KATA PENGAN PEN GANTAR TAR
Dengan Dengan menguca mengucapka pkan n puji puji syukur syukur kepada kepada Tuhan Tuhan Yang Maha Maha Esa yang mana mana telah telah melimpahkan rahmat,hidayah, serta inayahnya kepada penulis, sehingga dapat menyusun dan menyelesaikan artikel ilmiah thermodinamika mengenai pemanas air wika solar. Artikel ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah “thermodinamika” di akultas !eguruan dan "lmu #endidikan $ni%ersitas &e'elas Maret program studi #endidikan Teknik Mesin. Dari artikel yang telah di'uat, diharapkan dapat 'erman(aat dan menam'ah wawasan 'agi mahasiswa khususnya 'agi kami mengenai aplikasi thermodinamika pada pemanas air wika solar. $ntuk penyusunan artikel ini tentunya tidak luput dari 'antuan 'e'erapa pihak yang telah mem'ant mem'antu u menyele menyelesai saikan kan artike artikell ini. ini. Maka Maka untuk untuk itu kami kami selaku selaku penulis penulis menguca mengucapka pkan n terimakasih kepada pihak)pihak yang telah mem'antu menyelesaikan artikel ini. *amun karena keter'atasan waktu dan kemampuan penulis, maka karya tulis ini masih jauh dari kata sempurna. $ntuk itu penulis mohon maa( dan sangat mengharapkan kritik dan saran untuk sempurnanya penulisan ini. &aya 'erhar 'erharap ap semoga semoga dengan dengan dituli ditulisny snyaa karya karya tulis tulis ini dapat dapat mem'er mem'erika ikan n man(aa man(aatt kepada semua pihak,dan tentunya 'agi mahasiswa mahasiswi $ni%ersitas &e'elas Maret.
&urakarta, + Maret -/
#enulis
BAB I PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
&eiring dengan kemajuan teknologi yang mengglo'al telah terpengaruh dalam segala aspek kehidupan 'aik di 'idang ekonomi, politik, ke'udayaan, seni dan 'ahkan di dunia pendidikan. !emajuan teknologi adalah sesuatu yang tidak 'isa kita hindari dalam kehidupan ini, karena kemajuan teknologi akan 'erjalan sesuai dengan kemajuanm ilmu pengetahuan. &etiap ino%asi diciptakan untuk mem'erikan man(aat positi( 'agi kehidupan manusia. Mem'erikan 'anyak kemudahan, serta se'agai cara 'aru dalam melakukan akti(itas manusia. &alah satu contoh kecil kemajuan teknologi yaitu tercipta suatu alat yang 'ersum'er daya dari tenaga matahari, yaitu “#emanas Air 0ika &olar”. Dengan munculnya #emanas Air 0ika &olar dalam kehidupan masyarakat, 'anyak mem'antu pekerjaan terkhusus dalam pemanasan air sehingga dapat memudahkan pekerjaan manusia. 2
Tujuan
Adapun tujuan pem'uatan makalah ini adalah untuk mengetahui dan memahami 'entuk aplikasi termodinamika dalam perkem'angan teknologi, dimana dalam artikel ini penulis mengangkat tema mengenai penerapan thermodinamika pada pemanas air wika solar dan cara perawatannya. 3
Metode Penul!an
Dalam penulisan artikel ini metode yang dipakai adalah metode kepustakaan yaitu 'erasal dari literature)literature 'ersum'er dari 'uku dan internet yang rele%an dan terpecaya.
BAB II
TIN"AUAN PU#TAKA
LANDA#AN TE$RI Pengertan Ter%oda%ka
Termodinamika 1'ahasa Yunani2 thermos 3 4panas4 and dynamic 3 4peru'ahan45 adalah (isikaenergi, panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika 'erhu'ungan dekat dengan mekanika statistik di mana 'anyak hu'ungan termodinamika 'erasal.#ada sistem di mana terjadi proses peru'ahan wujud atau pertukaran energy. &ecara historis, termodinamika dikem'angkan dari keinginan untuk meningkatkan e(isiensi awal mesin uap , terutama melalui karya (isikawan #erancis *icolas 6eonard &adi 7arnot 1+/5 yang percaya 'ahwa e(isiensi panas mesin adalah kunci yang 'isa mem'antu #rancis memenangkan #erang *apoleon . isikawan &kotlandia 6ord !el%in adalah orang pertama yang merumuskan de(inisi ringkas termodinamika pada tahun +8/. Termo)dinamika adalah su'yek dari hu'ungan panas untuk gaya yang 'ekerja antara 'agian tu'uh yang 'erdekatan, dan hu'ungan panas ke agen listrik. Awalnya, termodinamika mesin panas terutama 'erkaitan si(at termal dari mereka 4'ahan kerja4, seperti uap. !ekhawatiran ini kemudian dihu'ungkan untuk mempelajari trans(er energi dalam proses kimia, misalnya untuk penyelidikan, yang diter'itkan pada tahun +/-, dari memanaskan reaksi kimia oleh 9ermain :ess , yang awalnya tidak secara eksplisit 'erkaitan dengan hu'ungan antara pertukaran energi oleh panas dan kerja. termodinamika kimia mempelajari peran entropi dalam reaksi kimia . ;uga, statistik termodinamika , atau statistik mekanik, mem'erikan penjelasan termodinamika makroskopik dengan statistik prediksi gerakan kolekti( partikel 'erdasarkan mekanisme perilaku mikroskopis mereka. Termodinamika menjelaskan 'agaimana sistem 'eru'ah ketika mereka 'erinteraksi dengan satu sama lain atau dengan lingkungan sekitar mereka. :al ini dapat diterapkan untuk 'er'agai topik dalam ilmu pengetahuan dan rekayasa , seperti mesin , transisi (asa , reaksi kimia , (enomena transportasi , dan 'ahkan lu'ang hitam . :asil termodinamika yang penting untuk 'idang)'idang (isika dan kimia , teknik kimia , teknik kedirgantaraan , teknik mesin ,'iologi sel , teknik 'iomedis , ilmu material , dan 'erguna untuk 'idang lain seperti ekonomi .
kimia karena mereka jenis sistem menentukan kondisi tertentu dan hukum termodinamika terkait dengan sistem itu. #ada sistem di mana terjadi proses peru'ahan wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik tidak 'erhu'ungan dengan kinetika reaksi 1kecepatan suatu proses reaksi 'erlangsung5. !arena alasan ini, penggunaan istilah =termodinamika= 'iasanya merujuk pada termodinamika setim'ang. Dengan hu'ungan ini, konsep utama dalam termodinamika adalah proses kuasistatik, yang diidealkan, proses =super pelan=. #roses termodinamika 'ergantung) waktu dipelajari dalam termodinamika tak)setim'ang. !arena termodinamika tidak 'erhu'ungan dengan konsep waktu, telah diusulkan 'ahwa termodinamika setim'ang seharusnya dinamakan termostatik. :ukum termodinamika ke'enarannya sangat umum, dan hukum)hukum ini tidak 'ergantung kepada rincian dari interaksi atau sistem yang diteliti. "ni 'erarti mereka dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu apa pun kecual perim'angan trans(er energi dan wujud di antara mereka dan lingkungan. 7ontohnya termasuk perkiraan Einstein tentang emisi spontan dalam a'ad ke)- dan riset sekarang ini tentang termodinamika 'enda hitam. &istem termodinamika adalah 'agian dari jagat raya yang diperhitungkan. &e'uah 'atasan yang nyata atau imajinasi memisahkan sistem dengan jagat raya, yang dise'ut lingkungan. Hakekat Ter%odna%ka
Termodinamika adalah salah satu 'idang terpenting dalam ilmu pengetahuan, kerekayasaan. 7ara kerja ke'anyakan sistem dapat dijelaskan dengan termodinamika, demikian pula, mengapa pel'agai sistem tertentu tidak 'ekerja seperti yang diinginkan, serta mengapa sistem lainnya sama sekali tidak 'ekerja. Termodinamika adalah modal utama dari seorang sarjana teknik teoretik untuk merancang motor 'akar, pompa termal, motor roket, rice cooker, A7, ginjal 'uatan, penyuling kimia, dll. Kon!e& Da!ar Ter%odna%ka
#enga'strakan dasar atas termodinamika adalah pem'agian dunia menjadi sistem di'atasi oleh kenyataan atau ideal dari 'atasan. &istem yang tidak termasuk dalam pertim'angan digolongkan se'agai lingkungan. Dan pem'agian sistem menjadi su'sistem masih mungkin terjadi, atau mem'entuk 'e'erapa sistem menjadi sistem yang le'ih 'esar. olume dapat menjadi kawasan yang mengelilingi 'eresonansi energi atom tunggal, seperti Ma?
#lanck dide(inisikan pada tahun @--, 'isa tu'uh uap atau udara dalam mesin uap , seperti &adi 7arnot dide(inisikan pada tahun +/, 'isa tu'uh seorang siklon tropis , seperti !erry Emanuel diteorikan pada tahun @+ di 'idang termodinamika atmos(er , 'isa juga hanya satu nuklida 1yaitu sistem Buark 5 se'agai hipotesis dalam termodinamika kuantum .
Prn!& Ter%odna%ka
#rinsip thermodinamika terse'ut se'enarnya telah terjadi secara alami dalam kehidupan sehari)hari.
perkem'angan teknologi komputer, yang sangat mem'antu dalam menganalisis data dalam jumlah yang sangat 'esar. Huku%'(uku% Da!ar Ter%odna%ka
Terdapat empat :ukum Dasar yang 'erlaku di dalam sistem termodinamika, yaitu2 F :ukum Awal 1Geroth 6aw5 Termodinamika :ukum ini menyatakan 'ahwa dua sistem dalam keadaan setim'ang dengan sistem ketiga,maka ketiganya dalam saling setim'ang satu dengan lainnya. F :ukum #ertama Termodinamika :ukum ini terkait dengan kekekalan energi. :ukum ini menyatakan peru'ahan energi dalamdari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yangdisuplai ke dalam sistem dan !erja yang dilakukan terhadap sistem. F :ukum kedua Termodinamika :ukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. :ukum ini menyatakan 'ahwa totalentropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring denganmeningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya. F :ukum ketiga Termodinamika :ukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol a'solut. :ukum ini menyatakan 'ahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol a'solut, semua proses akan 'erhentidan entropi sistem akan mendekati nilai minimum. :ukum ini juga menyatakan 'ahwaentropi 'enda 'erstruktur kristal sempurna pada temperatur nol a'solut 'ernilai nol.
BAB III
PEMBAHA#AN
#ejara( #olar )ater Heater
&ejarah &olar 0ater :eater merupakan pemanas air yang menggunakan panas sinar matahari. #emanas air 'ertenaga surya pertama tercatat sudah digunakan se'elum tahun @--. Alat pertama ini terdiri daritangki 'ercat hitam yang dipasang di atas atap.
#emanas air atau water heater nampaknya sudah menjadi gaya hidup di perkotaan. Di samping memang sangat nyaman mandi air hangat saat 'adan penat setelah seharian 'ekerja, pada kondisi tertentu memang di'utuhkan 'agi anggota keluarga yang lanjut usia atau terkena rematik atau yang alergi dingin. 7iri)cirinya setelah mandi sore sering 'ersin)'ersin seperti orang terkena gejala (lu. &alah satu solusinya ya mandi sore pakai air hangat. &ecara tradisional untuk mendapatkan air panas, cukup dengan memasak air dengan kompor. !emudian masalahpun muncul, lama nunggu sampai air panas dan jumlah air panas yang didapat juga ter'atas. &emakin 'anyak air yang dipanaskan, semakin lama nunggunya dan tentunya semakin 'anyak pula 'ahan 'akar yang di'utuhkan. #enggunaan alat pemanas air tenaga matahari dapat mengurangi ke'utuhan enerji pemanas air kon%ensional 1menggunakan enerji listrik dan gas5 kira)kira dua pertiganya. #emasangan alat pemanas air tenaga matahari memang le'ih mahal di'anding dengan alat
pemanas air yang tradisional, tetapi akhirnya uang anda akan kem'ali karena terjadi penghematan energi pada tahun pertama. "nilah alasan mengapa in%estasi pem'elian alat pemanas air tenaga matahari adalah suatu pilihan yang cerdas dan hemat 'iaya dan menjadi alternati%e dari pada mem'eli alat pemanas air yang tradisional. Alat pemanas air matahari menggunakan sinar matahari untuk memanaskan air atau mengalihkan panas mengalir di dalam pipa pengumpul. Ada tiga sistem utama yang termasuk di dalamnyaK sistim yang akti(, sistim thermosiphon, dan sistem kelompok yang terintegrasi. #enggunaan sistem 1akti(5 'ekerja memompa air untuk mengalirkan cairan ke pengalih panas. &istem thermosiphon menggunakan suatu tangki terletak di atas pengumpul dan seperti layaknya pengumpul memanaskan air, air panas itu naik ke tangki penyimpan. &e'agai satu kesatuan, pipa pengumpul air panas tenaga surya juga 'er(ungsi se'agai tangki air.
*ara Kerja #olar )ater Heater
7ara kerja pemanas air tenaga surya pada dasarnya adalah 'agaimana mendapatkan air panas dengan meman(aatkan energy dari sinar matahari yang terpancar ke 'umi.
pertukaran antara air dingin di dalam tangki dengan air yang sudah dipanaskan dari kolektor panas. !omponen utama &olar 0ater :eater terdiri dari panel kolektor dan tangki yang dihu'ungkan dengan dua pipa assesories. #anel kolektor pada solar water heater dilengkapi dengan penutup kaca 'er(ungsi se'agai penangkap panas sinar matahari yang didalamnya tersusun rangkaian pipa tem'aga se'agai jalur air yang di'alut sirip a'sor'er. &edangkan tangki solar water heater 'er(ungsi se'agai =Thermos= 1tempat penyimpanan air 'erinsulasi5 yang mampu menahan penurunan panas secara minimal. #ada saat matahari 'ersinar, panel kolektor menangkap sinar matahari dan secara mekanis mengalirkan panas dari sirip a'sor'er ke pipa)pipa tem'aga yang 'erisi air, sehingga suhu air didalamnya perlahan meningkat. #anel solar #emanas Air 'erpedoman pada prinsip alamiah air =Thermosiphon=. Thermosiphon ialah prinsip pasi( perpindahan panas dengan meman(aatkan proses alamiah kon%eksi air. #ada prakteknya, prinsip ini dimulai dari air yang 'erada pada panel kolektor mengalami pemanasan dan akan 'ergerak ke sisi atas dan masuk ke dalam tangki. #ada saat 'ersamaan, air di dalam tangki yang 'ersuhu rendah terdorong turun ke dalam panel kolektor. #ergerakan perputaran air ini 'ergerak 'erkesinam'ungan sehingga terjadi sirkulasi air secara mekanis yang mengakumulasi peningkatan suhu air didalam tangki. #ergerakan perpindahan antara air 'ersuhu tinggi digantikan air 'ersuhu rendah dapat 'ergerak mekanis tanpa 'antuan tam'ahan pompa.
Pera+atan Pe%ana! #olar )ater Heater Penge,ekan Berkala -1 . 2 /ulan0 . #astikan 'ahwa tidak ada kerusakan (isik yang terjadi pada unit.
.
dan pastikan
'ahwa
semua
8. #eriksalah Air >ent apakah masih 'eroperasi dengan 'aik. Air >ent sendiri 'er(ungsi untuk mengeluarkan uap panas jika terjadi o%er (low. Penge,ekan !eta& /ulan . 1 ta(un . #eriksalah pompa control agar suplai air yang dihasilkan lancar dan maksimal. . #eriksalah istalasi pipa untuk menghindari kerusakan.
H. !uraslah unit &olar 0ater :eater Anda, 'ersihkan, dan ganti dengan air yang 'aru. :al terse'ut harus dilakukan agar tidak terjadi penyum'atan pada unit yang dise'a'kan karena adanya kotoran)kotoran yang ter'awa oleh air. &elain itu, jika kotoran terse'ut terus di'iarkan akan menjadi endapan yang akan mempengaruhi kualitas air dan mempercepat korosi pada tangki. /. #eriksalah check %al%e, pressure %al%e, dan one way %al%e apakah masih 'er(ungsi 'aik. "tulah 'e'erapa cara merawat &olar 0ater :eater agar umur yang dicapai unit dapat maksimal. Yang paling penting dari semua tips diatas adalah kualitas air yang masuk ke unit. &emakin 'aik kualitas airnya , semakin lama pula umur unitnya
BAB I PENUTUP
KE#IMPULAN
#engertian Termodinamika adalah suatu ilmu yang mempelajari tentang hu'ungan panas, kerja mekanik dan aspek lain energy, dan perpindahan energi. Dan si(at termodinamika ini terdapat pada pemanas solar water heater, yaitu dimana cara kerja alat ini menggunakan prinsip) prinsip dasar termodinamika. &alah satunya pada saat air dipanaskan menggunakan proses iso'aric. Dan pada saat air 'erada pada panel kolektor, air mengalami perpindahan panas dengan meman(aatkan proses alamiah kon%eksi air yang dise'ut prinsip =Thermosiphon= . ;adi itulah penerapan prinsip termodinamika pada solar water heater.
DATAR PU#AKA
Anonym.LLLL. Termodinamika I,#d(N, 1 http2OOtermodinamika.wordpress.comO--COO-+Omateri)perkuliahanO diakses tanggal + Maret -/5 Anonym.LLLL. Termodinamika II,#d(N, 1http2OOmesin.u'.ac.idOdiktatLajarOtermo.php diakses tanggal + Maret -/5 7. eynolds 0illiam.:enry 7. #erkins.@@.Termodinamika Teknik .;akarta2Erlangga Anonym.LLLL. Pemanas Air Wika Solar,#d(N, 1http2OOwww.scri'd.comOdocO88++8HO#emanas) Air)0ika)&0:, diakses tanggal C Maret -/5 e'rey 0elgeduweluge.LLLL.Solar Water Heater,#d(N, 1http2OOwww.scri'd.comOdocO@88HC-CCO#emanas)Air , diakses tanggal + Maret -/5 Anonym.LLLL.Sejarah Solar Water Heater,#d(N, 1 http2OOwww.slideshare.netOdesperate(orestOsejarah)solar)water)heaterPBid3-('cd)e+-8)//H) 'c-')8'(c-H(dCQ%3de(aultQ'3Q(romLsearch3/R , diakses tanggal + Maret -/ Anonym.LLLL. PEMAAS AI! EE!"I S#!$A %E"A SE& S#!$ASEBAGAI ABSORBER ,#d(N, 1 http2OOwww.scri'd.comOdocO8+-/8@@/O#emanas)Air)&urya)pd( , diakses tanggal + Maret -/5
TUGA# TERM$DINAMIKA #E*EA#A* TEMSD"*AM"!A #ADA &S6A 0ATE :EATE
Disusun oleh: PUTRI ATMA NUR #H$LEHA K2413542 PTM B
#E*D"D"!A* TE!*"! ME&"* A!$6TA& !E9$$A* DA* "6M$ #E*D"D"!A* $*">E&"TA& &E
