LAPORAN PRAKTIKUM PINDAH PANAS ACARA I NERACA PERINDAHAN PANAS DAN PENGUKURAN PANAS HILANG MELALUI RUANG PENDINGIN

LAPORAN PRAKTIKUM

PINDAH PANAS

ACARA I

NERACA PERINDAHAN PANAS DAN PENGUKURAN PANAS HILANG MELALUI RUANG PENDINGIN

DISUSUN OLEH

NAMA : KUSWADIN

NIM : 31312A0049

JURUSAN : TEKNIK PERTANIAN

      FAKULTAS PERTANIAN

    UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH  MATARAM

          2015

HALAMAN PENGESAHAN

Laporan ini dibuat sebagai salah satu syarat kelulusan mata kuliah Pindah Panas.

                                                                                         Mataram, 30 Desember 2015

Mengetahui

Co.ass Praktikum Pindah Panas RISKI HASMI

Praktikan            KUSWADIN              NIM : 31312A0049

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa , karena atas kehendak-Nya lah saya bisa menyelesaikan laporan praktikum ini tepat pada waktunya

      Adapun maksud dan tujuan penulis membuat laporan praktikum ini , adalah untuk memenuhi salah satu tugas dari mata kuliah Pindah Panas dan juga untuk menambah wawasan penulis sendiri.

      Dalam pembuatan dan penyusunan laporan praktikum ini tentu saja penulis mengakui bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan , baik dari segi isi , teori , dan sistematika penulisannya . Maka dari itu karena belum luasnya wawasan penulis, dan penulis sangat terbantu bila pembaca memberikan kritik dan saran yang bersifat membangun dan dapat menyempurnakan laporan ini dari segi manapun .

Akhir kata penulis berharap semoga laporan praktikum ini bisa bermanfaat bagi kita semua baik untuk hari ini dan untuk masa yang akan datang . Amin.

                                                                                                                                                                                                                                                   Mataram, 30, Desember, 2015

                                                                                                         Kuswadin

DAFTAR ISI

      HALAMAN SAMPUL …………………………………………………………………!

      HALAMAN PENGESAHAN ………………………………………………………….!!

KATA PENGANTAR................................................................................................... !!!

DAFTAR ISI.................................................................................................................. !x

BAB I PENDAHULUAN............................................................................................. 1

A.  Latar Belakang.......................................................................................................... 1

B.  Tujuan........................................................................................................................1

C.  Manfaat .................................................................................................................... .2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA.....................................................................................3

BAB III METODE PRAKTIKUM………………………………………………………5

a. Waktu dan tempat praktikum.......................................................................................5

b.  Alat dan bahan praktikum...........................................................................................5

BAB IV PEMBAHASAN………………………………………………………………6

A . Data Pengamatan dan Perhitungan…………………………………………………..6

Pembahasan...................................................................................................................11

BAB V PENUTUP........................................................................................................ 12

A.  Kesimpulan.............................................................................................................1.2

B.  Saran.........................................................................................................................12

DAFTAR PUSTAKA

  

BAB I

PENDAHULAUAN

A.    Latar Belakang

Pindah panas adalah ilmu teknik yang memperkirakan pemindahan energi yang terjadi antara benda-benda sebagai akibat terjadinya perbedaan suhu antara benda-benda tersebut. Penggunaan pindah panas dalam sebuah industri sangat penting. Dalam sebuah industri pindah panas dapat berupa pemanasan pada saat pengolahan bahan baku dan saat pengeringan. Pengaturan untuk melakukan pindah panas dalam industri diperlukan untuk menjaga mutu dari bahan itu sendiri.

Panas bergerak dari obyek panas ke obyek yang dingin, Bertambah besar perbedaan kedua obyek, bertambah besar panas yang dipindahkan, Makin tipis dinding pengantara atau penyekat kedua obyek, makin baik proses pemindahan panas. Oleh karena itu diperlukan untuk mengetahui lebih banyak mengenai pindah panas sehingga dapat diketahui perpindahan panas dan pengukuran panas yang hilang melalui ruang pendingin untuk mengetahui karakteristik dari masing-masing penghantar yang berbeda.

Perpindahan panas dari suatu zat ke zat lain sering terjadi berulang-ulang dalam industri pangan. Seperti proses memasak, membakar, sterilisasi ataupun pendinginan termasuk ke dalam perpindahan panas. Pada kebanyakan pengerjaan, diperlukan pemasukan atau pengeluaran ka1or, untuk mencapai dan mempertahankan keadaan yang dibutuhkan sewaktu proses berlangsung.

Pindah panas adalah suatu proses yang dinamis, yaitu panas dipindahkan secara spontan dari satu kondisi ke kondisi lain yang suhunya lebih rendah. Kecepatan pindah panas ini akan bergantung pada perbedaan suhu antar kedua kondisi. Semakin besar perbedaan, maka semakin besar kecepatan pindah panasnya.

B.     Tujuan praktikum

           Untuk mengetahui pindah panas yang hilang dari termos, stainless stell, dan calorimeter.

C.     Manfaat praktikum

Mahasiswa tahu bagaimana pindah panas yang hilang, dan pengalaman akan sebuah praktikumpun menambah wawasan kami sebagai mahasiswa.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Proses Pindah Panas

Perpindahan panas terjadi melalui suatu medium ke medium lain sebelum sampai ke obyek yang diinginkan. Metode pindah panas di sini terjadi secara serempak. Proses pindah panas dapat terjadi dengan tiga cara yaitu secara hantaran atau konduksi, secara aliran atau konveksi dan secara pancaran atau radiasi. Proses Pasteurisasi dalam pengolahan hasil pertanian berprinsip pada cara pindah panas dengan konduksi panas, yaitu apabila sebelah pelat dipanaskan, maka pelat yang berada disebelahnya akan menjadi panas pula. Ruang penyimpanan dingin adalah contoh penggunaan aliran atau konveksi panas dalam praktek, yaitu udara dingin sekitar pipa pendingin turun ke bawah dan udara panas naik ke atas sehingga membuat sirkulasi terus menerus serta membawa panas keseluruh ruangan. Pemanasan atau pengeringan hasil pertanian dengan penjemuran merupakan salah satu contoh praktek pemanasan secara pemancaran, walaupun selama pemancaran tersebut udara dianggap sebagai bahan penerus panas matahari (Anonim, 2007).

2.2. Alira Fluida

Dua fluida dengan temperatur awal yang berbeda mengalir sepanjang heat exchangers. Satu aliran mengalir sepanjang tabung, sedangkan arus lain pada bagian luar tabung tetapi masih didalam shell. Panas ditransfer dari satu fluida ke fluida lainnya melalui dinding tabung, baik dari sis tabung menuju shell atau sebaliknya. Fluida bisa merupakan cairan atau gas pada sisi shellmaupun pada sisi tabung. Dalam tujuan memindahkan panas secara efisien, suatu area perpindahan kalor yang besar harus digunakan, oleh karena itu terdapat banyak tabung. Dengan  cara ini, panas yang dibuang dapat disimpan untuk digunakan. Hal ini adalah suatu jalan yang baik untuk memelihara energi (Mariyah, 2008).

2.3. Perpindahan Panas Konveksi

Perpindahan panas konveksi dapat dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu konveksi bebas atau alamiah, dan konveksi paksa. Penerapan perpindahan panas konveksi bebas atau alamiah ini misalnya pada pemanasan aliran udara yang melalui radiator, dan pemanasan air dalam ketel. Fluida panas yang menerima panas akan naik ke atas, kekosongan tempat massa fluida yang telah naik diisi oleh massa fluida yang bersuhu rendah. Aliran fluida terjadi akibat adanya perbedaan densitas akibat adanya gradien suhu di dalam massa fluida tersebut. Contoh penerapan pada perpindahan panas konveksi paksa yaitu aliran kalor melalui pipa panas (Incropera, 2002).

a)      Konveksi

Perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada zat cair dan gas. Perpindahan kalor secara konveksi terjadi karena adanya perbedaan massa jenis dalam zat tersebut. Perpindahan kalor yang diikuti oleh perpindahan partikel-partikel zatnya disebut konveksi/aliran. Selain perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada zat cair, ternyata konveksi juga dapat terjadi pada gas/udara. Peristiwa konveksi kalor melalui penghantar gas sama dengan konveksi kalor melalui penghantar air.  Perpindahan panas secara konveksi terjadi melalui aliran zat. Misalnya, es batu yang mencair dalam air panas. Panas dari air panas berpindah ke es batu. Panas berpindah bersama mengalirnya air panas ke es batu dan es batu mleleh.

b)      Radiasi

Radiasi merupakan proses terjadinya pindah panas (kalor) tanpa menggunakan zat paearantara. Perpindahan kalor secara radiasi tidak membutuhkan zat perantara. Radiasi juga dapat dikatakan sebagai perindahan kalor melalui media atau ruang akhirnya diserap oleh benda lain. Contohnya matahari dan api unggun di siang hari, dan pasti mengalami proses panas, baik panas dari matahari maupun panas dari api.

c)      Konveksi

Konveksi merupakan perpindahan kalor (panas) yang disertai dengan berpindahnya zat perantara. Contohnya pada saat proses pemasakan air.

Pindah panas adalah suatu proses yang dinamis, yaitu panas dipindahkan secara spontan dari satu kondisi ke kondisi lain yang suhunya lebih rendah. Kecepatan pindah panas ini akan bergantung pada perbedaan suhu antar kedua kondisi. Semakin besar perbedaan, maka semakin besar kecepatan pindah panasnya.

BAB III

METODELOGI PRAKTIKUM

A.    Waktu dan Tempat Praktikum

Ø  Waktu pelaksanaa praktikum

Hari/tanggal : Selasa 29 Desember 2015

Jam              : 10.00 sampai selesai

Ø  Tempat pelaksanaan praktikum

Tempat        : Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri Universitas Mataram.

B.     Alat dan Bahan Praktikum

Ø  Alat praktikum

1.      Termos

2.      Stainless Steel

3.      Kalorimeter

4.      Penggaris

5.      Stopwatch

6.      Thermometer

Ø  Bahan praktikum

Ø  Air dan Es Batu

C.     Cara kerja

 Langkah-langkah kerja dalam praktikum ini adalah sebagai berikut:

1.      Siapkan air es yang mempunyai suhu 5⁰C.

2.      Ukur dimensi termos, stainless steel, kalorimeter.

3.       Isi air dingin kedalam termos, stainless steel dan kalorimeter, dipasang thermometer dan pengaduk, ditutup termos, stainless steel dan calorimeter serapat-rapatnya dimana pada termos dan stainless steel.

4.      Ukur temperature awal untuk tiap air pada ketiga tabung dinding serta termperatur lingkungan. Kemudian setiap interval waktu 5 menit, suhu diukur dan dicatat sampai selama 30 menit.

5.      Catat pada tabel pengamatan dan hitung koefisien pindah panas gabungannya.

D.    HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

 Hasil Pengamatan

                Tabel 1. Hasil Pengamatan Pengukuran Dimensi Termos, Stainless Steel, dan Kalorimeter.

No	Dimensi	Termos (m)	Stainless steel (m)	Kaloremeter (m)
1 2 3 4	Tinggi Diameter dalam Diameter luar Tebal dinding dalam gelas	25 20 22,5 0,013	7 6 6,6 0,1	31,5 4,5 7,5 0,013

Tabel 2. Hasil Pengamatan Perubahan Suhu

Waktu (menit)	Suhu air dalam (0C)			Suhu lingkungan (0C)
	Termos	Stainless steel	Kalorimeter
0 5 10 15 20 25 30	5 10 10 9 8 11 11	5 7 9 13 10 9 9	5 8,9 12 11 15 11 13	25 28 27 24 26 28 24

Tabel 3. Hasil perhitungan Panas Hilang

No	Nama Alat	Koefisien Pindah Panas Gabungan U	Panas Yang Hilang (Joule)
1 2 3	Stainless Steel Kalorimeter Termos	0.772 0.997 1.441	57,518 91,958 105,885

4.2. Hasil Perhitungan

Keterangan:

U               = koefisien pindah panas gabungan

Tu              = suhu rata-rata lingkungan

Ta              = suhu awal

d                = diameter luar

dd              = tebal dinding luar

dg              = tebal dinding gelas

di               = diameter dalam

hd              = 3500 J/s.m².°C

ki               = 20,92 J/s.m².°C

hi               = 5,81 J/s.m².°C

kg              = 0,039 J/s.m².°C

kd              = 0,46 J/s.m².°C

d                = 0,013 m²

1.      Koefisien pindah panas gabungan

a.       Stainless steel

U = 0,772 m²

b.      Kalorimeter

U = 0,997 m²

c.       Termos

U = 1,441 m²

2.      Menghitung panas yang hilang

a.       Stainless steel

= 3,3

A =  + 2r t

= 3,14 x 3,3² + 2 x 3,14 x 3,3 x 64

= 3,14 x 10,89 + 2 x 3,14 x 3,3 x 64

= 34,194 + 13,263

= 47,457

δ = U x A (Tu-Ta)

= 0,772 x 47, 457 (182-25)

= 36,636 x 157

= 57,518 ⁰C

b.      Kalori meter

= 3,75

A =  + 2r t

= 3,14 x 3,75² + 2 x 3,14 x 3,75 x 62

= 3,14 x 14,06 + 2 x 3,14 x 3,75 x 62

= 44,148 + 14,601

= 58,749

δ = U x A (Tu-Ta)

= 0,997 x 58,749 (182-25)

= 58,572 x 157

= 91,958 ⁰C

c.       Termos

= 11,25

A =  + 2r t

= 3,14 x 11,25² + 2 x 3,14 x 11,25 x 75,9

= 3,14 x 126,56 + 2 x 3,14 x 11,25 x 75,9

= 39,739 + 53,623

= 93,362

δ  = U x A (Tu-Ta)

= 1,441 x 93,362 (182-25)

= 674,44 x 157

= 105,887  ⁰C

  

                                                       BAB IV

                                             PEMBAHASAN

Perpindahan panas merupakan proses berpindahnya kalor atau panas dari bahan yang mempunyai suhu tinggi ke bahan yangmempunyai suhu rendah. Peningkatan panas akan menyebabkan molekul-molekul bergerak lebih cepat, sehingga dengan diserapnya panas energi kinetik molekul akan meningkat. Bila molekul dengan kecepatan tinggi bertumbukan dengan molekul yang bergerak dengan kecepatan lebih rendah, maka panas akan dipindahkan, sehingga molekul yang cepat kehilangan energi, sedangkan molekul lambat memperoleh tambahan energi.

Pemindahan panas merupakan suatu fenomena pemindahan energi. Peningkatan panas akan menyebabkan molekul-molekul bergerak lebih cepat, sehingga dengan diserapnya panas energi kinetika molekul akan meningkat. Bila molekul dengan kecepatan tinggi bertumbukan dengan molekul yang bergerak dengan kecepatan lebih rendah, maka panas akan dipindahkan, sehingga molekul yang cepat kehilangan energi, sedangkan molekul yang lambat memperoleh tambahan energi. Perubahan energi panas dari bahan diketahui dari perubahan suhunya.

Pada pindah panas terdapat dua hukum alam, yang pertama yaitu hukum  utama  I  atau  Azaz Black . Pada penukaran panas antara dua jenis benda, maka jumlah kalor keseluruhan akan tetap (kecuali ada usaha yang dilakukan pada saat perpindahan tersebut)”.

Hukum kedua yaitu hukum Utama II yaitu “Apabila antara dua benda yang berlainan suhunya terjadi pemindahan panas, maka hal ini selalu berlangsung sedemikian rupa sehingga benda yang lebih panas bertambah dingin dan benda yang lebih dingin akan bertanbah panas”. Dengan kata lain, bahwa apabila dua benda yang bersuhu  tidak sama, bersentuhan, maka akan terjadi perubahan suhu kedua benda tersebut akibat adanya perpindahan panas.

Berdasarkan hasil pengamatan dan perhitungan diperoleh nilai koefisien pindah panas gabungan pada stainless steel, yaitu sebesar 0,772 dan panas yang hilang sebesar 57,518Joule. Pada kalorimeter nilai koefisien pindah panas gabungan sebesar 0,997 dan panas yang hilang sebesar 91,958 Joule. Dan pada termos nilai koefisien pindah panas gabungan sebesar 1.442 dan panas yang hilang sebesar105,885 Joule.

Pada proses pengamatan data pindah panas pada acara I itu datanya tidak nilainya tidak selalu naik, akan tetapi tidak tetap. Kemudian pada saat perhitunngan pindah panas banyak yang hilang. Karena ada beberapa factor yang mempengaruhinya, sehingga pindah panas tetap akan hilang pada setiap benda misalnya stainless steel, termos, dan kalori meter. Factor yang mempengaruhi terjadinya panda panas yang hilang yaitu stailessteel dikatakan sebagai benda yang terbuat dari besi, termos dikatakan sebagai benda plastic, dan thermometer dikatakan sebagai benda logam.

                                                        BAB V

                                                    PENUTUP

A.    Berdasarkan hasil pengamatan, perhitunga dan pembahasan dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1.      Pindah panas adalah ilmu teknik yang memperkirakan pemindahan energi yang terjadi antara benda-benda sebagai akibat terjadinya perbedaan suhu antara benda-benda tersebut.

2.       Koefisien panas gabungan dan jumlah panas yang hilang dipengaruhi oleh ketebalan dinding dari ruang pendingin, serta penbedaan suhu lingkungan dan suhu dalam ruang pendingin.

3.       Pada stainless steel, kalorimeter, dan termos masing-masing terjadi perubahan suhu yang relatif tidak konstan.

4.       termos terbuat dari plastik sehingga kemampunan mempertahankan panasnya sangat kecil sehingga esnya lebih cepat mengalir dan menyebabkan jumlah panas yang hilang meningkat.

5.      Perbedaan jumlah panas yang hilang dipengaruhi oleh luas permukaan alat, senakin besar luas permukaan maka semakin banyak panas yang hilang, karena kandungan udaranya lebih banyak.

B.     Saran

Sebaiknya praktikan lebih serius dalam melakukan praktikum supaya tidak terjadi kesalahan dalam melakukan percobaan dan pengambilan data.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2011. Perpindahan Panas dan Massa. Pertanian UGM. Yogyakarta.

Kumara, D. 2011. Evaporasi. http://danangkumarahadi.blogspot.com.html. (Diakses pada tanggal 5 Desember 2013).

http://kamuspengetahuan.blogspot.com/2009/03/sifat-koligatif-larutan.html diakses tangal 16 Mei 2011 Pukul 10.20