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
- Memahami hubungan teori dan praktek tentang penggunaan hukum pendinginan newton.
- Menggmbarkan grafik antara temperatur dan waktu.
- Menghitung panas jenis zat cair.
- 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)
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
- Alat
- Tabung reaksi 2 buah
- Statif + klem 2 set
- Termometer 2 buah
- Lampu spiritus 2 buah
- Korek gas 1 buah
- Stopwatch 2 buah
- Neraca digital 1 buah
- Gelas ukur 1 buah
- Bahan
- Air 50 ml
- Minyak 50 ml
- Tissue Secukupnya
Identifikasi Variabel
Kegiatan 1
Mengukur Pendinginan Newton Pada Zat Cair (Air dan Minyak)
- Variabel Kontrol : Volume dan massa zat cair.
- Variabel Manipulasi : Suhu dan zat cair (air dan minyak).
- Variabel Respon : Waktu (t).
Definisi
Operasional Variabel
- Volume adalah banyaknya volume zat cair yang digunakan pada percobaan ini yang diukur dengan gelas ukur sebanyak 50 ml.
- Massa adalah massa zat cair yang digunakan pada percobaan ini yang diukur dengan menggunakan neraca digital.
- Suhu adalah derajat panas dinginnya suatu benda yang diamati setiap penurunan skalanya pada termometer.
- Waktu adalah seberapa lama zat cair tersebut saat suhunya berkurang.
- Zat cair adalah bahan yang diteliti dalam percobaan dalam hal ini minyak dan air.
Prosedur Kerja
- Mengukur massa gelas ukur kosong, mengisi gelas ukur dengan massa air tertentu, kemudian menghitung massa air.
- Memanaskan air dengan volume tertentu dan kemudian memasukkan ke dalam tabung reaksi.
- Memasukkan termometer dalam tabung reaksi dan mengusahakan agar termometer tersebut tidak menyentuh dasar dan pinggiran tabung reaksi.
- Mengamati penurunan suhu pada termometer sesuai dengan anjuran asisten
- Mengulangi prosedur 1 sampai 4 dengan zat cair yang lain.
- 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