10−4 𝒆 = 𝟏𝟎𝟓, 𝟓 𝑾/𝒎𝟐. °𝑪
𝐾𝑝 = 𝑒{𝑆′(𝑇′− 𝑇𝑎) + (𝐴′+ 𝑆′)(𝑇1− 𝑇𝑎) 𝐴′(𝑇2− 𝑇1) 𝑥′
𝐾𝑝= 105,5{4,41 × 10−4. (34,6 − 28) + (21,2 × 10−4+ 4,41 × 10−4)(32 − 28)
21,2 × 10−4(37,2 − 32) 0,27 × 10−2
𝐾𝑝 = 105,5{29,106 × 10−4+ 102,44 × 10−4}
110,24 × 10−4 0,27 × 10−2
𝐾𝑝 = 33,99 × 10−2≈ 𝟎, 𝟑𝟒 𝑾/𝒎. °𝑪
%𝐷 = |𝐾𝑡− 𝐾𝑝
𝐾𝑡 | × 100%
%𝐷 = |0,16 − 0,34
0,16 | × 100%
%𝐷 = |−0,18
0,16 | × 100%
%𝐷 = 1,125 × 100% = 𝟏𝟏𝟐, 𝟓%
VI. Ulasan
1. Bandingkanlah hasil nilai kehantaran thermal secara praktek dan secara teori!
Hasil nilai kehantaran thermal yang tidak baik yang didapatkan secara teori adalah 𝐾𝑡 ≈ 0,16 𝑊/𝑚. °𝐶 dan untuk nilai kehantaran thermal yang tidak baik yang didapatkan secara praktek adalah 𝐾𝑝 ≈ 0,34 𝑊/𝑚. °𝐶. Besar persen deviasi antara kehantaran thermal teori dan praktek adalah %𝐷 = 112,5%.
2. Faktor yang memengaruhi nilai kehantaran thermal, yakni :
➢ Luas penampang
Semakin besar luas penampang suatu benda, maka semakin kecil nilai kehantaran thermalnya
➢ Suhu awal
Semakin tinggi suhu suatu ruangan, maka semakin tinggi pula nilai kehantaran thermalnya
➢ Jenis bahan yang digunakan
Semakin baik bahan yang digunakan, maka semakin besar nilai kehantaran thermalnya
VII. Kesimpulan dan Saran
Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan kali ini adalah :
1. Nilai kehantaran thermal yang diketahui secara teori adalah 𝐾𝑡≈ 0,16 𝑊/𝑚. °𝐶 dan jika dibandingkan dengan yang didapatkan dari percobaan kali ini adalah 𝐾𝑝 ≈ 0,34 𝑊/𝑚. °𝐶 . Maka terlihat bahwa adanya perbedaan nilai diantara keduanya dikarenakan ada berbagai faktor yang memengaruhinya, seperti luas penampang, suhu awal, dan jenis bahan yang digunakan.
2. Nilai kehantaran thermal suatu bahan menurut Metode Less berdasarkan bahan yang bukan penghantar yang baik dapat didapatkan melalui rumus :
𝐾𝑝 = 𝑒{𝑆′(𝑇′− 𝑇𝑎) + (𝐴′+ 𝑆′)(𝑇1− 𝑇𝑎) 𝐴′(𝑇2− 𝑇1) 𝑥′ , dimana e adalah konstanta banding yang dapat didapat dengan rumus :
𝑒 = 𝑉. 𝐼
(𝑆(𝑇2− 𝑇𝑎) + (𝐴 + 𝑆)(𝑇2+ 𝑇3− 2𝑇𝑎)
Dari percobaan kali ini, didapat nilai kehantaran thermal sebesar 0,34 𝑊/𝑚. °𝐶
3. Faktor-faktor yang memengaruhi nilai kehantaran thermal adalah luas penampang (𝐴), suhu awal (𝑇0), dan jenis bahan yang digunakan, berlaku untuk konduktor maupun isolator.
Adapun saran yang dapat diberikan dari percobaan ini adalah :
1. Asisten : Asisten mengarahkan proses kegiatan belajar mengajar dengan baik dan penjelasannya mudah dipahami sehingga menciptakan lingkungan belajar yang kondusif.
2. Laboratorium : Pemilihan alternatif dalam kegiatan belajar mengajarnya melalui daring sudah bagus untuk masa pandemi ini. Akan lebih baik jika bisa dilaksanakan secara offline.
3. Praktikum selanjutnya : Untuk praktikum selanjutnya, tidak ada yang perlu diubah karena sudah bagus dan berhasil memenuhi tujuan dilaksanakannya praktikum online ini.
