TEORI PERCOBAAN KEHANTARAN THERMAL METODE LESS, PERALATAN DAN FUNGSI

PERCOBAAN KEHANTARAN THERMAL METODE LESS

I.          Tujuan

            Menentukan nilai kehantaran suatu bahan menurut metode less untuk bahan penghantar kalor yang baik (konduktor)  dan bukan penghantar kalor yang baik (isolator)

II.        Teori

            Kehantaran thermal adalah kemampuan suatu benda untuk menghantarkan nilai/energy panas per satuan waktu per satuan panjang dan per satuan temperature. Satuan kehantaran thermal dalam SI adalah J.s^-1.m^-1.C^o-1.

Asas Black adalah suatu prinsip dalam termodinamika yang dikemukakan oleh Joseph Black. Asas ini menjabarkan: Jika dua buah benda yang berbeda yang suhunya dicampurkan, benda yg panas memberi kalor pada benda yang dingin sehingga suhu akhirnya sama.

Bunyi Asas Black adalah sebagai berikut:

"Pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendah"

Rumus Asas Black

Secara umum rumus Asas Black adalah

Q_lepas = Q_terima

Keterangan:

Q_lepas adalah jumlah kalor yang dilepas oleh zat

Q_terima adalah jumlah kalor yang diterima oleh zat

dan rumus berikut adalah penjabaran dari rumus diatas :

(M₁ X C₁) (T₁-T_a) = (M₂ X C₂) (T_a-T₂)

Cara cepat/mudah

(M₁ X T₁ + M₂ X T₂) / (M₁ + M₂)

Keterangan :

M₁ = Massa benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih tinggi

C₁ = Kalor jenis benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih tinggi

T₁ = Temperatur benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih tinggi

T_a = Temperatur akhir pencampuran kedua benda

M₂ = Massa benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih rendah

C₂ = Kalor jenis benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih rendah

T₂ = Temperatur benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih rendah

Jenis jenis perpindahan panas ada tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.

1.    Pengertian Konduksi

Konduksi itu adalah peristiwa berpindahnya kalor melalui medium (zat perantara) tanpa disertai dengan perpindahan partikel medium tersebut. Konduksi biasanya dapat terjadi pada zat padat seperti berbagai jenis logam dan gelas. Contohnya seperti ini, jika salah satu ujung logam dipanaskan maka ujung logam yang lain juga akan terasa panas karena kalor/panas merambat di dalam logam.

2.    Konveksi

Konveksi itu adalah peristiwa berpindahnya kalor dalam suatu medium yang disertai dengan perpindahan partikel mediumnya. Terus Perpindahan partikel medium terjadi karena apa ya ?
Perpindahan partikel medium terjadi karena adanya perbedaan suatu massa jenis. Konveksi biasa terjadi pada medium berupa zat cair dan gas. berikut ini adalah Contoh dari peristiwa konveksi kalor sebagai berikut.

a.    Pada siang hari, permukaan Bumi di daratan lebih cepat panas daripada lautan, mengapa ?
karena kalor jenis tanah lebih kecil daripada kalor jenis air. Akibatnya, udara di
atas daratan yang lebih panas akan naik ke atmosfer yang lebih tinggi karena
tekanannya kecil. Ruang yang ditinggalkan udara panas itu selanjutnya diisi
udara yang lebih dingin dari permukaan lautan. Aliran udara dari permukaan
laut inilah yang disebut angin laut.

b.    Ketika memasak air, massa air yang berada tepat di atas kompor akan
menerima kalor dan menjadi lebih panas. Air panas ini akan bergerak ke atas
hingga mencapai permukaan air karena massa jenisnya lebih kecil daripada
massa air yang lebih dingin. Akibatnya, massa air yang lebih dingin di bagian
atas akan terdesak dan bergerak turun menggantikan ruang yang sebelumnya
ditinggalkan massa air yang lebih panas. Kejadian ini berulang terus-menerus
hingga seluruh massa air di dalam panci itu mendidih.

3.    Radiasi

Radiasi adalah peristiwa berpindahnya  kalor dari satu tempat ke tempat lain dengan melalui pancaran sumber panas tanpa melalui medium. Radiasi terjadi misalnya pada pancaran sinar Matahari ke Bumi dan panas (rasa hangat) yang kita rasakan ketika sedang berada di dekat api unggun atau perapian.

Konduktor dan isolator

Berdasarkan kemampuanya dalam menghantarkan kalor/panas,benda-benda itu dibagi menjadi 2 macam/golongan, yaitu :

1. Konduktor, Yakni benda yang mudah menghantarkan kalor/panas secara konduksi, contonya itu seperti aluminium, besi, dan raksa

2. Isolator, yakni benda-benda yang sukar/sulit menghantarkan kalor/panas, contohnya itu seperti kayu, kaca, plastik, udara, dan air.

  

Konduktivitas termal untuk beberapa bahan :

KONDUKTOR		ISOLATOR
Bahan	k  (W/m.Co)	Bahan	k  (W/m.Co)
Aluminium	238	Asbestos	0,08
Tembaga	397	Concrete	0,8
Emas	314	Gelas	0,8
Besi	79,5	Karet	0,2
Timbal	34,7	air	0,6
Perak	427	kayu	0,18
		udara	0,0234

III.             PERALATAN DAN FUNGSI

1.    Alat lees berupa fillamen/pemanas

Fungsi : untuk merubah energy listrik menjadi energy panas

2.    Konduktor (3 buah keeping logam)

Fungsi :.sebagai bahan pengkantar kalor yang baik

3.    Termometer 3 buah

Fungsi : untuk mengukur kenaikan temperatur dari bahan yang diujikan

4.    Isolator (kayu)

Fungsi :.sebagai bahan yang diukur kehantaran termal nya

5.    PSA

Fungsi :  sebagai sumber arus dc

6.    Ammeter

Fungsi : sebagai alat untuk mengukur kuat arus yang masuk

7.    Jangka sorong

Fungsi : mengukur diameter dan tebal dari isolator (kayu) dan konduktor (keping logam)

8.    Saklar

Fungsi : untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian dengan sumber listrik

9.    Tahanan geser (resistor variabel/ rheostat)

Fungsi : untuk memvariasikan tegangan dan arus sehingga didapat daya (watt) yang diinginkan

10.    Voltmeter  

Fungsi: sebagai alat untuk mengukur tegangan listrik yang masuk

Daftar Pustaka

http://zero-d-inferno.blogspot.com/2011/12/kehantaran-thermal-metode-less.html

http://blognyaanakfisikausu.blogspot.com/2014/03/kehantaran-thermal-metode-lees.html

https://id.wikipedia.org/wiki/Asas_Black