KR 01 Angelina 1406533522 Teknologi Bioproses Grup 3

download KR 01 Angelina 1406533522 Teknologi Bioproses Grup 3

of 30

  • date post

    06-Jul-2018
  • Category

    Documents

  • view

    218
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of KR 01 Angelina 1406533522 Teknologi Bioproses Grup 3

  • 8/17/2019 KR 01 Angelina 1406533522 Teknologi Bioproses Grup 3

    1/30

    Laporan Praktikum R-LAB

    Fisika Dasar

    Nama : Angelina

    NPM : 1406533522

    Fakultas/Jurusan : Teknik/ Teknologi Bioproses

    Grup : A3

    No dan Nama Percobaan : KR01 - Disipasi Kalor Hotwire

    Minggu Percobaan : 2

    Tanggal Percobaan : Jumat, 6 Maret 2015

    Laboratorium Fisika Dasar

    Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar (UPP IPD)

    Universitas Indonesia

    Depok

  • 8/17/2019 KR 01 Angelina 1406533522 Teknologi Bioproses Grup 3

    2/30

    Disipasi Kalor Hot Wire

    I.  Tujuan Percobaan 

    -  

    Menggunakan hotwire sebagai sensor kecepatan aliran udara.

    II.  Peralatan

    -  Kawat pijar (hotwire)

    -  Fan / Kipas 

    -  Voltmeter dan Amperemeter

    -  Adjustable power supply

    -  

    Camcorder / Webcam 

    -  Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

    III.  Landasan Teori 

    Energi dapat didefinisikan sebagai suatu kemampuan untuk melakukan usaha. Bumi,

    sebagai tempat tinggal manusia memiliki banyak sekali sumber energi, dari energi yang

    terbarukan terbarukan sampai dengan energi yang tak terbarukan. Energi terbarukan

    merupakan jenis energi yang tidak habis bila dikonsumsi secara kontinu oleh manusia.

    Contoh dari sumber energi terbarukan adalah angin, matahari, air, dan sebagainya.

    Sedangkan, sumber energi yang tidak terbarukan adalah jenis energi yang akan habis bila

    dikonsumsi secara kontinu, seperti energy fosil (minyak dan gas bumi) dan batu bara.

    Energi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Seringkali perubahan energi

    melibatkan perpindahan energi dari satu benda ke benda lainnya, dan diiringi dengan adanya

    kerja. Namun, jika energi tersebut dipindahkan atau diubah, namun ternyata tidak ada energi

    yang hilang pada proses tersebut, maka ini merupakan hukum kekekalan energi, yang

     berbunyi :

    “Energi total tidak berkurang dan juga tidak bertambah pada proses apa pun. Energi dapat

    diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya, dan dipindahkan dari satu benda ke benda

    lainnya, tetapi jumlah totalnya tetap konstan.” 

    E awal = E akhir

  • 8/17/2019 KR 01 Angelina 1406533522 Teknologi Bioproses Grup 3

    3/30

    Menurut hukum kekekalan energi, energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, tetapi

    energi dapat diubah dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain. Contoh konversi

    energi atau perubahan energi adalah energi air pada air terjun diubah menjadi energi listrik

    dalam PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air), energi kimia dalam tubuh yang berasal dari

     bahan makanan diubah menjadi energi gerak ketika kita berlari, dan energi listrik yang

    mengalir pada lampu akan diubah menjadi energi cahaya.

    Kalor didefinisikan sebagai panas yang dimiliki suatu zat. Panas merupakan energi

    yang ditransfer dari suatu benda ke benda lain karena adanya perbedaan temperatur. Bila

    energi panas ditambahkan pada suatu zat, maka temperatur zat itu akan naik, kecuali ketika

    sedang terjadi perubahan fasa pada zat tersebut. Untuk membuktikan bahwa suatu benda

    memiliki panas, dapat dilakukan pengukuran suhu benda tersebut. Jika suhu benda tinggi,

    maka benda tersebut memiliki kalor yang tinggi, dan sebaliknya.

    Energi kalor adalah suatu kemampuan yang digunakan untuk menghasilkan usaha

    yang berupa panas (kalor). Sedangkan, definisi dari kalor tersebut adalah suatu bentuk energi

    yang diakibatkan karena adanya perbedaan suhu dan kalor mengalir dari benda yang

    memiliki suhu tinggi ke benda yang memiliki suhu rendah. Hal ini dinamakan transfer kalor

    untuk mendapatkan suhu dalam keadaan setimbang dari kedua benda tersebut.

    Panas dapat bergerak dari suatu tempat ke tempat yang lain karena adanya perbedaan

    suhu diantara tempat tersebut, dan bergerak melalui benda padat, cair maupun gas. Jadi,

     perbedaan panas merupakan syarat terjadinya perpindahan kalor. Dalam prosesnya,

     perpindahan panas dibedakan dalam beberapa cara, yaitu secara konduksi, konveksi dan

    radiasi. Perpindahan panas yang ideal, artinya panas yang dipindahkan dari bahan satu dapat

    dipindahkan seluruhnya ke bahan yang lain tanpa ada panas yang hilang. Perbedaan suhu

    yang menyebabkan terjadinya perpindahan panas bisa terjadi karena ada pemanasan atau

     pendinginan dari salah satu benda yang berinteraksi. Pemanasan berarti pengaktifan getaran

    molekul, sedangkan pendinginan adalah pengurangan gerakan molekul dalam suatu bahan.

    Perpindahan panas dapat memberikan manfaat yang besar bagi makhluk hidup maupun benda

    mati, namun ada juga hal-halyang merugikan bagi makhluk hidup maupun benda mati seperti

    kanker kulit, pelapukan, korosi, pemuaian, dan lain lain.

    Kalor timbul akibat perbedaan suhu, maka sampai dengan pertengahan abad

    kedelapan belas, istilah kalor dan suhu memiliki arti yang sama. Joseph black pada tahun 1760 merupakan orang pertama yang menyatakan perbedaan antara suhu dan kalor. Suhu

  • 8/17/2019 KR 01 Angelina 1406533522 Teknologi Bioproses Grup 3

    4/30

    adalah derajat panas atau dinginnya suatu benda yang diukur oleh termometer, sedang kalor

    adalah sesuatu yang mengalir dari benda panas ke benda lebih dingin untuk menyamakan

    suhunya. Suhu sesungguhnya adalah ukuran energi kinetik rata-rata partikel (berkaitan

    dengan gerak partikel-partikel) dalam suatu benda. Sedangkan dalam fisika, istilah kalor

    selalu menngacu pada energi yang berpindah dari suatu benda lainnya karena perbedaan

    suhu. Begitu proses perpindahan energi ini berhenti, maka kalor tidak lagi memiliki arti. Jadi,

    kalor bukanlah jumlah energi yang dikandung dalam suatu benda.

    Suatu satuan yang umum untuk kalor, masih digunakan sampai sekarang, dinamakan

    kalori. Satuan ini disebut kalori (kal) dan didefinisikan sebagai kalor yang dibutuhkan untuk

    menaikkan temperatur 1 gram air sebesar 1 derajat Celcius. Secara kuantitatif, kerja 4,186

    Joule (J) ekivalen dengan 1 kalori (kal) kalor. Nilai ini dikenal dengan tara kalor mekanik.

    Kalor pertama kali diamati oleh A. Laouvisier yang kemudian menyatakan Teori

    Kalorik, sebuah teori dasar yang menerangkan keberadaan kalor. Teori ini menyatakan :

    “Setiap zat/  benda mempunyai zat alir yang berfungsi untuk mentransfer panas.”   Jadi,

    Lavoisier menyatakan bahwa pada saat dua benda/ zat berbeda suhu bersentuhan, maka akan

    terdapat zat alir yang memindahkan panas dan menyebabkan perubahan suhu pada kedua

     benda tersebut. Teori Kalorik tidak dapat menerangkan mengapa benda yang dijemur akan

    menjadi panas meskipun tidak bersentuhan dengan benda lain, dan masih banyak kasus yang

    tidak dapat dijelaskan oleh teori ini. Sampai akhirnya, para ilmuwan sadar bahwa kalor itu

    sebenarnya adalah sebuah bentuk energi yang dapat berpindah dari satu benda ke benda lain

    dan menyebabkan perubahan suhu pada keduanya.

    Dalam topik kalor, terdapat sebuah istilah yang bernama kerja kalor. Kerja kalor

    merupakan suatu kerja sistem. Kerja kalor yang terjadi pada suatu benda ini dinamakan

    “melepas” dan “menerima” kalor. Pada benda, dikenal dengan istilah sistem dan lingkungan,

    di mana sistem itu adalah sebuah atau sekumpulan objek yang ditinjau yang merupakan

    tempat terjadinya suatu reaksi. Sedangkan, lingkungan adalah segala sesuatu yang berada di

    luar sistem yang bersifat persuasif. Jadi, pengertian dari “melepas“ kalor adalah adanya suatu

     perpindahan panas dari sistem ke lingkungan. Sedangkan, pengertian “menerima“ kalor

    adalah adanya suatu perpindahan panas dari lingkungan menuju sistem.

    Salah satu alat yang terus dikembangkan adalah alat yang digunakan untuk alat

    sensor pengukur kecepatan dari angin atau kecepatan dari aliran udara turbulen, yang mana dapat diukur dengan menggunakan prinsip dasar dari percobaan hotwire. Percobaan hotwire

  • 8/17/2019 KR 01 Angelina 1406533522 Teknologi Bioproses Grup 3

    5/30

    ini dilakukan untuk melihat hubungan antara kecepatan angin dengan besarnya tegangan

    yang diberikan. Lalu, dari percobaan hotwire ini akan dihasilkan energi kalor yang berasal

    dari konversi energi listrik, yang mana energi listrik ini dihasilkan dari suatu daya listrik

    yang dihubungkan dengan tegangan listrik. Jadi, percobaan hotwire ini juga dilakukan untuk

    mempelajari mengenai disipasi kalor. Disipasi kalor adalah kegiatan mengecek atau

    mengukur kalor yang teramati dalam percobaan dengan menggunakan sensor, yang mana

    sensor ini merupakan fungsi dari hotwire itu sendiri.

    Jenis sensor yang banyak digunakan adalah hotwire anemometer.  Sistem hotwire

    anemometer memiliki spesifikasi khusus, seperti menggunakan single normal hotwire probe.,

    DISA 55M01 main unit, 55M11 CTA booster adapter, dan 55M05 power pack.

    Dalam percobaan ini, hotwire probe dioperasikan dalam suatu mode suhu konstan

    agar dapat merespon frekuensi yang lebih tinggi. Dalam mode suhu konstan ini, resistansi

    kawat Rw juga dipertahankan konstan untuk memfasilitasi respon instantaneous dari inersia

    termal sensor terhadap berbagai perubahan dalam kondisi aliran. Sebelum digunakan dalam

     pengukuran aliran, hotwire anemometer   dikalibrasi untuk menentukan persamaan