KONDUKTIVITAS TERMAL

KONDUKTIVITAS TERMAL

I.             Latar belakang

Perpindahan kalor dapat melalui berbagai medium perantara diantaranya zat padat, cair maupun gas. Perpindahan dengan medium zat padat di sebut dengan konduksi. Dari peristiwa konduksi tersebut mengacu pada besaran konduktivitas termal yang merupakan fenomena transport dimana perbedaan temperature menyebabkan transfer energy termal.

Oleh karena itu perlu dilakukan percobaan ini guna mempelajari mengenai konsep perpindahan panas, hingga kemudian dapat menentukan besar nilai konduktivitas termal dari suatu bahan material (logam)

II.            Tujuan

Menerapkan konsep perpindahan panas untuk mengukur konduktivitas termal dari suatu material

III.           Dasar toeri

Konduktivitas termal merupakan fenomena transport dimana perpedaan temperature menyebabkan transfer energy termal dari suatu daerah panas ke daerah lain yang lebih rendah suhunya hingga terjadi keseimbangan termal. Keseimbangan panas terjadi apabila panas sama dengan jumlah panas benda yang dipanaskan dengan panas yang disebarkan oleh benda tersebut ke medium sekitarnya. (Donald,1997)

Dalam penyelidikan konduktivitas termal, jumlah panas yang dikonduksikan melalui material per satuan waktu, di rumuskan dengan:

∆Q/∆t = K A (∆T/∆x)

H = K A (∆T/∆x)

H: laju aliran panas

K: nilai konduktivitas termal

A: luas penampang

∆T: perubahan panas

∆x: panjang material

Bila garis dari aliran panas adalah parallel maka gradient temperature pada setiap penampang sama.(Kreith,1994)

Nilai konduktivitas termal dari berbagai macam bahan saat 0 ^oC

Bahan	K (W/m oC)
Perak	410
Tembaga	385
Alumunium	202
Nikel	93
Besi	73
Baja karbon	48

(Abbot,1979)

IV.          Metodologi percobaan

Alat dan bahan

1.    Thermocouple

2.    Heater

3.    Tabung(air panas dan dingin)

4.    Selang

5.    Jangka sorong

6.    Sampel(tembaga, alumunium, kuningan)

7.    Air

V.            Data pengamatan

Suhu ruang: 299,6 K

T1(K)	T2(K)	T3(K)	T4(K)
317,3	312,2	304,4	303,2
317,7	312,4	304,5	303,5
317,4	313,2	304,7	303,7
317,7	312,7	304,6	303,8
317,6	312,0	304,8	303,6

VI.          Analisa percobaan

Pada percobaan konduktivitas termal pada dasarnya merupakan perpindahan panas yang terjadi  dari benda bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. Percobaan dilakukan guna menentukan besar nilai konduktivitas termal dari suatu bahan yang nantinya akan dibandingkan dengan literaturnya. Nilai konduktivitas termal dari suatu bahan dapat ditentukan dengan menggunakan suatu acuan zat yang mempunyai laju alir standar. Dalam hal ini H standar yang di gunakan adalah dari alumunium. Alumunium dipilih karena mempunyai struktur yang mudah menghantarkan panas. Alas an lain adalah karena alumunium telah diketahui besar nilai K yang di dapat dari acuan literature yaitu 240 W/Mk.

Prinsip kerja dari percobaan ini adaah dengan mengalirkan panas pada logam uji yang telah disusun. Kemudian suhu pada masing-masing persambungannya di ukur dengan menggunakan thermocouple. Reservoir panas berada diatas logam dan reservoir dingin berada dibawahnya. Digunakn 2 reservoir inin agar terejadi keseimbangan termal.

Percobaan dilakukan dengan melakukan pengambilan data T(K) pada persambungan masing-masing logam. Di dapat bahwa T1>T2>T3>T4. Hal ini dikarenakan T1 yang paling dekat dengan reservoir panas, sehingga semakin ke bawah aliran panas yang didapatkan semakin kecil. Pada reservoir panas selalu di jaga dalam posisi mendidih.

Maka dapat dihitung niali konduktivitas termal dengan menentukan H standar aluminium terlebih dahulu berdasarkan persamaan.

H =K A( ∆T/∆x)

Dengan memasukkan nilai H yang di dapat maka dapat di cari nilai K dari kuningan maupun tembaganya.

VII.         Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapar disimpulkan bahwa:

Konduktivitas termal merupakan kemampuan bahan untuk mengahantarkan  panas. Dimana nilainya sebanding dengan laju alirnya . semakin besar nilai konduktivitas termalnya maka akan semakin besar pula kemampuan untuk menghantarkan panasnya, begitu pula sebaliknya.

Litertur:

Alumunium: 240 W/Mk

Tembaga:303 W/Mk

Kuningan: 109 W/Mk

VIII.        Daftar pustaka

Abbot, Michael.1979.Termodinamika edisi 2.Jakarta:Erlangga

Donald, R. 1997.Perpindahan Kalor.Jakarta:Erlangga

F.Kreith.1994.Prinsip Perpindahan Panas.Jakarta:Erlangga