Laporan Praktikum Radiasi Risma

I.

TUJUAN PRAKTIKUM Setelah melakukan praktikum perpindahan panas (radiasi), mahasiswa diharapkan dapat :

a. Mengetahui Mengetahui proses proses perpind perpindahan ahan panas panas pada pada Solar Solar Water Water Heater. Heater. b. Mengetahui laju perpindahan panas pada Solar Water Water Heater pelat hitam dan putih. c. Mengetahui Mengetahui karakter karakterisitik isitik Solar Solar Wate Waterr Heater pelat pelat hitam hitam dan putih. putih. d. Mengetahui Mengetahui efektiit efektiitas as perpindahan perpindahan panas panas radiasi radiasi pada Solar Solar Wat Water er Heater pelat pelat hitam dan putih.

II.

DASAR TEORI 2.1. Pengerti Pengertian an Radiasi Radiasi

!adiasi adalah perpindahan panas dari temperatur tinggi ke temperatur rendah akibat gerakan foton "ang bergerak secara acak atau proses berpindahn"a energi akibat beda temperatur karena adan"a pancaran. #ada perpindahan secara radiasi, panas ditransfer ditransfer melalui melalui gelombang gelombang elektromagn elektromagnetik, etik, dimana dimana kecepatan kecepatan gelombang gelombang tersebut tersebut sama dengan kecepatan caha"a. $elomb $elombang ang elektr elektroma omagne gnetik tik merupa merupakan kan gelomb gelombang ang "ang "ang tidak tidak memerlu memerlukan kan mediu edium m

untu ntuk

meram eramb bat, at,

dapat apat

mera meramb mbat at

dalam alam

ruan ruang g

hampa ampa..

$elo $elom mbang ang

elektromagnetik ini didasarkan pada hipotesis %ames &lark Ma'well. &ontoh sederhana pada kita adalah pancaran sinar matahari "ang beradiasi melewati angkasa dan atmosfer bumi, dimana terakhir bumi akan men"erap radiasi tersebut. dara han"a dapat men"erap sedikit radiasi dari sinar matahari tersebut, karena gelombang elektromagnetik tersebut dapat menembus udara, oleh karena itu tidak diserap. erbeda haln"a dengan pada gas*gas seperti &+  dan H+ "ang akan men"erap sebagian besar dari energi radiasi "ang dipancarkan oleh sumber radiasi.

$ambar -. #erpindahan panas radiasi (a) #ada #ermukaan, # ermukaan, (b) ntara #ermukaan dan /ingkungan

28

enda*benda "ang terkena radiasi, meradiasikan energi "ang terdiri dari foton* foton "ang bergerak dengan arah, fasa dan frekuensi "ang acak. 0oton*foton tersebut dapat diserap, direfleksikan atau diteruskan melalui permukaan. da tiga sifat permukaan "ang mengukur kuantitas*kuantitas "ang dimaksud, diantaran"a: - bsortiitas (keterserapan), 1 adalah bagian dari radiasi "ang diserap oleh bahan. - !eflek !efleksi siitas itas (keter (keterpan pantul tulan) an),, 2 adalah adalah bagian bagian radiasi radiasi "ang "ang direfl direfleksi eksikan kan oleh oleh bahan.

-

3ransmisiitas,

τ adalah bagian radiasi "ang ditransmisikan oleh bahan.

%umlah ketiga fraksi adalah satu, "aitu: α + ρ + τ = 1

#ersamaan !adiasi 4

q = Aσε T 4imana : 5 6 /aju aliran energi 7Watt8 7Watt8  6 /uas permukaan bidang radiasi 7m 8 σ 6 3etapan olt9man 7Wm; <8 ε

6 =misiitas

3 6 3emperatur 7;8 4i bawah ini adalah hal * hal "ang mempengaruhi nilai emisiitas : -. #anj #anjan ang g gel gelom omba bang ng =misiitas benda "ang permukaann"a bersifat logam cenderung turun jika panjang gelombangn"a semakin tinggi. Sedangkan emisiitas benda "ang tidak bersifat logam cenderung naik seiring kenaikan panjang gelombangn"a. ntuk benda * benda semi transparan memiliki ariasi panjang gelombang sehingga butuh pertimbangan khusus untuk menentukan emisiitasn"a. . ;ond ;ondis isii per permu muka kaan an ntuk benda * benda "ang bersifat logam akan memiliki emisiitas "ang cenderung naik jika permukaann"a kasar atau tinggi tingkat oksidasin"a dan sebalikn"a jika dipoles atau diperhalus emisiitasn"a akan semakin turun. Material "ang memiliki permukaan logam "ang teroksidasi tipis akan memiliki emisiitas "ang tergantung keteba ketebalan lan emisii emisiitasn tasn"a "a.. #ada #ada panjan panjang g gelomb gelombang ang "ang "ang tinggi tinggi,, permuka permukaan an "ang "ang teroksidasi menjadi bersifat transparan dan kamera inframerah akan mengukurn"a sebagai permukaan "ang tidak teroksidasi. >. Sudut udut pand pandan ang g

28

=mis =misi iit itas as mate materi rial al tida tidak k meng mengal alam amii peru peruba baha han n "ang ang bera berart rtii asal asalka kan n sudu sudutt pandangn"a maksimum
2.2. Radiasi Radiasi Benda Benda Hitam Hitam

umi sebagai contoh pen"erap radiasi dari sinar matahari merupakan salah satu benda "ang dapat men"erap pancaran sinar radiasi "ang disebut dengan benda hitam. 4alam ilmu fisika benda hitam merupakan ob"ek "ang dapat men"erap seluruh radiasi elektromagnetik "ang jatuh kepadan"a serta tidak ada radiasi "ang dapat keluar atau dipantulkan. Meskipun demikian, secara teori benda hitam juga dapat memancarkan seluruh panjang gelombang energi "ang mungkin ada padan"a. %umlah dan jenis radiasi elektromagnetik "ang dipancarkann"a bergantung pada suhu benda hitam tersebut. ila seberkas sinar "ang masuk kedalam lubang suatu benda, sinar akan dipantulkan berkali* kali sehingga intensitas sinar lama*kelamaan akan berkurang (karena sebagian sinar "ang diserap, diserap oleh dinding), sampai pada suatu waktu energi radiasi akan menjadi nol. Hal inilah "ang disebut dengan benda itam.

$ambar . enda Hitam

pabila benda hitam tersebut kita panaskan dengan temperatur tertentu, maka dinding atau permukaan dari benda hitam akan memancarkan radiasi secara merata pada saat suhun"a merata pada bagian dinding atau semua bagian permukaan. 4imana radiasi dari dari benda benda hitam hitam akan akan memanca memancarka rkan n radiasi radiasin"a n"a bila bila ada lubang lubang pada pada benda benda hitam hitam tersebut,maka radiasi itu disebut dengan radiasi benda hitam. erdasarkan hal tersebut, dengan adan"a kenaikan temperatur atau dengan temperatur "ang tinggi, benda hitam akan dapat memancarkan radiasin"a kelingkungan bila ada celah atau lubang pada suatu bagian dari benda hitam tersebut. 4an suatu benda dikatakan benda hitam apabila dapat men"erap pancaran radiasi dari sumber bila ada sebagian kecil celah atau lubang pada benda hitam. 28

$ambar >. !adiasi enda Hitam

Secara umum nilai emisiitas untuk benda * benda "ang tidak bersifat logam misaln"a bata cenderung tinggi sedangkan untuk benda * benda "ang bersifat logam tetapi tidak teroksidasi cenderung memiliki nilai emisiitas "ang rendah. 4engan kata lain, benda * benda "ang memiliki permukaan "ang tidak bersifat memantulkan, misaln"a aspal, akan memiliki emisiitas "ang tinggi sedangkan "ang bersifat sangat memantulkan, misaln"a gulungan alumunium, akan memiliki emisiitas "ang rendah. 2.!. S"#ar $ater Heater

#anas tenaga matahari menggunakan panas matahari secara langsung. #engumpul panas matahari diatas atap kita dapat men"ediakan air panas untuk rumah kita, dan membantu menghangatkan rumah kita. Sistem panas matahari berdasarkan prinsip sederhana "ang telah dikenal selama berabad*abad: matahari memanaskan air "ang mengisi bejana gelap. 3eknologi tenaga panas matahari "ang ada di pasar saat ini sangat efisien dan bisa diandalkan. Saat ini pasar men"ediakan tenaga matahari untuk aplikasi dengan cakupan luas, dari pemanas air domestik dan pemanas ruangan di perumahan dan gedung * gedung komersial, sampai pemanas kolam renang, tenaga matahari*pendingin, proses pemanasan industri dan memproses air menjadi tawar. Saat ini produksi pemanas air panas domestik merupakan aplikasi paling umum untuk tenaga panas matahari. 4i beberapa negara hal ini telah menjadi sarana "ang umum digunakan oleh gedung tempat tinggal. 3ergantung pada kondisi dan konfigurasi sistem, kebutuhan air panas dapat disediakan oleh tenaga matahari hingga -@@A . Sistem "ang lebih besar dapat ditambahkan untuk menutupi bagian penting dari kebutuhan energi untuk pemanas ruangan. da dua tipe teknologi: 3abung akum * pen"edot di dalam tabung akum men"edot radiasi dari matahari dan memanaskan cairan di dalam, seperti di panel tenaga matahari datar. 3ambahan radiasi diambil dari reflektor di belakang tabung. entuk bundar tabung akum membuat caha"a matahari dari berbagai sudut dapat mencapai pen"erap secara langsung. ahkan di saat mendung, ketika caha"a datang dari ban"ak sudut pada saat bersamaan, tabung akum kolektor tetap dapat efektif. 28

;olektor solar panel datar * pada dasarn"a merupakan kotak "ang ditutupi kaca "ang ditaruh di atap seperti caha"a langit. 4i dalam kotak terdapat serangkaian tabung pemotong dengan sirip pemotong terpasang. Seluruh struktur dilapisi substansi hitam "ang didesain untuk menangkap sinar matahari. Sinar ini memanaskan air dan campuran bahan anti beku, "ang beredar dari kolektor turun ke pemanas air di bawah tanah.

$ambar <. &ontoh penggunaan =nergi Matahari sebagai pemanas air solar water heater.

;omponen utama solar water heater terdiri dari panel kolektor dan tangki "ang dihubungkan dengan dua pipa aksesories. #anel kolektor pada solar water heater dilengkapi dengan penutup kaca berfungsi sebagai penangkap panas sinar matahari "ang didalamn"a tersusun rangkaian pipa tembaga sebagai jalur air "ang dibalut sirip absorber. Sedangkan tangki solar water heater berfungsi sebagai B3hermosB (tempat pen"impanan air berinsulasi) "ang mampu menahan penurunan panas secara minimal. #ada saat matahari bersinar, panel kolektor menangkap sinar matahari dan secara mekanis mengalirkan panas dari sirip absorber ke pipa*pipa tembaga "ang berisi air, sehingga suhu air didalamn"a perlahan meningkat. #anel solar water heater berpedoman pada prinsip alamiah air B3hermosiphonB. 3hermosiphon ialah prinsip pasif perpindahan panas dengan memanfaatkan proses alamiah koneksi air. #ada praktekn"a, prinsip ini dimulai dari air "ang berada pada panel kolektor mengalami pemanasan dan akan bergerak ke sisi atas dan masuk ke dalam tangki. #ada saat bersamaan, air di dalam tangki "ang bersuhu rendah terdorong turun ke dalam panel kolektor. #ergerakan perputaran air ini bergerak berkesinambungan sehingga terjadi sirkulasi secara mekanis "ang mengakumulasi peningkatan suhu didalam tangki. #ergerakan perpindahan antara air bersuhu tinggi digantikan air bersuhu rendah dapat bergerak mekanis tanpa bantuan tambahan pompa. III.

A%AT DAN BAHAN

28

-. Solar water heater . lat pengukur besarn"a C iradiasi matahari >. 3hermometer (- buah) <. Stopwatch (- buah) ?. Solar &ell D. ir secukupn"a (untuk dipanaskan) E. enda berwarna hitam dengan bahan "ang berbeda (plastik, ka"u, karet dan logam)

I&.

PROSEDUR PRAKTIKUM '.1. Per("baan )e*1 +mengeta,i iradiasi mataari -

-. Men"iapkan peralatan praktikum seperti alat pengukur besarn"a C iradiasi matahari dan stopwatch. . mbil < titik tempat sebagai sample pengukuran iradiasi matahari. >. kur iradiasi matahari pada ke*empat titik dalam waktu ? menit. <. langi percobaan D. dalam waktu D@ menit.

'.2. Per("baan )e*2 +radiasi benda itam-

-. Siapkan benda berwarna hitam dari bahan "ang berbeda (plastik, ka"u, karet, dan logam) dan thermometer. . Simpan benda tersebut ditempat "ang terkena sinar matahari. >. kur t <. emperatur benda setiap ? menit dalam waktu D@ menit. ?. &atat besar temperatur "ang terukur dan bandingkan temperature setiap benda.

'.!. Per("baan )e*! + erindaan anas ada s"#ar /ater eater-

-. Men"iapkan peralatan praktikum seperti Solar water heater, alat pengukur besarn"a C iradiasi, thermometer, stopwatch dan solar cell. . Memasang alat pengukur C iradiasi matahari pada tempat "ang sesuai. >. Memasang panel solar water heater "ang berwarna hitam pada posisi di atas matahari. <. Men"alakan solar water heater. ?. 0an dalam posisi +00. D. kur temperatur air masuk, air keluar, temperatur kaca dan pelat pada masing*masing panel. E. &atat debit air "ang masuk pada tiap*tiap panel. 28

F. kur C iradiasi. G. langi percobaan hingga -@ kali data percobaan.

DATA PEN0AMATAN

&.

.1. Besar iradiasi mataari ang samai )e B,mi N"

-. . >. <. ?. D. E. F. G. -@. --. -. ->. -<. -?. -D. -E. -F. -G. @. -. . >. <.

$a)t,

--.@ -.>? -.<@ -..@@ ->.@? ->.-@ ->.-? ->.@ ->.? ->.>@ ->.>? Rata*rata

A EG

Besar iradiasi 3$4m 25 B 6

D

F@< F@? F@? F F> FG EGF F@F F<@ F>D EG@ ?< ?E E< DE@ EG> F? F< EG? ?@ >? - 7189:!

7!797;

;11

-G 7;

.2. Radiasi benda itam

N"

-. . >. <. ?. D.

$a)t,

--.
Temerat,r benda itam 3 <65 P#asti) ?@,@

Karet

%"gam

Ka,

D>,?,> >F,E ?D,? ?D,E 28

E. F. G. -@. --. -. ->. -<. -?. -D. -E. -F. -G. @. -. . >. <.

-.-? -.@ N" $a)t, -.? -.>@ -.>? -.@@ -.<@  -. -.?@ -.@ < -.?? -.>@ -.D@ ? -.<@ ->.@@ D -.?@ ->.@? E ->.-@ ->.@@ F ->.-? ->.-@ G ->.@ -@ ->.? ->.>@ ->.>? Rata*rata

=R +$4m2-

P#at P,ti TKa(a (o&)

TP#at??,Tin (o&) (o&)

TO,t (o&)

&"#,me +0PH?D,

>?.

>?.-

>>.-

>>.>

-@

F

>F.>

?>.><,E >?.?

>G.G

-@

EFD

<.?

>D.@

>E.?

E?<

<<.-

?-.?

><.@

>E.D

-@

E<<

<>.

>E.@

<-.?

-@

E<

<.?

?>.<

>E.-

>F.?

-@ ??,

DG

>E.?

>?

>D

-@

DFG

>E.G

>F.-

>E.G

-@

D?

?>,-

>AN
Ket.

>?,>

?D,? >G,D

>D,

+00

& = !  H

>,@

E,

<>,@<

;+4ISI M=4$ S=HI$$ ?-, S+/! &=// +00

?-,? <9<8

9<:!

':9

>?,@ !79!

.!. Perindaan Panas ada S"#ar $ater Heater

28

=R +$4m2-

P#at Hitam N"

$a)t,

-

TKa(a (o&)

TP#at (o&)

Tin (o&)

TO,t (o&)

&"#,me +0PH-

-.@@

>?.-

DG.F

>>.?

>G.?

-@

F



-.-@

>D.>

E-.?

>?.G

>D.E

-@

EFD

>

-.@

>F.E

[email protected]

><.-

>?.G

-@

E?<

<

-.>@

>E.

D@

>>.E

>F.F

-@

E<<

?

-.<@

>F.?

D>

>F

>E

-@

E<

D

-.?@

<-.

D<.-

>G.E

>E.<

-@

DG

E

->.@@

>D.D

D?.>

>?.?

><.<

-@

DFG

F

->.-@

>E.

DD.

>D.E

>?.-

-@

D?

G -@

>AN

Ket.

+00

& = !  H

;+4ISI M=4$ S=HI$$ S+/! &=// +00

28

&I.

PEN0O%AHAN DATA 7.1. Perit,ngan P#at P,ti 1. Per("baan 1

 o -

Waktu -.@@

3;aca 7o&8

3#lat 7o&8

3in

3out

Jolume

Ciradiasi

7o&8

7o&8

7$#H8

7Wm8

>?.

>?.-

>>.-

>>.>

-@

F

4iketahui : 3 plat 6 >?,- 7 o&86 >@F,- 7;8 ƐSeng putih 6 @,> (diasumsikan bahwa material seng) K 6 ?,DE ' -@*F 7Wm.; <8 kaca plat putih 6 ?? 7cm8 ' ??,? 7cm8 6 >@?,? 7cm 8 6 @,>@?? 7m8 Cradiasi 6 F 7Wm8 4itan"akan : 5 putih, Cr dan ɳ putihL Ja/ab Mengit,ng ?,ti 4

q putih =ε Sengputih xσ x A kaca plat putih x T plat

¿ ( 0,23 ) x ( 5,67 x 10−8) [W / m2 . K 4 ] x ( 0,30525 ) [ m2 ] x ( 308,1 [ K ])4 q putih =35,87 [ Watt ]

Mengit,ng =r

Q r= Qirradiasi x A kaca plat putih

¿ ( 822 ) [ W / m2 ] x ( 0,30525 ) [ m2] Q r= 250,92 [ Watt ] Mengit,ng ɳ ,ti

η putih=

¿

q putih Q radiasi

35,87 [ W ] 250,92 [ W ]

x 100

x 100

η putih=14,29

28

2. Per("baan 2

 o 

Waktu

3;aca 7o&8

3#lat 7o&8

3in

3out

Jolume

Cirradiasi

7o&8

7o&8

7$#H8

7Wm8

-.-@

>F.>

?>.>

>?.?

>G.G

-@

EFD

4iketahui : 3 plat 6 ?>,> 7 o&86 >D,> 7;8 6 @,> (diasumsikan bahwa material seng) ƐSeng putih K 6 ?,DE ' -@*F 7Wm.; <8 kaca plat putih 6 ?? 7cm8 ' ??,? 7cm8 6 >@?,? 7cm 8 6 @,>@?? 7m8 Cradiasi 6 EFD 7Wm8 4itan"akan : 5 putih, Cr dan ɳ putihL Ja/ab Mengit,ng ?,ti 4



Mengit,ng =r


¿ ( 786 ) [ W / m2 ] x ( 0,30525 ) [ m2 ] Q r= 239,93 [Watt ] Mengit,ng ɳ ,ti

η putih=

¿

q putih Q radiasi

45,13 [ W ] 239,93 [ W ]

x 100

x 100

η putih=18,81

!. Per("baan ! 28

 o >

Waktu

3;aca 7o&8

3#lat 7o&8

3in

3out

Jolume

Cirradiasi

7o&8

7o&8

7$#H8

7Wm8

-.@

<.?

>D.@

>E.?

-@

E?<

4iketahui : 3 plat 6 ,? 7;8 6 @,> (diasumsikan bahwa material seng) ƐSeng putih K 6 ?,DE ' -@*F 7Wm.; <8 kaca plat putih 6 ?? 7cm8 ' ??,? 7cm8 6 >@?,? 7cm 8 6 @,>@?? 7m8 Cradiasi 6 E?< 7Wm8 4itan"akan : 5 putih, Cr dan ɳ putihL Ja/ab Mengit,ng ?,ti 4


¿ ( 0,23 ) x ( 5,67 x 10−8) [W / m2 . K 4 ] x ( 0,30525 ) [ m2 ] x ( 322,5 [ K ])4 q putih =43,06 [Watt ]

Mengit,ng =r


¿ ( 754 ) [ W / m2 ] x ( 0,30525 ) [ m 2 ] Q r= 230,16 [ Watt ] Mengit,ng ɳ ,ti

η putih=

¿

q putih Q radiasi

43,06 [ W ] 230,16 [ W ]

x 100

x 100

η putih=18,71

'. Per("baan '

 o <

Waktu

3;aca 7o&8

3#lat 7o&8

3in

3out

Jolume

Cirradiasi

7o&8

7o&8

7$#H8

7Wm8

-.>@

<<.-

?-.?

><.@

>E.D

-@

E<<

28

4iketahui : 3 plat 6 ?-,? 7 o&86 ><,? 7;8 6 @,> (diasumsikan bahwa material seng) ƐSeng putih K 6 ?,DE ' -@*F 7Wm.; <8 kaca plat putih 6 ?? 7cm8 ' ??,? 7cm8 6 >@?,? 7cm 8 6 @,>@?? 7m8 Cradiasi 6 E<< 7Wm8 4itan"akan : 5 putih, Cr dan ɳ putihL Ja/ab Mengit,ng ?,ti 4



Mengit,ng =r



η putih=

¿

q putih Q radiasi

x 100

44,14 [ W ] 227,106 [ W ]

x 100

η putih=19,44

. Per("baan 

 o ?

Waktu

3;aca 7o&8

3#lat 7o&8

3in

3out

Jolume

Cirradiasi

7o&8

7o&8

7$#H8

7Wm8

-.<@

<>.

>E.@

<-.?

-@

E<

4iketahui : 3 plat ƐSeng putih K kaca plat putih

6 -G,? 7;8 6 @,> (diasumsikan bahwa material seng) 6 ?,DE ' -@*F 7Wm.; <8 6 ?? 7cm8 ' ??,? 7cm8 6 >@?,? 7cm 8 6 @,>@?? 7m8 28

Cradiasi 6 E< 7Wm8 4itan"akan : 5 putih, Cr dan ɳ putihL Ja/ab Mengit,ng ?,ti 4



Mengit,ng =r



η putih=

¿

q putih Q radiasi

x 100

41,48 [ W ] 221,001 [ W ]

x 100

η putih=18,77

7. Per("baan 7

 o D

Waktu

3;aca 7o&8

3#lat 7o&8

3in

3out

Jolume

Cirradiasi

7o&8

7o&8

7$#H8

7Wm8

-.?@

<.?

?>.<

>E.-

>F.?

-@

DG

4iketahui : 3 plat 6 ?>,< 7 o&86 >D,< 7;8 6 @,> (diasumsikan bahwa material seng) ƐSeng putih K 6 ?,DE ' -@*F 7Wm.; <8 kaca plat putih 6 ?? 7cm8 ' ??,? 7cm8 6 >@?,? 7cm 8 6 @,>@?? 7m8 Cradiasi 6 DG 7Wm8 4itan"akan : 5 putih, Cr dan ɳ putihL Ja/ab Mengit,ng ?,ti 4


28


Mengit,ng =r


¿ ( 692 ) [W / m2] x ( 0,30525 ) [ m2 ] Q r= 211,233 [ Watt ] Mengit,ng ɳ ,ti

η putih=

¿

q putih Q radiasi

x 100

45,18 [ W ] 211,233 [ W ]

x 100

η putih=21,38

;. Per("baan ;

 o E

Waktu

3;aca 7o&8

3#lat 7o&8

3in

3out

Jolume

Cirradiasi

7o&8

7o&8

7$#H8

7Wm8

->.@@

>E.?

>?

-@

DFG

>D

4iketahui : 3 plat 6 -,< 7;8 6 @,> (diasumsikan bahwa material seng) ƐSeng putih K 6 ?,DE ' -@*F 7Wm.; <8 kaca plat putih 6 ?? 7cm8 ' ??,? 7cm8 6 >@?,? 7cm 8 6 @,>@?? 7m8 Cradiasi 6 DFG 7Wm8 4itan"akan : 5 putih, Cr dan ɳ putihL Ja/ab Mengit,ng ?,ti 4



28

Mengit,ng =r


¿ ( 689 ) [ W / m 2 ] x ( 0,30525 ) [ m 2] Q r= 210,317 [ Watt ] Mengit,ng ɳ ,ti

η putih=

¿

q putih Q radiasi

x 100

42,48 [ W ] 210,317 [ W ]

x 100

η putih=20,19

:. Per("baan :

 o F

Waktu

3;aca 7o&8

3#lat 7o&8

3in

3out

Jolume

Cirradiasi

7o&8

7o&8

7$#H8

7Wm8

->.-@

>E.G

>F.-

>E.G

-@

D?

4iketahui : 3 plat 6 ,E 7;8 6 @,> (diasumsikan bahwa material seng) ƐSeng putih K 6 ?,DE ' -@*F 7Wm.; <8 kaca plat putih 6 ?? 7cm8 ' ??,? 7cm8 6 >@?,? 7cm 8 6 @,>@?? 7m8 Cradiasi 6 D? 7Wm8 4itan"akan : 5 putih, Cr dan ɳ putihL Ja/ab Mengit,ng ?,ti 4



Mengit,ng =r


¿ ( 652 ) [W / m2] x ( 0,30525 ) [ m2 ] 28

Q r= 199,023 [ Watt ] Mengit,ng ɳ ,ti

η putih=

¿

q putih Q radiasi

x 100

43,17 [ W ] 199,023 [ W ]

x 100

η putih=21,69

7.2. Perit,ngan P#at Hitam 1. Per("baan 1

 o -

Waktu -.@@

3;aca 7o&8

3#lat 7o&8

3in

3out

Jolume

Cirradiasi

7o&8

7o&8

7$#H8

7Wm8

>?.-

DG.F

>>.?

>G.?

-@

F

4iketahui : 3 plat 6 DG,F 7 o&86 ><,F 7;8 6 @,?E Ɛ plat hitam K 6 ?,DE ' -@*F 7Wm.; <8 kaca plat hitam 6 ?? 7cm8 ' ?? 7cm8 6 >@? 7cm 8 6 @,>@? 7m 8 Cirradiasi 6 F 7Wm8 4itan"akan : 5hitam, Cr dan ɳ hitamL Ja/ab Mengit,ng ?itam 4

q hitam=ε plat hitam x σ x A kaca plat hitam x T plat

¿ ( 0,57 ) x ( 5,67 x 10−8 ) [ W / m2 . K 4 ] x ( 0,3025 ) [ m2 ] x (342,8 [ K ])4 q hitam=135,004 [ Watt ]

Mengit,ng =r

Qr= Qirradiasi x A kaca plat hitam

¿ ( 822 ) [ W / m2 ] x ( 0,3025 ) [ m2] Qr= 248,655 [Watt ] Mengit,ng ɳ itam

28

ηhitam=

¿

qhitam Qradiasi

x 100

135,004 [ W ] 248,655 [ W ]

x 100

ηhitam= 54,29

2. Per("baan 2

 o 

Waktu -.-@

3;aca 7o&8

3#lat 7o&8

3in

3out

Jolume

Cirradiasi

7o&8

7o&8

7$#H8

7Wm8

>D.>

E-.?

>?.G

>D.E

-@

EFD

4iketahui : 3 plat 6 E-,? 7 o&86 ><<,? 7;8 6 @,?E Ɛ plat hitam K 6 ?,DE ' -@*F 7Wm.; <8 kaca plat hitam 6 ?? 7cm8 ' ?? 7cm8 6 >@? 7cm 8 6 @,>@? 7m 8 Cirradiasi 6 EFD 7Wm8 4itan"akan : 5hitam, Cr dan ɳ hitamL Ja/ab Mengit,ng ?itam 4


¿ ( 0,57 ) x ( 5,67 x 10−8 ) [ W / m2 . K 4 ] x ( 0,3025 ) [ m2 ] x ( 344,5 [ K ])4 q hitam=137,702 [ Watt ]

Mengit,ng =r


¿ ( 786 ) [ W / m2 ] x ( 0,3025 ) [ m2 ] Qr= 237,765 [Watt ] Mengit,ng ɳ itam

ηhitam=

¿

qhitam Qradiasi

x 100

137,702 [ W ] 237,765 [ W ]

x 100

28

ηhitam= 57,92

!. Per("baan !

 o >

Waktu -.@

3;aca 7o&8

3#lat 7o&8

3in

3out

Jolume

Cirradiasi

7o&8

7o&8

7$#H8

7Wm8

>F.E

[email protected]

><.-

>?.G

-@

E?<

4iketahui : 3 plat 6 E@,- 7 o&86 ><>,- 7;8 6 @,?E Ɛ plat hitam K 6 ?,DE ' -@*F 7Wm.; <8 kaca plat hitam 6 ?? 7cm8 ' ?? 7cm8 6 >@? 7cm 8 6 @,>@? 7m 8 Cirradiasi 6 E?< 7Wm8 4itan"akan : 5hitam, Cr dan ɳ hitamL Ja/ab Mengit,ng ?itam 4



Mengit,ng =r



ηhitam=

¿

qhitam Qradiasi

x 100

135,48 [ W ] 228,085 [ W ]

x 100

ηhitam= 59,39

28

'. Per("baan '

 o <

Waktu -.>@

3;aca 7o&8

3#lat 7o&8

3in

3out

Jolume

Cirradiasi

7o&8

7o&8

7$#H8

7Wm8

>E.

D@

>>.E

>F.F

-@

E<<

4iketahui : 3 plat 6 D@ 7o&86 >>> 7;8 6 @,?E Ɛ plat hitam K 6 ?,DE ' -@*F 7Wm.; <8 kaca plat hitam 6 ?? 7cm8 ' ?? 7cm8 6 >@? 7cm 8 6 @,>@? 7m 8 Cirradiasi 6 E<< 7Wm8 4itan"akan : 5hitam, Cr dan ɳ hitamL Ja/ab Mengit,ng ?itam 4


¿ ( 0,57 ) x ( 5,67 x 10−8 ) [ W / m2 . K 4 ] x ( 0,3025 ) [ m2 ] x ( 333 [ K ])4 q hitam=120,215 [ Watt ]

Mengit,ng =r


¿ ( 744 ) [ W / m2 ] x ( 0,3025 ) [ m2 ] Qr= 225,06 [ Watt ] Mengit,ng ɳ itam

ηhitam=

¿

qhitam Qradiasi

x 100

120,215 [ W ] 225,06 [ W ]

x 100

ηhitam= 53,41

. Per("baan 

 o ?

Waktu -.<@

3;aca 7o&8

3#lat 7o&8

3in

3out

Jolume

Cirradiasi

7o&8

7o&8

7$#H8

7Wm8

>F.?

D>

>F

>E

-@

E<

28

4iketahui : 3 plat 6 D> 7o&86 >>D 7;8 6 @,?E Ɛ plat hitam K 6 ?,DE ' -@*F 7Wm.; <8 kaca plat hitam 6 ?? 7cm8 ' ?? 7cm8 6 >@? 7cm 8 6 @,>@? 7m 8 Cirradiasi 6 E< 7Wm8 4itan"akan : 5hitam, Cr dan ɳ hitamL Ja/ab Mengit,ng ?itam 4


¿ ( 0,57 ) x ( 5,67 x 10−8 ) [ W / m2 . K 4 ] x ( 0,3025 ) [ m2 ] x ( 336 [ K ])4 q hitam=124,61 [ Watt ]

Mengit,ng =r



ηhitam=

¿

qhitam Qradiasi

124,61 [ W ] 219,01 [ W ]

x 100

x 100

ηhitam= 56,89

7.

Per("baan 7

 o D

Waktu -.?@

4iketahui : 3 plat Ɛ plat hitam K kaca plat hitam

3;aca 7o&8

3#lat 7o&8

3in

3out

Jolume

Cirradiasi

7o&8

7o&8

7$#H8

7Wm8

<-.

D<.-

>G.E

>E.<

-@

DG

6 D<,- 7 o&86 >>E,- 7;8 6 @,?E 6 ?,DE ' -@*F 7Wm.; <8 6 ?? 7cm8 ' ?? 7cm8 6 >@? 7cm 8 6 @,>@? 7m 8 28

Cirradiasi 6 DG 7Wm8 4itan"akan : 5hitam, Cr dan ɳ hitamL Ja/ab Mengit,ng ?itam 4



Mengit,ng =r


¿ ( 692 ) [ W / m2] x ( 0,3025 ) [ m2 ] Qr= 209,33 [Watt ] Mengit,ng ɳ itam

ηhitam=

¿

qhitam Qradiasi

126,25 [ W ] 209,33 [ W ]

x 100

x 100

ηhitam= 60,31

;. Per("baan ;

 o E

Waktu ->.@@

3;aca 7o&8

3#lat 7o&8

3in

3out

Jolume

Cirradiasi

7o&8

7o&8

7$#H8

7Wm8

>D.D

D?.>

>?.?

><.<

-@

DFG

4iketahui : 3 plat 6 D?,> 7 o&86 >>F,> 7;8 6 @,?E Ɛ plat hitam K 6 ?,DE ' -@*F 7Wm.; <8 kaca plat hitam 6 ?? 7cm8 ' ?? 7cm8 6 >@? 7cm 8 6 @,>@? 7m 8 Cirradiasi 6 DFG 7Wm8 4itan"akan : 5hitam, Cr dan ɳ hitamL Ja/ab Mengit,ng ?itam 4


28


Mengit,ng =r


¿ ( 689 ) [ W / m2 ] x ( 0,3025 ) [ m2] Qr= 208,42 [Watt ] Mengit,ng ɳ itam

ηhitam=

¿

qhitam Qradiasi

x 100

128,053 [ W ] 208,42 [ W ]

x 100

ηhitam= 61,44

:. Per("baan :

 o F

Waktu ->.-@

3;aca 7o&8

3#lat 7o&8

3in

3out

Jolume

Cirradiasi

7o&8

7o&8

7$#H8

7Wm8

>E.

DD.

>D.E

>?.-

-@

D?

4iketahui : 3 plat 6 DD, 7 o&86 >>G, 7;8 6 @,?E Ɛ plat hitam K 6 ?,DE ' -@*F 7Wm.; <8 kaca plat hitam 6 ?? 7cm8 ' ?? 7cm8 6 >@? 7cm 8 6 @,>@? 7m 8 Cirradiasi 6 D? 7Wm8 4itan"akan : 5hitam, Cr dan ɳ hitamL Ja/ab Mengit,ng ?itam 4



28

Mengit,ng =r


¿ ( 652 ) [ W / m2] x ( 0,3025 ) [ m2 ] Qr= 197,23 [Watt ] Mengit,ng ɳ itam

ηhitam=

¿

qhitam Qradiasi

129,42 [ W ] 197,23 [ W ]

x 100

x 100

ηhitam= 65,62

&II.

DATA KOMPI%ASI

N"

&III.

?r 3$att5

=r 3$att5

E@@isiensi 35

?itam

?,ti

=r itam

=r ,ti

ɳ itam

ɳ ,ti

-

->?,@@<

>?,FE


?@,G@

?<,G

-<,G



->E,E@

>E,ED?

>G,G>@

?E,G

-F,F-

>

->?,
<>,@D

F,@F?

>@,-D@

?G,>G

-F,E-

<

-@,-?

<<,-<

?,@D@

E,-@D

?>,<-

-G,<<

?

-<,D-@

<-,
-G,@-@

-,@@-

?D,FG

-F,EE

D

-D,?@

@G,>>@

--,>>

D@,>-

-,>F

E

-F,@?>

<,
@F,<@

-@,>-E

D-,<<

@,-G

F

-G,<@

<>,-E

-GE,>@

-GG,@>

D?,D

-,DG

0RA>IK

28

Grafk hubungan qr terhadap waktu 160 140 120 100

qr (Watt)

80 60 40 20 0 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

5000

6000

t(s) q hitam

q putih

Grafk hubungan r terhadap waktu 300

250

200

r (Watt)

150

100

50

0 0

1000

2000

3000

4000

t(s) r hitam

r putih

28

Grafk hubungan "fsiensi terhadap waktu !0 60 50 40

# ($)

30 20 10 0 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

t(s) # hitam

# putih

Grafk hubungan %in terhadap waktu 42

40

38

36

%in (&') 34

32

30

28

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

t (s) %in hitam

%in putih

28

Grafk hubungan %&ut terhadap Waktu 45 40 35 30 25

%&ut(0')

20 15 10 5 0 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

t(s) %&ut hitam

I.

%&ut putih

#=MHS 28

#ada praktikum ini digunakan sebuah alat "ang bernama Solar Water Heater, "aitu sebuah alat "ang berfungsi untuk memanaskan air "ang dialirkan melalui suatu pipa (tube) kecil dengan memanfaatkan sinar matahari sebagai sumber energi untuk memanaskan air tersebut. Semakin lama kita memanaskan plat "ang ada dipanel Solar Water Heater di siang hari, maka semakin besar pula radiasi "ang di terima dari matahari. 3anpa radiasi matahari "ang baik, solar water heater tidak dapat digunakan dengan efisien karena energi matahari adalah komponen paling utamann"a. #roses perpindahan panas "ang terjadi pada solar water heater ada > proses "aitu radiasi (sinar matahari "ang mengenai kaca plat "ang nantin"a akan diserap untuk proses pemanasan), konduksi (perpindahan panas dari permukaan luar plat ke permukaan dalam plat) dan koneksi (perpindahan panas dari permukaan dalam plat ke aliran air "ang mengalir di dalam plat). #ada percobaan pertama digunakan fan dalam posisi ON dengan mengukur C pada plat hitam dan C pada plat putih. 4idapatkan untuk plat hitam dan plat putih, Cirradiasi terbesar adalah E< 7Wm8. ilain"a besar dikarenakan cuaca sangat cerah (suppl" sinar matahasri sangat ban"ak). Sedangkan Cirradiasi terkecil adalah -?> 7Wm8. ilain"a kecil dikarenakan cuaca mendung (suppl" sinar matahasri sangat sedikit). #ada percobaan ini juga, kita menghitung C plat hitam, C plat putih dan C radiasi (C! ). 4idapatkan C plat hitam terbesar adalah -E@,? 7Watt8 dan C plat putih terbesar adalah E<,GE 7Watt8. Sedangkan, C radiasi untuk plat hitam dan plat putih nilain"a sama, dimana "ang terbesar adalah >?<,ED 7Watt8. #erbandingan antara C plat hitamC plat putih dengan C radiasi akan menghasilkan sebuah efisien si dari plat hitam atau plat putih. 4iperoleh nilai efisiensi terbesar untuk plat hitam adalah -?A dan nilai efisiensi terbesar untuk plat putih adalah E?,->A. ilai efisiensi "ang besar karena pen"erapan pada kaca besar "ang mengakibatkan nilai C plat hitam besar dan Cradiasi "ang memancar kecil.

#ada percobaan kedua digunakan fan dalam posisi O>> dengan mengukur C pada plat hitam dan C pada plat putih. 4idapatkan untuk plat hitam dan plat putih, Cirradiasi terbesar adalah E<< 7Wm8. ilain"a besar dikarenakan cuaca sangat cerah (suppl" sinar matahasri sangat ban"ak). Sedangkan Cirradiasi terkecil adalah >< 7Wm8. ilain"a kecil dikarenakan cuaca mendung (suppl" sinar matahasri sangat sedikit).

28

#ada percobaan ini juga, kita menghitung C plat hitam, C plat putih dan C radiasi (C! ). 4idapatkan C plat hitam terbesar adalah -GG, 7Watt8. Sedangkan, C radiasi untuk plat hitam dan plat putih nilain"a sama, dimana "ang terbesar adalah >D<,?D 7Watt8. #erbandingan antara C plat hitamC plat putih dengan C radiasi akan menghasilkan sebuah efisiensi dari plat hitam atau plat putih. 4iperoleh nilai efisiensi terbesar untuk plat hitam adalah --GA dan nilai efisiensi terbesar untuk plat putih adalah <-,A. ilai efisiensi "ang besar karena pen"erapan pada kaca besar "ang mengakibatkan nilai C plat hitam besar dan Cradiasi "ang memancar kecil. erdasarkan grafik antara 3input N t untuk fan dalam posisi + maupun +00, diperoleh bahwa 3input plat hitam lebih besar dari pada 3 input plat putih, dikarenakan plat hitam memiliki da"a serap sinar matahari "ang lebih baik. Hal ini juga, terjadi pada grafik antara 3output N t, diperoleh bahwa 3 output plat hitam lebih besar dari pada 3 output plat putih, dikarenakan 3input "ang besar mengakibatkan 3output juga akan besar. erdasarkan grafik antara =fisiensi N t untuk fan dalam posisi + maupun +00, diperoleh bahwa efisiensi plat hitam lebih besar dari pada efisiensi plat putih. Hal ini dikarenakan plat hitam memiliki da"a serap sinar matahari "ang lebih baik dibandingkan dengan plat putih.

&I.

KESIMPU%AN

erdasarkan praktikum "ang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa : -. #roses perpindahan panas pada solar water heater ada > proses "aitu radiasi (sinar matahari "ang mengenai kaca plat "ang nantin"a akan diserap untuk proses pemanasan), )"nd,)si (perpindahan panas dari permukaan luar plat ke permukaan dalam plat) dan )"ne)si (perpindahan panas dari permukaan dalam plat ke aliran air "ang mengalir di dalam plat).

. 3emperatur pada permukaan kaca, plat maupun aliran air akan naik konstan seiring dengan laman"a waktu pemanasan dan radiasi matahari "ang diterima. Hal ini dikarenakan semakin lama pemanasan pada plat, semakin besar pula radiasi "ang di terima dari matahari. >. 3input dan 3output plat hitam lebih besar dari pada 3 input dan 3output plat putih. <. /aju aliran perpindahan panas (C) plat hitam lebih besar dibandingkan laju aliran perpindahan panas (C) plat putih. 28

Laporan Praktikum Radiasi Risma

Recommend Documents