Prada-na: Laporan Sifat Konduktivitas Thermal

A. TUJUAN

Untuk mengetahui C batuan dan mengetahui konduktivitas dari berbagai jenis batuan.

B. LANDASAN TEORI

Konduktivitas

Konduktivitas atau keterhantaran termal, k, adalah suatu besaran intensif bahan yang menunjukkan kemampuannya untuk mengahntarkan panas.

konduktivitas termal = laju aliran panas × jarak / ( luas × perbedaan suhu ) Besaran ini didefinisikan sebagai panas, Q, yang dihantarkan selama waktu t melaui ketebalan L, dengan arah normal ke permukaan dengan luas A yang disebabkan oleh perbedaan suhu ΔT dalam kondisi tunak dan jika perpindahan panas hanya tergantung dengan perbedaan suhu tersebut.

Kapasitas Kalor dan Kalor Jenis

Kapasitas kalor (C) : jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur dari suatu sampel bahan sebesar 1 C^o.

DQ = C DT

Kapasitas panas dari beberapa benda sebanding dengan massanya, maka lebih mudah bila didefinisikan kalor jenis, c :

Kalor jenis, c : jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur dari 1 gr massa bahan sebesar 1 C^o.

DQ = m c DT

Konduksi

Proses perpindahan kalor secara konduksi bila dilihat secara atomik merupakan pertukaran energi kinetik antar molekul (atom), dimana partikel yang energinya rendah dapat meningkat dengan menumbuk partikel dengan energi yang lebih tinggi.

Sebelum dipanaskan atom dan elektron dari bahan bergetar pada posisi setimbang. Pada ujung bahan mulai dipanaskan, pada bagian ini atom dan elektron bergetar dengan amplitudi yang makin membesar. Selanjutnya bertumbukan dengan atom dan elektron disekitarnya dan memindahkan sebagian energinya. Kejadian ini berlanjut hingga pada atom dan elektron di ujung bahan yang satunya. Konduksi terjadi melalui getaran dan gerakan elektron bebas.

C. ALAT DAN BAHAN

1. Batu beku, sedimen, dan gamping merah

2. Kompor listrik

3. Momen kopel

4. Termometer

5. Kalorimeter

D. CARA KERJA

1. Menentukan perubahan suhu pada batuan

Ø Menentukan suhu pada kompor listrik

Ø Meletakkan batuan di atas kompor listrik, menunggu kurang lebih 10 menit kemudian mengukur tiap 1 cm menggunakan termocople.

Ø Mencatat suhu yang di peroleh

2. Menentukan C batuan

Ø Mengukur suhu kamar

Ø Mengisi air pada kalorimeter & steam generator (kira2 batu yang akan di campurkan bisa tercelup seluruhnya)

Ø Mencatat waktu & suhu yang di peroleh.

E. DATA PENGAMATAN

Batu	Mb (gram)		Cb (J/Kg ^OC )	H (watt)	L	k
Sedimen	90,17	20,5	0,625	48,58	1	0,31
Beku	97,56	18,5	0,784	40,91	1	0,265
Sedimen (gamping merah)	76,39	15	0,857	32,72	1	0,31

Keterangan :

Mb : Masa batu

: Perubahan suhu

Cb : Kalor batu

H : Daya hantar

l : Jarak antar titik pengukuran

K :konduktivitas

F. ANALISIS DATA

Kapasitas panas kalorimeter dapat di cari dengan persamaan

Q_lepas = Q_terima

Diketahui:

m_p=m_d= 0,2 T_d= 29 ⁰C

c_air= 4185 T_t = 57 ⁰C

T_p= 89 ⁰C

Q_lepas = Q_terima

m_p.c_air (T_p-T_t) = m_d.c_air (T_t-T_d) + Ckal (T_t-T_d)

0,2 . 4185 (89-57) = 0,2 . 4185 (57-29) + Ckal (57-29)

26784-23436 = 28 Ckal

Ckal =119,57 J/Kg

Setelah didapatkan nilai Ckal , maka kita dapat menentukan kalor jenis dari batuan yang dicari menggunakan persamaan :

1. Sedimen

Q_lepas = Q_terima

m_b. c_b (T_p-T_t) = m_a . c_a (T_t-T_a) + Ckal (T_t-T_a)

90,17 . c_b (95-33) = 250 . 4,158 (33-30) + 119,57 (33-30)

c_b = 0,625

2. Beku

Q_lepas = Q_terima

m_b. c_b (T_p-T_t) = m_a . c_a (T_t-T_a) + Ckal (T_t-T_a)

97,56 . c_b (95-34) = 250 . 4,158 (34-30) + 119.57 (34-30)

c_b = 0,784

3. Gamping merah

Q_lepas = Q_terima

m_b. c_b (T_p-T_t) = m_a . c_a (T_t-T_a) + Ckal (T_t-T_a)

76,39 . c_b (95-32) = 250 . 4,158 (32-29) + 119,57 (32-29)

c_b = 0,857

Dengan nilai cb yang telah dihitung, kita dapat menentukan konduktivitas batuan :

Dari persamaan diatas didapatkan nilai H yang brevariasi sesuai dengan batuannya. Kemudian kita tentukan nilai k dari masing-masing batuan dengan:

G. PEMBAHASAN

Batuan memiliki berbagai sifat fisika, salah satunya adalah sifat thermal. Sifat thermal meliputi konduksi, konveksi dll. Yang kami lakukan percobaan adalah konduktivitas. Konduktivitas atau keterhantaran termal(k) adalah suatu besaran intensif bahan yang menunjukkan kemampuannya untuk mengahntarkan panas. Setiap batuan memiliki tingkat konduktivitas yang berbeda-beda tergantung dari struktur batuannya.

Pada percobaan ini kami menggunakan tiga batuan yang berbeda, yaitu batu beku, batu sedimen, dan batu sedimen(gamping merah). Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui panas jenis dan konduktivitas dari berbagai batuan.

Sebelum menghitung konduktivitasnya, kami menentukan panas jenis batuannya terlebih dahulu. Dimana konduktivitas dihitung menggunakan rumus sebagai berikut :

Dari rumus tersebut terlihat jika semakin besar nilai l nya maka konduktivitasnya akan semakin besar pula. Hal ini karena konduktivitas (k) berbanding lurus dengan l. Pada data pengamatan dieroleh nilai knduktivitas (k) :

· Batu beku : 0,31

· Batu sedimen : 0,265

· Gamping merah : 0,31

H. KESIMPULAN

1) Jika semakin besar nilai l nya maka konduktivitasnya akan semakin besar pula. Hal ini karena konduktivitas (k) berbanding lurus dengan l.

2) Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh konduktivitas batuan

Ø Batu beku : 0,31

Ø Batu sedimen : 0,265

Ø Gamping merah : 0,31