Minggu, 08 Januari 2017

jurnal termodinamika,pendinginan newton




PENDINGINAN NEWTON

Jurusan Pendidikan Fisika Fakultas Tarbiyah UIN Alauddin Makassar

Abstrak

Telah dilakukan praktikum termodinamika dengan judul Pendinginan Newton”. Praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium fisika dasar jurusan Pendidikan Fisika. Praktikum ini bertujuan untuk, memahami hubungan teori dan praktik tentang penggunaan hukum Pendinginan Newton, menggambarkan grafik antara temperatur dan waktu, menghitung panas jenis zat cair, membandingkan grafik yang diperoleh dari percobaan dengan yang ada di literatur. Variabel yang diukur dalam praktikum ini adalah berapa lama  waktu yang dibutuhkan zat cair untuk menurunkan suhunya setiap satuan volume. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa suhu suatu zat akan berkurang seiring bertambahnya waktu. Kesimpulan yang diperoleh dari hasil praktikum ini adalah  dalam teori berhubungan dengan Hukum Newton mengatakan bahwa laju perubahan pendinginan suhu suatu benda  sebanding dengan perbedaan suhu sendiri dan suhu lingkunganya dan  dalam percobaan didapatkan bahwa suhu berkurang seiring bertambahnya waktu.

Kata kunci: Pendinginan ,Pemanasan, kalor,

TUJUAN

  1. Memahami hubungan teori dan praktek tentang penggunaan hukum pendinginan newton.
  2. Menggmbarkan grafik antara temperatur dan waktu.
  3. Menghitung panas jenis zat cair.
  4. Membandingkan grafik yang diperoleh dari percobaan dengan yang ada diliteratur.

METODOLOGI EKSPERIMEN

Teori Singkat

             Jika suatu zat cair yang temperaturnya di atas suhu kamar didinginkan dan penurunan temperaturnya diamati untuk setiap selang waktu tertentu, maka kita akan peroleh suatu kurva yang menyatakan hubungan antara suhu dan waktu. Kurva tersebut dinamakan kurva pendinginan. 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               (Tim dosen UIN, 2013: 6).

            Pada umum, pertukaan haba di antara suatu permukaan pepejal dan benda alir sekitarnya disebabkan oleh pengalir, olakan dan juga sinaran. Walau bagaimanapun, dalam julat suhu yang sederhana didapati (seperti yang ditemui oleh Newton) bahwa kadar pendinginan daripada permukaan pepejal adalah hampir berkadaran dengan perbedaan suhu dinding dan suhu pukal benda alir dengan syarat perbedaan suhu ini tidaklah terlalu besar. Oleh karena itu kadar pendinginan daripada pepejal ke benda alir dinyatakan sebagai

Q = (hA( w f)                                                         (1)

Dengan

            h   = Pekali pemindahan haba (W/m+2C)

            w  = suhu dinding (

            f    = suhu benda alir (

            A   = luas permukaan (m2)

Meskipun hukum ini hanya memberi nilai yang hampir tepat, namun ia amat berguna di dalam perhitungan ( H.Y.Wong, 1991 : 15 )

           Koefisien perpindahan kalor bukan suatu sifat termodinamika, tetapi merupakan parameter empiris yang menyatu ke dalam hubungan perpindahan kalor seperti  pola aliran di dekat permukaan, sifat fluida, dan geometri. Pada pergerakan fluida yang disebabkan oleh fan atau pompa, maka nilai koefisien perpindahan kalor yang terjadi umumnya lebih besar dibandingkan dengan pergerakan fluida akibat dorongan gaya apung. Kedua bentuk umum ibi disebut sebagai konveksi pulsa (forced convection) dan konveksi bebas (free of natural convection) ( Michael, 2001 : 62 )

Alat dan Bahan

  1. Alat

  1. Tabung reaksi                                                                                            2 buah
  2. Statif + klem                                                                                             2 set
  3. Termometer                                                                                               2 buah
  4. Lampu spiritus                                                                                           2 buah
  5. Korek gas                                                                                                  1 buah
  6. Stopwatch                                                                                                 2 buah
  7. Neraca digital                                                                                            1 buah
  8. Gelas ukur                                                                                                 1 buah

  1. Bahan

  1. Air                                                                                                             50 ml
  2. Minyak                                                                                                      50 ml  
  3. Tissue                                                                                                       Secukupnya          

Identifikasi Variabel

Kegiatan 1 Mengukur Pendinginan Newton Pada Zat Cair (Air dan Minyak)

  1. Variabel Kontrol         : Volume dan massa zat cair.
  2. Variabel Manipulasi    : Suhu dan zat cair (air dan minyak).
  3. Variabel Respon          : Waktu (t).

Definisi Operasional Variabel

  1. Volume adalah banyaknya volume zat cair yang digunakan pada percobaan ini yang diukur dengan gelas ukur sebanyak 50 ml.
  2. Massa adalah massa zat cair yang digunakan pada percobaan ini yang diukur dengan menggunakan neraca digital.
  3. Suhu adalah derajat panas dinginnya suatu benda yang diamati setiap penurunan skalanya pada termometer.
  4. Waktu adalah seberapa lama zat cair tersebut saat suhunya berkurang.
  5. Zat cair adalah bahan yang diteliti dalam percobaan dalam hal ini minyak dan air. 

Prosedur Kerja

  1.  Mengukur massa gelas ukur kosong, mengisi gelas ukur dengan massa air tertentu, kemudian menghitung massa air.
  2. Memanaskan air dengan volume tertentu dan kemudian memasukkan ke dalam tabung reaksi.
  3. Memasukkan termometer dalam tabung reaksi dan mengusahakan agar termometer tersebut tidak menyentuh dasar dan pinggiran tabung reaksi.
  4. Mengamati penurunan suhu pada termometer sesuai dengan anjuran asisten
  5. Mengulangi prosedur 1 sampai 4 dengan zat cair yang lain.
  6. Mencatat hasil pengamatan dalam tabel pengamatan.







HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA

Hasil pengamatan:

Kegiatan 1 : Pengamatan Hukum Pendinginan Newton pada Air 

Tabel  1 .1 : Pengamatan Hukum Pendinginan Newton pada Air

Vair                                         = 50 ml                        NST Termometer        = 1oC              

Massa gelas kosong                      = 125,641 gr                NST Neraca Digital    = 0,01 gr

Massa gelas kosong+air          = 148,458 gr

No
Zat Cair
T (oC)
t (s)
1
Air
80
0
77
28
75
61
73
105
70
176
67
281
65
327
63
388
60
500
57
607
55
691
53
787
50
934
47
1106
45
1243
43
1392
40
1352





Kegiatan  1.2   : Pengamatan Hukum Pendinginan Newton pada Minyak

Tabel  1 .2       : Pengamatan Hukum Pendinginan Newton pada Minyak

Vminyak                     = 50 m                         Massa gelas kosong +minyak = 139,469 gr

NST Termometer        = 1oC                           Massa gelas kosong      = 125,641 gr

NST Neraca Digital    = 0,01 gram

No
Zat Cair
T (oC)
t (s)
1
Minyak
80
0
77
26
75
48
73
71
70
111
67
165
65
201
63
242
60
307
57
381
55
489
53
559
50
669
47
795
45
894
43
999
40
1153



PEMBAHASAN

         Berdasarkan data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa percobaan  kami mendekati berhasil karna telah sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa perubahan suhu sebanding dengan perubahan waktunya. Dimana jika suhunya menurun maka waktu yang dibutuhkan juga semakin lama.

SIMPULAN DAN DISKUSI

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan maka simpulan pada percobaan ini yaitu dalam teori berhubungan dengan hukum Newton mengatakan bahwa laju perubahan  pedinginan suhu suatu benda sebanding dengan perbedaan suhu sendiri dan suhu lingkunganya sedangkan dalam percobaan didapatkan bahwa suhu berkurang seiring bertambahnya waktu. Jadi dalam percobaan ini berhubungan dengan hukum II termodinamika  mengatakan bahwa total entropi sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimum. Cara mengambar grafik dan waktu ada dua yaitu pada proses pemanasan air dimana konstantanya benilai positif dan pada proses pendinginan air dimana konstantanya bernilai negatif.

DAFTAR RUJUKAN

H.Y.Wong. 1991. Pemindahan Haba Untuk Jurutera. Malaysia : Universiti tekhnologi.

Moran, michael. 2001. Termodinamika Tekhnik. California : University of San Diego.

Newton’s law of cooling. 1910. The Encyclopedia Britannica. U.S: Brooks/Cole.

Tim dosen. 2013. Penuntun praktiku termodiamika. Makassar: UIN press.

Zemansky.1068. Fisika universitas. Jakarta: Erlangga.


Tidak ada komentar:

Posting Komentar

I
T
N
A
I
L
I
R
P
A
H
M
U
J