KAJIAN JURNAL : PENGUKURAN KONDUKTIVITAS TERMAL BATA MERAH PEJAL Disusun Oleh : Brigita Octovianty Yohana W 125100601111030 Jatmiko Eko Witoyo 125100601111006 Ravendi Ellyazar 125100600111006 Riyadhul Badiah 125100600111004 Rizky Ayu Febriana 125100601111016 Sofyan Kurniawan 125100601111029 PROGRAM STUDI TEKNIK BIOPROSES FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2013
Paper Kajian Jurnal : Pengukuran Konduktivitas Termal Bata Merah Pejal 1. Latar Belakang Dalam memilih bahan untuk pembuatan dinding diperlukan material yang memiliki konduktivitas thermal yang tinggi. Dinding dengan material yang memiliki konduktivitas thermal yang tinggi akan mempercepat perpindahan panas pada ruangan tersebut, sehingga suhu ruangannya dapat dipertahankan. Salah satu meterial yang layak digunakan adalah batu bata merah pejal yang bahan bakunya adalah tanah. Kekuatan fisik bata merah sangat ditentukan oleh jenis tanah serta komposisi bahan pengisi pada saat dilakukan proses pemanasan (pematangan). Pada proses pemanasan bertujuan untuk memperbaiki sifat fisisnya seperti deformasi termal, sifat-sifat hantaran kalor dan listrik. Faktor paling dominan yang menentukan dalam proses pemanasan (pematangan) adalah deformasi termal yang berhubungan dengan ukuran rata-rata pori (porous) yang dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur tanah. Semakin besar ukuran partikel, maka semakin besar pula ukuran porinya sehingga konduktivitas thermalnya rendah artinya kurang layak digunakan sebagai bahan bangunan. Sebaliknya semakin kecil ukuran partikel, semakin kecil pula ukuran porinya sehingga konduktivitas thermalnya semakin tinggi yang menandakan bahan tersebut layak digunakan sebagai bahan bangunan. Material yang memiliki konduktivitas thermal tingggi berarti material tersebut akan semakin cepat dalam menghantarkan panas. Perpindahan panas didefinisikan sebagai berpindahnya energi dari satu tempat ke tempat lainnya yang disebabkan perbedaan temperatur antara tempat-tempat tersebut.pada umumnya terdapat tiga proses perpindahan panas yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Konduksi adalah proses perpindahan kalor dimana kalor mengalir dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah dalam suatu medium atau antara medium yang berlainan yang tidak disertai dengan perpindahan molekul. Konveksi adalah perpindahan kalor pada suatu zat yang disertai perpindahan partikelpartikel zat tersebut. Radiasi adalah cara perpindahan energi elektromagnetik yang bersinar melalui vakum dan ruang kosong antara atom.
Setiap zat baik berbentuk padat, cair maupun gas tersusun dari partikelpartikel.jarak antar partikel pada zat padat sangat dekat; jarak partikel pada zat fluida lebih jauh dibandingkan dengan jarak antar partikel pada zat padat; sedangkan pada gas, jarak antar partikel berjauhan. Hal inilah yang menyebabkan gaya tarikmenarik antar partikel atau kohesi pada zat padat lebih besar daripada kohesi zat cair. Karena itu gerak partikel-partikel pada zat padat sangat terbatas, dan hanya bergetar pada tempat tertentu.konduktivitas panas suatu bahan adalah ukuran kemampuan bahan untuk menghantarkan panas (termal).satuan SI untuk konduktivitas termal adalah Js-1 m-1 K-1. Kebalikan dari konduktivitas termal sebuah disebut resistivitas. Dalam satuan SI, konduktivitas listrik zat padat zat cairgasgas diukur dalam siemens per meter. Bila menyangkut fluida, konduktivitas elektrolit diperoleh dari perbandingan kerapatan arus terhadap kuat medan listrik. 2. Rumusan Masalah Sesuai dengan latar belakang masalah diatas, dapat dirumuskan masalah sebagai berikut : 1) Bagaimana hubungan antara konduktivitas termal dengan kelayakan penggunaan bata merah? 2) Bagaiman cara mengukur konduktivitas termal pada bata merah? 3. Tujuan Masalah Sesuai dengan rumusan masalah di atas, maka dapat diambil tujuan sebagai berikut : 1) Untuk mengetahui hubungan antara konduktivitas termal dengan kelayakan penggunaan bata merah? 2) Untuk mengetahui cara mengukur konduktivitas termal pada bata merah? 4. Metode Penelitian Pada pengukuran konduktivitas termal bata merah pejal, sampel batu bata merah pejal yang digunakan berasal dari tempat pembuatannya di daerah kotamadya Bengkulu dan kabupaten Bengkulu utara. Digunakannya bata merah pejal sebagai bahan yang diteliti adalah untuk membuktikan teori tentang konduktivitas termal bahwa semakin besar konduktivitas suatu bahan, maka bahan tersebut mempunyai daya hantar atau kemampuan termal yang tinggi,sehingga direkomendasikan untuk bahan bangunan. Metode pendekatan yang digunakan adalah metode pelat tunggal.
Sampel dari sisi bawah dipanaskan pada temperatur 30 0 C (temperatur kamar), sehingga menjamin tidak ada kalor yang masuk atau keluar ke lingkungan. Pada sisi atas dipasang pendingin, sehingga kalor akan mengalir ke temperatur yang lebih rendah. Laju aliran kalor Q, gradien temperatur T, luas plat A, dan ketebalan plat d diukur. Energi listrik W yang diserap pemanas selama interval waktu t sebanding dengan kuantitas kalor yang mengalir pada sampel selama selang waktu tertentu. Bila diasumsikan tidak ada kehilangan energi, maka kuantitas yang diperoleh digunakan untuk menghitung konduktivitas termal k sampel dengan persamaan : 5. Hasil Penelitian Data dan hasil pengamatan penelitian ini tercantum pada tabel berikut ini : Catatan : Konduktivitas (k) berasal dari rumus berikut :
6. Pembahasan Bila dilihat dari besarnya permeabilitas untuk semua sampel bata merah pejal yang diperoleh, baik yang berasal dari Kotamadya Bengkulu dan Kabupaten Bengkulu Utara. Ternyata bata merah pejal yang mempunyai nilai konduktivitas termal yang paling tinggi adalah bata merah pejal yang berasal dari daerah Nakau, Bengkulu Utara. Bata merah pejal yang lainnya mempunyai konduktivitas termal yang bagus juga, karena hasilnya tidak memberikan perbedaan angka yang signifikan. Dapat direkomendasikan sesuai dengan teori yang diungkapkan oleh Leybold,1986 dalam Buku Physics Experiment Volume 3, bahwa bata merah pejal Nakau mempunyai daya hantar atau kemampuan termal yang sangat tinggi jika dibandingkan dengan bataan merah pejal lainnya. Artinya komposisi dari bata merah pejal Nakau bila dibandingkan dengan bata merah pejal lainnya mempunyai pori dan ukuran partikel yang sangat rendah, sehingga dapat mempunyai kemampuan termal yang sangat tinggi. 7. Kesimpulan Bata merah pejal yang berasal dari daerah Nakau mempunyai konduktivitas termal (k) yang tinggi sebesar 0,380 (J s-1 m -1 K -1 ), mengindikasikan sangat layak digunakan sebagai bahan bangunan karena memiliki daya hantar panas yang tinggi, kekuatan tinggi dan tahan terhadap korosi. Perbedaan nilai konduktivitas antara semua sampel tidak memberikan nilai yang signifikan, artinya mutu dan kualitas bata merah pejal lainnya masih tergolong bagus juga digunakan sebagai bahan bangunan. Perbedaan konduktivitas termal pada saat diuji menurut pengamatan peneliti disebabkan oleh beberapa faktor yaitu bata merah pejal Nakau mempunyai komposisi tanah yang sangat bagus serta pada saat dilakukan pemanasan (pematangan) lebih sempurna.