Pengukuran Sifat Termal Dan Sifat Transpor

 Makalah Sistem Instrumentasi

PENGUKURAN PENGUKURAN SIFAT-TERMAL DAN SIFATTRANSPOR 

Kelompok 4 : Mutmainnah (H211 16 514)  Nurlina (H211 16 004) Andi Anugrah Caezar T (H211 16 012) Firda Erliani (H211 16 008)

DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN 2017

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur syukur kami panjatkan kehadirat ALLAH SWT karena berkat rahmat dan karunianya kami dapat menyelesaikan makalah ini tepat waktu. Adapun makalah yang kami buat membahas tentang

Pengukuran Sifat-Termal Pengukuran

“ 

dan Sifat-Transpor  . Kami membuat makalah ini dengan sungguh-sungguh dan ”  ” 

 penuh dengan semangat. Kami harap makalah yang kami buat dapat bermanfaat  bagi para pembaca. Kami menyadari bahwa didalam makalah ini masih banyak kesalahankesalahan yang harus kami perbaiki. Maka dari itu, saran dan kritikan yang membangun sangat kami butuhkan demi perbaikan pembuatan-pembuatan makalah selanjutya.

Makassar, 14 Oktober 2017

Penulis kelompok 4

i

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ........................................................................................................i Daftar Isi ...................................................................................................................ii BAB I. PENDAHULUAN ........................................................................................1

A. Latar Belakang ............................................................................................... 1 B. Rumusan Masalah .......................................................................................... 2 C. Tujuan Penulisan ............................................................................................2 D. Manfaat Penulisan ..........................................................................................2 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................3

A. Pengukuran Konduktivitas Termal ................................................................3 B. Konduktivitas Termal Zat Cair Dan Gas .......................................................6 C. Viskositas .......................................................................................................7 D. Difusi gas .......................................................................................................12 E. Kalorimeter ....................................................................................................13 F. Pengukuran Perpindahan Kalor Konveksi. ....................................................17 G. Pengukuran Kelembaban ...............................................................................19 H. Meter Fluks-Kalor..........................................................................................20 I. Pengukuran pH...............................................................................................22 BAB III. PENUTUP .................................................................................................24

A. Kesimpulan ....................................................................................................24 B. Saran ...............................................................................................................24 DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................................25

ii

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang

Beberapa jenis sifat termal (thermal property) sangat penting untuk  perhitungan neraca energi dalam berbagai penerapan perpindahan kalor. Nilai sifat-sifat ini untuk berbagai jenis bahan sudah bisa didapatkan dalam tabeltabel di dalam buku-buku pegangan. Akan tetapi, berhubung banyaknya  bahan-bahan baru yang muncul setiap waktu, perlulah para insinyur memahami metode-metode dasar untuk mengukur sifat-sifat itu. Pengukuran kebanyakan sifat termal menyangkut penentuan aliran kalor dan suhu. Perpindahan kalor biasanya diukur dengan membuat neraca energi untuk peranti yang sedang dikaji. Umpamanya kita mungkin memanaskan suatu plat logam dengan pemanas listrik sambil mencelupkan plat itu di dalam airselama berlangsungnya proses pemanasan. Rugi kalor konveksi dari  plat itu lalu dapat ditentukan dengan melakukan pengukuran terhadap daya listrik yang dikeluarkan dari pemanas. Sebagi contoh lain, yakni pemanasan air dengan mengalirkan air itu melalui pipa panas. Perpindahan kalor konveksi dari dinding pipa ke air dapat ditentukaan dengan mengukur laju lairan massa airdan suhu-suhu masuk dan keluaran dari bagian pipa yang dipanaskan. Energi yang diterima air tentu sama dengan perpindahan kalor dari pipa, jika bagian luar pipa itu diisolasi dan tidak aa kehilangan yang terjadi.

1

Konduktivitas termal dapat diklasifikasikan sebagai suatu sifat transpor (transport property) karena memebri petunjuk tentang transpor energi di dalam fluida atau zat padat. Dalam gas dan zat cair transpor energi itu  berlangsung melalui gerakan molekul, sedang dalam zat padat t ranspor energi oleh elektron bebas dan getaran kisilah yang penting. Viskositas fluida juga diklasifikasikan sebagai suatu sifat transpor, karena bergantung pada transpor momentum yang terjadi sebagai akibat gerakan molekul dalm fluida. Pengukuran perpindahan kalor termasuk di dalam judul umum kalorimeter. B. Rumusan Masalah

1. Bagaimana pengukuran konduktivitas termal terhadap zat padat, cair, dan gas? 2. Bagaimana proses terjadinya perpindahan kalor konveksi? 3. Apa sajakah pengukuran yang dilakukan dalam pengukuran sifat termal dan sifat transpor? C. Tujuan Penulisan

1. Mengetahui pengukuran konduktivitas termal terhadap zat padat, cair, dan gas 2. Mengetahui proses terjadinya perpindahan kalor konveksi 3. Mengetahui jenis-jenis pengukuran yang dilakukan dalam pengukuran sifat termal dan sifat transpor D. Manfaat Penulisan

1.

Sebagai literature dan referensi dalam proses pembelajaran

2.

Pemenuhan tugas makalah sistem instrumentasi

2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengukuran Konduktivitas Termal

Konduktivitas termal (thermal conductivity) didefenisikan oleh persamaan Fourier:

Penentuan konduktivitas termal secara eksperimen didasarkan atas hubungan ini. Lempeng logam tipis pada gambar II.1 menunjukkan jika laju  perpindahan kalor melalui bahan itu, tebal bahan, dan perbedaan suhu telah diukur, maka konduktivitas termal dapat dihitung dari:

Dalam rakitan eksperimen, kalor diberikan dengan pemanas listrik pada satu sisi lempeng itu, dan dikeluarkan dari sisi yang satu lagi dengan plat plat yang didinginkan. Suhu pada kedua sisi lempeng diukur dengan termokopel atau termistor, mana yang paling cocok diantara keduanya.

3

Gambar II. 1 pengukuran konduktivitas-termal sederhana.

Gambar II.2 Skema aparatus plat panas berkawal untuk pengukuran konduktivitas termal Perlu dicatat bahwa satuan Inggris dan satuan SI standar bukanlah merupakan satuan yang lazim dipakai dalam praktek untukmenyatakan konduktivitas termal. Biasanya tebal bahan  x  dinyatakan dalam inci, luas dalam kaki persegi. Satuan konduktivitas terml untuk dimensi demikian ialah Btu*in/h*ft2*0F. Masalah pokok dalam metode penentuan konduktivitas termal di atas ialah adanya kemungkinan kalor hilang dai rusuk lempeng, atau kalaupun rusuk lempeng diisolasi, mungkin terjadi profil suhu dua-dimensi, yang menyebabkan adanya kesalahan dalam penentuan. Masalah ini dapat dihindarkan dengan cara

4

memsang pemanas kawal, seperti pada gambar II.2. Dalam susunan ini pemanas ditempatkan di pusat dan lempeng spesimen itu ditempatkan pada kedua sisi plat  pemanas itu. Suatu pendingin dialir-lingkarkan melalui peranti itu untuk mengukur suhu. Pemanas kawal mengurung pemanas utama, dan suhunya dijaga agar sama dengan pemanas utama. Hal ini mencegah adanya perpindahan kalor melalui rusuk-rusuk spesimen, dan dengan demikian menjamin adanya perpindahan kalor melalui rusuk-rusuk spesimen dan dengan demikian menjamin adanya perpindahan kalor satu dimensi melalui bahan yang akan ditentukan konduktivitas termalnya. Plat  panas berkawal ( guarded hot plate), demikian namanya, banyak digunakan untuk menentukan konduktivitas termal bahan-bahan bukan logam, yaitu zat-zat padat yang mempunyai konduktivitas termal rendah. Untuk bahan-bahan yang mempunyai konduktivitas bahan tinggi, beda suhunya kecil sehingga memerlukan  pengukuran suhu yang lebih teliti.

Gambar II. 3 Alat untuk pengukuran konduktivitas termal bahan Suatu metode yang sangat sederhana untuk pengukuran konduktivitas termal logam ialah seperti yang digambarkan pada gambar II. 3. Sebuah batangan logam

5

A yang konduktivitas termalnya diketahui dihubungkan dengan batangan logam B yang konduktivitas termalnya akan diukur. Sebuah sumber kalor dan comber kalor dihubungkan dengan ujung-ujung batangan gabungan itu, dan rakitan itu dibalut dengan bahan isolasi untuk membuat kehilangan kalor ke lingkungan minimum dan menjaga aliran kalor melalui batangan itu bersifat satu-dimensi. Pada kedua bahan yang diketahui dan tidak diketahui, ditempatkan atau ditanamkan termokopel. Jikagradien suhu melalui bahan-bahan yang diketahui itu diukur, aliran kalor akan dapat ditentukan. Aliran kalor ini selanjutnta digunakan untuk menghitung konduktivitas termal bahan yang tak diketahui. J adi,

Suhu dapat diukur pada berbagai lokasi di sepanjang bahan yang tidak diketahui dan variasi konduktivitas termal dengan suhu ditentukan dari pengukuran itu. Van Dusen dan Shelton menggunakan metode ini untuk menentukan konduktivitas termal bahan-bahan sampai 6000C. B. Konduktivitas Termal Zat Cair Dan Gas

Kaye dan Hinggins menggunakan metode plat panas berkawal untuk menentukan konduktivitas termal zat cair. Aparatus yang dipakai mereka adalah seperti pada gambar II. 4. Diameter plat ialah 5 cm, dan tebal lapisan zat cair kira-kira 0,05 cm. Lapisan ini harus cukup tipis agar arus konveksi minimum. Susunan anulus,seperti pada gambar II. 5 dapat pula digunakna untuk penentuan konduktivitas termal zat cair. Di sini pun tebal lapisan zat cair harus cukup tipis agar arus konveksi termal menjadi minimum.

6

Gambar II. 4 Aparatus plat-panas berkawal untuk pengukuran konduktivitas termal zat cair.

Gambar II. 4 Metode silinder konsentrik untuk pengukuran konduktivitas termal zat cair. C. Viskositas

Viskositas (kekentalan) dapat diartikan sebagai suatu gesekan di dalam cairan zat cair. Kekentalan itulah maka diperlukan gaya untuk menggerakkan suatu permukaan untuk melampaui suatu permukaan lainnya, jika diantaranya ada larutan baik cairan maupun gas mempunyai kekentalan air lebih besar daripada gas, sehingga zat cair dikatakan lebih kental daripada gas.

7

Viskositas juga merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan  besar kecilnya gesekan di dalam fluida. Makin besar viskositas suatu fluida, maka makin sulit suatu fluida mengalir dan makin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Di dalam zat cair, viskositas dihasilkan oleh gaya kohesi antara molekul zat cair. Sedangkan dalam gas, viskositas timbul sebagai akibat tumbukan antara molekul gas. Koefisien viskositas fluida atau disingkat sebagai perbandingan tegangan luncur F/A. Apabila suatu benda bergerak dengan kelajuan vdalam suatu fluida kental yang koefisien viskositasnya η, maka benda tersebut akan mengalami gaya gesekan fluida sebesar Fs = k η v, dengan k adalah konstanta yang bergantung pada bentuk geometris benda. Berdasarkan perhitungan laboratorium, pada tahun 1845, Sir George Stokes menunjukkan bahwa untuk  benda yang bentuk geometrisnya berupa bola nilai k = 6 π r. Bila nilai kdimasukkan ke dalam persamaan, maka diperoleh persamaan seperti berikut. Fs = 6 π η rv Persamaan di atas selanjutnya dikenal sebagai hukum Stokes. Keterangan: Fs : gaya gesekan stokes (N), η : koefisien viskositas fluida (Pa s), r : jari jari bola (m), v : kelajuan bola (m/s) Perhatikan sebuah bola yang jatuh dalam fluida pada gambar dibawah. Gaya-gaya yang bekerja pada bola adalah gaya berat w, gaya apung Fa, dan gaya lambat akibat viskositas atau gaya stokes Fs. Ketika dijatuhkan, bola  bergerak dipercepat. Namun, ketika kecepatannya bertambah, gaya stokes

8

 juga bertambah. Akibatnya, pada suatu saat bola mencapai keadaan seimbang sehingga bergerak dengan kecepatan konstan yang disebut kecepatan terminal. Cara mengukur viskositas Cara menentukan viskositas suatu zat menggunakan alat yang dinamakan viskometer. Ada beberapa tipe viskometer yang biasa digunakan antara lain : 1. Viskometer kapiler / Ostwald Viskositas dari cairan yang ditentukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antara 2 tanda ketika mengalir karena gravitasi melalui viskometer Ostwald. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya sudah diketahui (biasanya air) untuk lewat 2 tanda tersebut (Moechtar,1990). Viskometer kapiler / Otswald digunakan untuk menentukan viskositas dari suatu cairan dengan menggunakan air sebagai pembandingnya. Caranya yaitu dengan membandingkan waktu alir dan berat jenis cairan yang akan ditentukan dengan berat jenis cairan dan waktu alir. Hubungan antara viskositas dan suhu pertama kali ditemukan oleh Carransicle pada tahun 1913. Pada viskositas Ostwald yang diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah cairan tertentu mengaliri pipa kapiler dengan gaya yang

disebabkan oleh gaya beratnya sendiri. Pengukuran

viskositas merupakan cara termudah dan termurah dalam menentukan berat molekul makro.

9

2. Viskometer Hoppler Berdasarkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya gesek = gaya berat  –   gaya archimides. Prinsip kerjanya adalah menggelindingkan bola ( yang terbuat dari kaca ) melalui tabung gelas yang berisi zat cair yang diselidiki. Kecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi dari harga resiprok sampel (Moechtar,1990). 3. Viskometer Cup dan Bob Prinsip kerjanya sample digeser dalam ruangan antaradinding luar dari bob dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengah-tengah. Kelemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan geseran yang tinggi di sepanjangkeliling bagian tube sehingga menyebabkan  penurunan konsentrasi. Penurunan konsentras ini menyebabkab bagian tengah zat yang ditekan keluar memadat. Hal ini disebut aliran sumbat (Moechtar,1990). 4. Viskometer Cone dan Plate Cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi di bawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser di dalam ruang semitransparan

yang

diam

dan

kemudian

kerucut

yang

berputar

(Moechtar,1990). Viskositas cairan juga dapat ditentukan berdasarkan jatuhnya benda melalui medium zat cair, yaitu berdasarkan hukum Stokes. Dimana benda

10

 bulat dengan radius r dan rapat d, yang jatuh karena gaya gravitasi melalui fluida dengan rapat dm/db, akan dipengaruhi oleh gaya gravitasi sebesar : F1 = 4/3 πr3 ( d-dm ) g 5. Cup-type Viscometer, mendapatkan nilai viskositas dengan mengukur waktu yang diperlukan oleh suatu sample untuk mengalir pada suatu celah sempit (orifice). 6.

Vibro

Viscometer,

mendapatkan

nilai

viskositas

dengan

cara

mengendalikan amplitudo sebuah pelat sensor yang dicelupkan ke dalam sample dan mengukur arus listrik yang diperlukan untuk menggerakkan sensor tersebut. 7. Capillary Tube Viscometer, mendapatkan nilai viskositas dengan cara membiarkan sample mengalir di dalam sebuah pipa kapiler dan mengukur  beda tekanan di kedua ujung kapiler tersebut. 8. Rotational Viscometer, mendapatkan nilai viskositas dengan mengukur gaya puntir sebuah rotor silinder (spindle) yang dicelupkan ke dalam sample. Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas : 1. Suhu Viskositas berbanding terbalik dengan suhu. Jika suhu naik maka viskositas akan turun, dan begitu sebaliknya. Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikel-partikel cairan yang semakin cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurun kekentalannya.

11

2. Konsentrasi larutan Viskositas berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Suatu larutan dengan konsentrasi tinggi akan memiliki viskositas yang tinggi pula, karena konsentrasi larutan menyatakan banyaknya partikel zat yang terlarut tiap satuan volume. Semakin banyak partikel yang terlarut, gesekan antar partikrl semakin tinggi dan viskositasnya semakin tinggi pula. 3. Berat molekul solute Viskositas berbanding lurus dengan berat molekul solute. Karena dengan adanya solute yang berat akan menghambat atau member beban yang berat  pada cairan sehingga manaikkan viskositas. 4. Tekanan Semakin tinggi tekanan maka semakin besar viskositas suatu cairan. D. Difusi Gas

Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi. Difusi gas merupakan campuran antara molekul satu gas dengan molekul lainnya yang terjadi secara berangsur-angsur atau secara sedikit demi sedikit. 1.

Hukum Fick dan Diffusivitas Material

Gambar II.5 Ilustrasi hukum fick dan diffusivitas material

12

Transfer massa degan difusi merupakan proses yang kompleks. Ketika kita  berbicara tentang proses difusi pada situasi multi-component, kita harus menyadari bahwa laju pergerakan pada beberapa komponen tersebut bisa saja  berbeda satu dengan yang lain. Dan laju tersebut sangat bergantung pada konsentrasinya. Untuk memulainya, kita awali dengan pembahasan tentang  persamaan laju difusi dan divusivitas pada berbagai material. Difusi adalah pergerakan spesies dari daerah dengan konsentrasi tinggi menuju daerah dengan konsentrasi rendah. Secara umum, laju diffusi  berbanding lurus dengan gradien konsentrasi. Lihat gambar II.5 yang merupakan plat tipis besi murni. Tekanan hidrogen pada kedua sisi plat besi tersebut sama yang berarti setimbang, dimana konsentrasi hidrogen yang terlarut dalam besi sudah merata disemua dimensi plat. Pada saat t = 0, permukaan bagian atas dikenai tekanan gas yang lebih besar sehingga membuat konsentrasi hidrogen yang  baru pada permukaan. Material di bawah permukaan secara berkala diperkaya oleh hidrogen yang terdifusi dari konsentrasi tinggi pada permukaan atas menuju daerah dengan konsentrasi lebih rendah. Profil konsentrasi steady state akan tercapai ketika laju hidrogen konstan. E. Kalorimeter

Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur perubahan energi termal atau perpindahan panas. Lebih khusus lagi, mengukur kalori. Kalori adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk menaikkan satu gram air dengan satu derajat Celcius. Dengan demikian, kalorimeter mengukur perubahan

13

suhu yang telah diketahui jumlah airnya.berikut contoh Kalorimeter yang menunjukkan ciri ciri menyeluruh energy dan neraca massa, pentingnya kalorimeter aliran yang digunakan untuk mengukur nilai kalor bahan bakar gas atau cair.

Gambar II. 6 Skema kalorimeter aliran Junker.

14

Gambar II. 7 Skema-alir kalorimeter dalam gambar II. 6 Bahan bakar gas dibakar dalam kalorimeter itu,dan kalornya diberikan ke air pendingin. Laju aliran air ditentukan dengan menimbangnya, sedangkan suhu air masuk dan keluar di ukur dengan termometer presisi raksa dalam gelas seperti gambar. Hasil pembakaran didinginkan hingga suhunya cukup rendah dan uap air mengembun. Kondensat itu dikumpulkan di dalam tabung  positif (positive displacement flow meter). Uraian terperinci mengenai kalori meter diberikan oleh shoop dan tuve. Skema alir kalorimeter aliran terlihat pada gambar II.7. untuk mudahnya semua arus yang masuk peranti diberi subskrip 1, sedangkan arus yang keluar dari peranti itu ditandai dengan subskrip 2. Bahan bakar dan udara dibakar di dalam kalorimeter itu, dan sebagian besar kalor pembakaran di ambil oleh air  pendingin. Pengukuran yang perlu dibuat dari eksperimen ini adalah suhu air  pendingin masuk ke luar Tw1 dan Tw2 laju aliran massa bahan bakar mf laju aliran massa air pendingin mw, suhu kondensat Tc2, suhu bahan bakar dan

15

udara masuk Tf1 dan T a1,dan kelembaban relative udara masuk ∅1¬. Disamping itu dilakukan pula analisis hasil hasil pembakaran untuk menentukan kandungan oksigen, dan karbon monoksida. Kalorimeter bom (bomb calorimeter) merupakan suatu peranti lain yang  banyak digunakan untuk penentuan nilai kalor bahan bakar padat dan cair. Berbeda dengan kalometer aliran yang digunakan di atas, pengukuran disini dilakukan pada kondisi volume konstant, tanpa aliran, seperti pada gambar II. 8. contoh bahan bakar yang di ukur dimasukkan ke dalam bejana logam yang kemudian dimuat dengan oksigen pada tekanan tinggi. Bom itu ditempatkan di dalam bejana berisi air dan bahan bakar itu dinyalakan dengan sambungan listrik dari luar. Suhu air di atur sebagai fungsi waktu setelah penyayaan dan dari pengetahuan tentang massa air di dalam sistem itu, massa dan kalor spesifik bejana kurva pemanasan dan pendinginan transien, maka energi yang dilepaskan dalam pembakaran itu dapat di tentukan. Keseragaman suhu air di sekeliling bom dijaga dengan suatu pengaduk. Dalam hal hal tertentu, diberikan pemanasan dari luar melalui selubung air untuk menjaga supaya suhu seragam, sedangkan dalam hal hal lain selubung itu dibiarkan kosong untuk menjaga kondisi yang mendekati adiabatik dalam bejana air sebelah dalam. Konpensasi untuk rugi kalor ke lingkungan dapat di hitung dari analisa kurva pemanasan dan pendinginan transien.

16

Gambar II. 8 Skema calorimeter bom tanpa aliran F. Pengukuran Perpindahan Kalor Konveksi

Penentuan koefisien perpindahan kalor menyangkut berbagai ra gam kegiatan eksperimen.

Gambar II. 9 Skema apparatus untuk penentuan koefisien perpindahan kalor konveksi paksa di dalam tabung licin.

17

Perhatikan rangkaian eksperimen dalam gambar II. 9. Kita ingin mendapatkan perpindahan kalor konveksi untuk aliran air di dalam tabung licin. Kalor diberikan ke tabung oleh pemanas listrik sebagaimana pada gambar. Tabung itu biasanya terbuat dari bahan tahanan tinggi seperti baja anti karat untuk mengurangi arus listrik yang diperlukan untuk pemanasan. Termokopel ditempelkan dengan semen ke permukaan luar tabung untuk mengukur suhu dinding. Untuk mengukur suhu air masuk dan keluar bagian yang dipanaskan digunakan termokopel atau thermometer yang disisipkan kedalam air. Tabung yang dipanaskan dengan listrik memberikan fluks kalor konstan ke air (Btu/h . ft2¬ atau W/m2 permukaan konstan) maka dapatlah diandaikan bahwa suhu lindak (bulk) air mengalami perubahan linear dari waktu masuk ke luar. Jadi, suhu dinding dan suhu lindak di sepanjang tabung itu diketahui, dan koefisien perpindahan kalor pada setiap posisi aksial dapat di hitung dari Q= hA(Tw –  Tb) Dimana A ialah luas permukaan dalam yang dipanaskan, Tw dan TB ialah suhu dingin dan suhu lindak pada posisi itu, dan q laju perpindahan kalor total yang diberikan oleh q = EI E dan I masing masing ialah tegangan dan arus yang diberikan pada bagian uji ini permukaan yang di panaskan ialah A = πdiL

18

G. Pengukuran Kelembaban

Kandungan uap air di udara merupakan parameter penting dalam berbagai  proses. Keberhasilan pengendalian dari berbagai operasi yang krisis pada tenunan,kertas dan bahan-bahan kimia acap kali bergantung pada kendaliyang memuaskan terhadap kelembaban lingkungan sekitar. Disisni kita akan bahas empat teknik dasar untuk pengukuran kandungan uap air di udara. Kelembaban fisik ( specifik humidity) atau rasio kelembaban ( humidity ratio ) ialah massa uap per satuan massa udara kering. Suhu cembul-kering ialah suhu campuran udara uap air sebagaimana diukur dengan termometer di dalam campuran itu. Suhu cembul basah ialah suhu yang ditunjukkan oleh termometer yang dibalut dengan bahan seperti sumbu yang jenuh dengan zat cair setelah perangkat itu dibiarkan mencapai keseimbangan penguapan.

Gambar II. 10 Pengukuran suhu cembul kering dan cembul basah Campuran itu seperti pada gambar II. 10 ialah suhu dimana uap mulai mengembun bila campuran itu didinginkan pada tekanan tetap.

19

Kelembaban relatif didefinisikan sebagai rasio massa uap nyata dan uap yang diperlukan untuk mendapatkan campuran jenuh pada suhu yang sama  jika uap berperangai sepeti gas ideal. Psikrometer anduh tidak terlalu cocok untuk otomasi atau perekaman sinambung untuk penerapan demikian digunakan tranduser kelembaban listrik jenis dunmore transduser ini terdiri dari unsur tahanan yang dibuat melilit unsur logam mulia rangkap dua pada suatu bentukan plastik dengan  jarak pisah antara mereka diatur dengan saksama. H. Meter Fluks-Kalor

Pengukuran fluks kalor diperlukan pada berbagai penerapan. Dalam  bagian ini akan kita bahas beberapa peranti untuk pengukuran ini. Meter fluks kalor jenis pertama yang akan kita tinjau adalah pengindra batang pada gambar II. 11. Beberapa masalah yang didapatkan pada pengindera batang.  pertama untuk fluks kalor yang sangat tinggi

suhu batang pendek itu

mungkin itu tidak seluruhnya seragam,dan kita harus mengambil analisa yang lebih rumit untuk menghitung fluks kalor dari pengukuran suhu. Kedua , adanya pengindera itu mengubah profil suhu.

20

Gambar II. 11 Meter fluks kalor jenis batang pendek

Gambar II. 12 Meter fluks kalor jenis tipis menurut rujukan [15] Dinding lebih-lebih suhu pada lokasi pengindera lebih tinggi dari semestinya ( untuk konduktivitas dinding ) penjelasa lebih lanjut mengenai respon pengindera jenis batang pendek ditunjukkan pada gambar II.21 sebuah  piring konstantan tipis dipasang pada comber kalor dari tembaga seperti pada gambar dan comber kalor itu dipasang pada bahan dinding. Suatu meter fluks kalor yang sangat serbaguna dan dipasarkan oleh Rdf corp.,Hudson,NH.

21

Gambar II. 13 Perincian meter fluks kalor yang beroferasi ata s dasar konduksi

Gambar II. 14 Foto meter fluks kalor mikrofoil I. Pengukuran pH

 pH suatu larutan ialah ukuran konsentrasi ion hidrogen CH, dn didefinisikan oleh  pH = Log CH Suatu meter pH yang biasa ditunjukkan pada gambar II. 15. Sebuah elektrode garis khusus yang mampu rembes terhadap ion hidrogen saja

22

digunakan dalam alat ini. Dasarnya sangat tipis hingga dapat berfungsi sebagai membran. Pada larutan itu ditaruh pula suatu elektron rujukan dan kalomel.

Gambar II. 15. Skema pH meter Dengan menyisipkan konstanta-konstanta dan menggunakan definisi pHh, didapat ∆vi = -1,98 x 10 -4 T ( satuan pH )

Oleh karena tahanan membran gelas sangat tinggi dipergunakan penguat arus searah dengan impedans-masuka tinggi.

23

BAB III PENUTUP A. Kesimpulan

1. Pengukuran kebanyakan sifat termal menyangkut penentuan aliran kalor dan suhu. Perpindahan kalor biasanya diukur dengan membuat neraca energi untuk peranti yang sedang dikaji. 2. Konduktivitas termal dapat diklasifikasikan sebagai suatu sifat transpor (transport property) karena memebri petunjuk tentang transpor energi di dalam fluida atau zat padat. Dalam gas dan zat cair transpor energi itu berlangsung melalui gerakan molekul, sedang dalam zat padat transpor energi oleh elektron bebas dan getaran kisilah yang penting. 3. Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam  pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi. B. Saran

Sebaiknya dibuat pembahasan yang lebih mendetail lagi terkait materi  pengukuran sifat termal dan sifat transpor.

24

DAFTAR PUSTAKA

Holman, J.P. 1985. Metode Pengukuran Teknik . Jakarta. Erlangga.

25