pendinginan air udin.docx

7/30/2019 PENDINGINAN AIR udin.docx

1/18

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II

PENDINGINAN AIR

Oleh :

Nama : Sifauddin Muhammad Hidayatulloh

NIM : 1208105008

Dosen : Ida Bagus Alit Paramarta, S.Si., M.Si.

I Ketut Sukarasa, S.Si., M.Si.

Asisten Dosen : 1. Aryanti

2. Wahyulianti

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

2013


2/18

I. Tujuan Menentukan konstanta pndinginan air.

II. Dasar TeoriCairan yang lebih panas daripada suhu sekelilingnya, akan mendingin

karena perpindahan panas. Kecepatan mendingin air

(penurunan suhu tiap

satuan waktu) berbanding langsung dengan selisih suhu cairan dan ingkungannya,

yang dinyatakan dalam.

(4.1)

Dengan : = konstanta pendinginan air

= suhu cairan

= suhu lingkungan

= waktu

Persamaan (1) tersebut mempunyai penyelesaian sbb:

(4.2)

Pendinginan Newton

Hukum pendinginan Newton menyatakan bahwa tingkat kehilangan panas

benda (dQ) adalah sebanding dengan perbedaan suhu antara benda dan

sekitarnya(lingkungannya).

Hukum Newton tentang pendinginan umumnya terbatas pada kasus-kasus

sederhana di mana modus transfer energi konveksi, dari permukaan padat ke

cairan sekitarnya dalam gerakan, dan di mana ada perbedaan suhu yang kecil,


3/18

kira-kira kurang dari 10C. Ketika panas ditempatkan didalam medium benda

maka akan keluar cairan sedehana yang bervariasi, seperti dalam kasus gas, padat,

atau vakum, dll, ini menjadi efek residu yang memerlukan analisis lebih lanjut.

Perpindahan Panas Konveksi

Bila ada fluida yang bergerak terhadap suatu permukaan, dan kedua

suhunya tidak sama, maka akan terjadi mekanisme perpindahan panas secara

konveksi. Semakin cepat gerakan fluida tersebut, maka semakin besar laju

perpindahan panas konveksinya. Bila fluida tidak bergerak, maka mekanisme

perpindahan panas akan menjadi mekanisme perpindahan konduksi kembali.

Perpindahan panas konveksi

Karena konveksi terjadi akibat adanya gerakan fluida, maka dikenal istilah

konveksi alami dan konveksi paksa. Konveksi alami (konveksi bebas) terjadi

karena fluida bergerak secara alamiah dimana pergerakan fluida tersebut lebih

disebabkan oleh perbedaan massa jenis fluida akibat adanya variasi suhu pada

fluida tersebut. Logikanya, kalau suhu fluida tinggi, tentunya dia akan menjadi

lebih ringan dan mulai bergerak keatas.

Gambar 1.1 Perpindahan Panas Konveksi
http://nurulimantmunib.wordpress.com/2011/09/12/perpindahan-panas-konveksi/http://nurulimantmunib.files.wordpress.com/2011/09/convection-heat-transfer.jpghttp://nurulimantmunib.files.wordpress.com/2011/09/convection-heat-transfer.jpghttp://nurulimantmunib.files.wordpress.com/2011/09/convection-heat-transfer.jpghttp://nurulimantmunib.wordpress.com/2011/09/12/perpindahan-panas-konveksi/


4/18

Sementara konveksi paksa trjadi karena bergeraknya fluida bukan karena faktor

alamiah. Fluida bergerak karena adanya alat yang digunakan untuk menggerakkan

fluida tersebut, seperti kipas, pompa, blower dan sebagainya.

Laju perpindahan panas konveksi dirumuskan melalui hukum pendinginan

Newton (Newtons Law ofCooling) yang dinyatakan dengan:

Keterangan:

h = koefisien konveksi

A = luas permukaan konveksi

Ts =suhu permukaan

Tf = suhu fluida

Koefisien konveksi bukan merupakan properti dari suatu fluida. Ia

merupakan parameter yang diperoleh berdasarkan experimen yang mana nilainya

bergantung kepada semua variabel yang mempengaruhi proses konveksi seperti

geometri permukaan, sifat aliran fluida, properti fluida dan kecepatan fluida.

III. Alat dan Bahan1. Gelas beker dengan penutup2. Termometer3. Stopwatch4. Termos yang berisi air panas
http://nurulimantmunib.files.wordpress.com/2011/09/qconv.jpg


5/18

IV. Prosedur Percobaan1. Dicatat terlebih dahulu suhu kamar atau suhu lingkungan (T0).2. Gelas beker disi dengan air panas yang berasal dari termos, hingga

termometer yang ada dalam gelas beker tercelup.

3. Penurunan suhu yang ditunjukkan oleh termometer dicatat setiap 2menit.

V. Data PengamatanPada saat kami melakukan praktikum ini, data yang kami dapatkan adalah

sebagai berikut:

No. Percobaan Suhu Ruangan

1 I 31oC

2 II 29oC

3 III 28oC

4 IV 28,5oC

5 V 28,5oC

No. PercobaanSuhu

awal

Penurunan Suhu

2 menit 4 menit 6 menit 8 menit 10 menit

1 I 72oC 69oC 66oC 65oC 64oC 63oC

2 II 60

o

C 59

o

C 58

o

C 58

o

C 57

o

C 56

o

C3 III 68oC 67oC 66oC 65oC 65oC 64oC

4 IV 64oC 63oC 63oC 62oC 61oC 61oC

5 V 61oC 60oC 59oC 59oC 58oC 58oC


6/18

VI. Ralat

A. RALAT SUHU RUANGAN (To)- Ralat Suhu Ruangan Percobaan I

sToTo )5,031(

Ralat nisbi = %100

To

To=

31

5,0x 100% = 1,6%

Ralat kebenaran = 100% - 1,6% = 98,4 %

- Ralat Suhu Ruangan Percobaan IIsToTo )5,029(

Ralat nisbi = %100

To

To=

29

5,0x 100% = 0,017%

Ralat kebenaran = 100% - 0,017% = 99,98 %

- Ralat Suhu Ruangan Percobaan IIIsToTo )5,028(

Ralat nisbi = %100

To

To=

28

5,0x 100% = 0,018%

Ralat kebenaran = 100% - 0,018% = 99, 982%

- Ralat Suhu Ruangan Percobaan IVsToTo )5,031(


7/18

Ralat nisbi = %100

To

To=

5,28

5,0x 100% = 1,75 %

Ralat kebenaran = 100% - 1,75% = 98,25%

- Ralat Suhu Ruangan Percobaan VsToTo )5,031(

Ralat nisbi = %100

To

To=

5,28

5,0x 100% = 1,75 %

Ralat kebenaran = 100% - 1,75% = 98,25%

B. RALAT SUHU CAIRAN (T)Ralat Suhu Ruangan Percobaan I

sTT )5,063(

Ralat nisbi = %100

T

T=

63

5,0x 100% = 0,79 %

Ralat kebenaran = 100% - 0,79% = 99,21%

Ralat Suhu Ruangan Percobaan II

sTT )5,056(

Ralat nisbi = %100

T

T=

56

5,0x 100% = 0,89 %

Ralat kebenaran = 100% - 0,89% = 99,11%


8/18

Ralat Suhu Ruangan Percobaan III

sTT )5,064(

Ralat nisbi = %100

T

T

= 64

5,0

x 100% = 0,078%

Ralat kebenaran = 100% - 0,078% = 99,22 %

Ralat Suhu Ruangan Percobaan IV

sTT )5,061(

Ralat nisbi = %100T

T=

61

5,0x 100% = 0,82 %

Ralat kebenaran = 100% - 0,82% = 99,18%

Ralat Suhu Ruangan Percobaan V

sTT )5,058(

Ralat nisbi = %100T

T =585,0 x 100% = 0,86 %

Ralat kebenaran = 100% - 0,86% = 99,14%


9/18

C. RALAT KONSTANTA PENDINGINAN AIR

1. Ralat Keraguan Untuk Konstanta Pendinginan Air Percobaan I

1

0

0

0

00044,0006,0

6005,0

47,326,0

60047,3

60047,3

5,0600

26,047,3

5,0600

77,032ln

5,0600

31

5,0

63

5,031633163ln

ln

ln

ln

s

tt

To

T

T

TToTToT

tt

TToTT

t

TT

Ralat nisbi = %100

=006,0

00044,0x 100% = 7,33%

Ralat kebenaran = 100% - 7,3% = 92,67%


10/18

2. Ralat Keraguan Untuk Konstanta Pendinginan Air Percobaan II

1

0

0

0

00057,0006,0

600

5,0

30,3

34,0

600

30,3

600

30,3

5,0600

34,030,3

5,0600

71,027ln

5,0600

29

5,0

56

5,029562956ln

ln

ln

ln

s

tt

To

T

T

TToTToT

tt

TToTT

t

TT

Ralat nisbi = %100

=006,0

00057,0x 100% = 9,5%

Ralat kebenaran = 100% - 9,5% = 90,5%


11/18

3. Ralat Keraguan Untuk Konstanta Pendinginan Air Percobaan III

1

0

0

0

00014,0006,0

600

5,0

58,3

083,0

600

58,3

600

58,3

5,0600

083,058,3

5,0600

92,036ln

5,0600

28

5,0

64

5,028642864ln

ln

ln

ln

s

tt

To

T

T

TToTToT

tt

TToTT

t

TT

Ralat nisbi = %100

=006,0

00014,0x 100% = 2,33%

Ralat kebenaran = 100% - 2,33% = 97,67%


12/18

4. Ralat Keraguan Untuk Konstanta Pendinginan Air Percobaan IV

1

0

0

0

00029,0006,0

600

5,0

48,3

17,0

600

48,3

600

48,3

5,0600

17.048,3

5,0600

84,05,32ln

5,0600

5,28

5,0

61

5,05,28615,2861ln

ln

ln

ln

s

tt

To

T

T

TToTToT

tt

TToTT

t

TT

Ralat nisbi = %100

=006,0

00029,0x 100% = 4,83%

Ralat kebenaran = 100% - 4,83% = 95,17%


13/18

5. Ralat Keraguan Untuk Konstanta Pendinginan Air Percobaan V

1

0

0

0

00044,0006,0

600

5,0

38,3

26,0

600

38,3

600

38,3

5,0600

26,038,3

5,0600

77,05,29ln

5,0600

5,28

5,0

58

5,05,28585,2858ln

ln

ln

ln

s

tt

To

T

T

TToTToT

tt

TToTT

t

TT

Ralat nisbi = %100

=006,0

00044,0x 100% = 0,73%

Ralat kebenaran = 100% - 0,73% = 99,27%


14/18

VII. GrafikGrafik, menunjukkan penurunan suhu dalam tiap kenaikan waktu 2 menit.

Gambar 2.1. Grafik Penurunan Suhu

54.5

55

55.5

56

56.5

57

57.5

58

58.5

59

59.5

2 menit 4 menit 6 menit 8 menit 10 menit

Percobaan II

Percobaan II


15/18

VIII.PembahasanPada saat percobaan pertama, suhu ruangan yang telah diukur adalah

sebesar 31

o

C dengan menggunakan suhu awal air yang akan didinginkan adalah72oC. Pada setiap 2 menit penurunan suhu akan dicatat, dan itu dilakukan

sebanyak 5 kali. Pada menit pertama, didapat suhu sebesar 69oC, pada menit ke

dua didapatkan suhu sebesar 66oC, pada menit ke tiga didapatkan suhu sebesar

65oC, pada menit ke empat didapatkan suhu sebesar 64 oC, pada menit terakhir

didapatkan suhu sebesar 63oC. Sehingga dapat diketahui panurunan suhu pada

setiap 2 menit, dari suhu awal terjadi penurunan secara berurutan hingga menit

terakhir adalah sebesar 3oC, 3oC, 1oC, 1oC, 1oC.

Pada percobaan ke dua, suhu ruangan yang kami dapatkan adalah sebesar

29oC dan menggunakan air panas yang memiliki suhu awal sebesar 60oC.

Pendinginan suhu pada air akan dilakukan pengamatan setiap 2 menit, dan

dilakukan sebanyak 5 kali. Pada menit pertama diperoleh suhu sebesar 59oC, pada

menit ke dua diperoleh suhu sebesar 58oC, pada menit ke tiga diperoleh suhu

sebesar 58oC, pada menit ke empat diperoleh suhu sebesar 57oC, dan pada menit

terakhir diperoleh suhu sebesar 56o

C. Jadi, dapat dilihat penurunan suhu setiap 2menit dari suhu awal dengan berurutan adalah sebesar 1oC, 1oC, 0oC, 1oC, 1oC.

Pada percobaan ke tiga, kami mendapatkan suhu ruangan sebesar 28oC

degan menggunakan air panas yang akan didinginkan memiliki suhu awal sebesar

68oC. Setiap 2 menit akan dicatat penurunan suhu yang terjadi, hal ini dilakukan

sebanyak 5 kali. Pada menit pertama didapat suhu sebesar 67oC, menit ke dua

didapat suhu sebesar 66oC, menit ke tiga didapat suhu sebesar 65oC, menit ke

empat didapatkan suhu sebesar 65oC, dan pada menit terakhir didapatkan suhu

sebesar 64oC. Dengan data tersebut, didapatkan data penurunan suhu dari suhu

awal hingga akhir dengan berurutan sebesar 1oC, 1oC, 1oC, 0oC, 1oC.

Pada percobaan ke empat, besar suhu ruangan yang didapat adalah 28,5oC

dengan menggunakan air panas yang bersuhu 64oC. Penurunan suhu yang terjadi

setiap 2 menit akan dicatat. Pada menit pertama didapat suhu sebesar 63 oC, menit

ke dua diperoleh suhu sebesar 63oC, menit ke tiga diperoleh suhu sebesar 62oC,


16/18

menit ke empat suhu sebesar 62oC, dan pada menit terakhir didapatkan suhu

sebesar 61oC. Sehingga penurunan suhu setiap 2 menit dari suhu awal hingga

suhu akhir secara berurutan sebesar 1oC, 0oC, 1oC, 0oC, 1oC.

Pada percobaan ke lima, suhu ruangan yang kami dapat adalah sebesar

28,5oC dengan menggunakan air panas yang memiliki suhu sebesar 61oC. Setiap 2

menit, penurunan suhu yang terjadi akan dicatat dan percobaan ini dilakukan

sebanyak 5 kali. Pada menit pertama, kami mendapatkan suhu air sebesar 60oC,

menit ke dua kami mendapat suhu air sebesar 59oC, menit ke tiga diperoleh suhu

sebesar 59oC, menit ke empat diperoleh suhu sebesar 58oC, dan pada menit

terakhir didapatkan suhu air sebesar 58oC.

Dari beberapa percobaan di atas dapat kita lihat bahwa perbandingan

penurunan suhu dengan waktu adalah berbanding terbalik, suhu air akan turun

seiring dengan kenaikan waktu yang diberikan.


17/18

IX. Kesimpulan1. Konstanta pendinginan air adalah penurunan suhu air atau perpindahan

panas dari air ke lingkungan dalam satuan waktu.

2. Hukum pendinginan Newton menyatakan bahwa tingkat kehilanganpanas benda (dQ) adalah sebanding dengan perbedaan suhu antara benda

dan sekitarnya(lingkungannya).

3. Perpindahan panas konveksi adalah jika fluida yang bergerak terhadapsuatu permukaan, dan kedua suhunya tidak sama, maka akan terjadi

mekanisme perpindahan panas secara konveksi. Semakin cepat gerakan

fluida, maka semakin besar laju perpindahan panas konveksinya. Dan

jika fluida tidak bergerak, akan menjadi mekanisme perpindahan

konduksi kembali.

4. Suhu air akan turun seiring dengan kenaikan waktu yang diberikan,sehingga perbandingan penurunan suhu dengan waktu adalah

berbanding terbalik.


18/18

DAFTAR PUSTAKA

Paramarta, S.Si., M.Si., Ida Bagus Alit, I Gede Cahya Pradhana.2013.Penuntun

Praktikum Fisika Dasar II. Bukit Jimbaran: Jurusan Fisika, FMIPA, Universitas

Udayana.

Potter, Merle C. and Scott, Elaine P. (2004). Thermal Sciences - an Introduction

to Thermodynamics, Fluid Mechanics, and Heat Transfer, (pg. 61). U.S.:

Brooks/Cole.

www.eoht.info/page/Newtons+law+of+cooling

http://nurulimantmunib.wordpress.com/tag/hukum-pendinginan-newton/
http://www.eoht.info/page/Newton%E2%80%99s+law+of+coolinghttp://www.eoht.info/page/Newton%E2%80%99s+law+of+coolinghttp://www.eoht.info/page/Newton%E2%80%99s+law+of+cooling

pendinginan air udin.docx

Documents