LAPORAN PENYEBAB KENAIKAN SUHU DAN PENGUAPAN

MENGAMATI PENYEBAB KENAIKAN SUHU

DAN PENGUAPAN

  

A.      Pendahuluan

1.         Latar Belakang

Dengan mempelajari salah satu besaran fisika yang sangat penting, yaitu suhu. Suhu adalah besaran fisika yang hanya dapat dirasakan. Tubuh kita dapat merasakan suhu dalam bentuk rasa panas atau dingin. Ketika menyentuh es, otak memberikan informasi rasa dingin. Ketika berada di terik matahari, otak memberikan informasi rasa panas. Tampak di sini bahwa suhu adalah ukuran derajat panas suatu benda.

Saat musim dingin, suhu udara di belahan bumi utara atau selatan turun sangat tajam. Bahkan suhu bisa berada di bawah nol derajat celcius. Akibatnya, uap air di udara berubah wujud menjadi padat dalam bentuk butiran-butiran es yang kita kenal dengan salju. Suhu rendah di daerah tersebut terjadi karena kurangnya sinar matahari yang diterima oleh daerah tersebut.

Panas atau dinginnya suatu benda tentulah dipengaruhi oleh faktor-faktor di sekitarnya. Namun, tidak diketahui faktor apa sajakah yang menyebabkan terjadinya kenaikan ataupun penurunan suhu suatu benda.

Berdasarkan uraian diatas perlu dilakukannya praktikum untuk mengetahui faktor-faktor terjadinya penguapan air dan penyebab terjadinya kenaikan suhu pada benda.

2.         Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan mengamati arus konveksi, penyebab kenaikan suhu, perubahan wujud dan penguapan adalah sebagi berikut:

a.       Untuk mengetahui penyebab kenaikan suhu benda.

b.      Untuk mengetahui faktor yang mempengaruhi cepatnya penguapan.

B.       Kajian Teori

Perpindahan kalor terjadi dari suatu fluida yang temperatur lebih tinggi kepada fluida yang temperaturnya lebih rendah. Kalor yang dipindahkan diantara kedua fluida itu, besarnya sangat tergantung pada kecepatan aliran fluida, arah alirannya, sifat-sifat fisik fluida, kondisi permukaan dan luas bidang perpindahan panas serta beda temperatur diantara kedua fluida. Ada 3 macam mekanisme perpindahan kalor, yaitu: 1. Secara molekuler, yang disebut dengan perpindahan kalor konduksi. 2. Secara aliran yang disebut dengan perpindahan kalor konveksi 3. Secara gelombang elektromagnet yang disebut dengan perpindahan kalor radiasi. Dimana masing-masing sistem memiliki ciri atau karakter tertentu sesuai dengan prosesnya. Dalam suatu peristiwa, tiga cara perpindahan kalor tersebut dapat terjadi secara bersamaan (Firmansyah, 2014).

Konsep perpindahan panas massa (air) yang merupakan dasar dari proses pengeringan. Perpindahan salah satu unsur larutan fluida dari daerah yang konsentrasinya lebih tinggi ke daerah yang konsentrasinya lebih rendah dikatakan perpindahan massa (air). Pemahaman terhadap mekanisme perpindahan massa dapat dikatakan analogi terhadap perpindahan panas,  yaitu laju perpindahan panas maupun perpindahan massa bergantung pada potensial maupun penggerak dan tahanan. Dalam operasi-operasi perpindahan massa tertentu harus diperhatikan perpindahan panas tertentu yang terjadi bersamaan. Dalam kondisi ini panas berpindah dalam arah yang berlawanan dengan perpindahan massa. Di samping itu letak perbedaan antara keduanya adalah perpindahan panas yang terjadi dalam arah yang mengurangi gradien suhu yang ada, sedangkan perpindahan panas terjadi dalam arah yang mengurangi gradien konsentrasi yang ada dan juga perpindahan panas akan terhenti bila tidak terjadi perbedaan suhu, sedangkan massa terhenti bila gradien konsentrasi berkurang sampai menjadi nol. Dalam fenomena yang ada, maka pengering adalah suatu proses perpindahan panas pada uap air pada suatu bahan, yang memerlukan energi untuk menguapkan kandungan air dari permukaan bahan yang akan dikeringkan oleh media pengering, biasanya berupa panas. Dan pengeringan pada dasarnya merupakan proses pengeluaran kandungan air bahan hingga mencapai kandungan tertentu agar tidak terjadi kerusakan pada bahan tersebut. Dasar pengeringan adalah terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan kandungan uap air antara udara dengan bahan yang dikeringkan. Dalam hal ini kandungan uap air udara lebih sedikit sehingga terjadi penguapan. Kemampuan udara membawa uap air akan bertambah besar jika kecepatan udara yang mengalir dipercepat. Bila tidak mengalir maka kandungan uap air di sekitar bahan yang dikeringkan makin jenuh sehingga pengeringan makin lambat (Nugroho, 2010).

C.      Metode Praktikum

1.      Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini dapat dilihat pada Tabel 4.1 berikut.

Tabel 4.1 Alat dan Bahan pada Percobaan Penyebab Kenaikan Suhu, dan Penguapan beserta Fungsinya.

No.	Alat dan Bahan	Fungsi
1	Es berwarna	Sebagai objek pengamatan
2	Es batu	Sebagai objek pengamatan
3	Air	Sebagai objek pengamatan
4	Minyak kelapa	Sebagai objek pengamatan
5	Gelas beker	Sebagai wadah menyimpan air dan minyak
6	Termometer	Untuk mengukur kenaikan suhu
7	Silinder ukur	Untuk mengukur volume air dan minyak
8	Stopwatch	Untuk mengukur waktu
9	Hot Plate	Sebagai pemanas

2.      Prosedur Kerja

Prosedur kerja pada percobaan ini adalah sebagai berikut :

a.         Penyebab Kenaikan Suhu

1)      Menyiapkan 200 g minyak kelapa dan 200 g air.

2)      Mengukur suhu mula-mula minyak kelapa. Kemudian, memanaskan dan mengukur waktu yang diperlukan untuk mencapai 60˚.

 

   A                                          B

Gambar 4.3 Pengukuran Suhu Awal Minyak Kelapa (A) dan Proses Pemanasan Minyak Kelapa (B)

3)      Mengulangi langkah 2 untuk air 200 g dengan pemanas (Hot Plate) yang sama.

A                                                B

       Gambar 4.4 (A) Pengukuran Suhu Awal air dan (B) Proses Pemanasan Air

                      

b.      Penguapan

1)      Mengukur volume awal air.

2)      Memasukkan air dalam gelas beker 1 dan 2 (dengan ukuran yang berbeda).

 

Gambar 4.6 Dua Gelas Beker yang Berisi Air dengan Volume yang Berbeda

                       

3)      Memanaskan hingga mendidih.

4)      Menunggu sampai beberapa saat.

5)      Mengukur kembali volume akhir.        

D.      Hasil dan Pembahasan

1.      Data Pengamatan

a)      Penyebab Kenaikan Suhu

Data pengamatan pada percobaan penyebab kenaikan suhu dapat dilihat pada Tabel berikut.

Tabel 4.3 Data Pengamatan pada Percobaan Penyebab Kenaikan   Suhu

No	Bahan	Volume	Suhu		Waktu Mencapai Suhu 60o
			Sebelum Dipanasi	Setelah Dipanasi
1	Air	100 mL	30˚ C	60˚ C	3,14 s
2	Minyak Kelapa	100 mL	30˚ C	60˚ C	1,12 s

b)      Penguapan

Data pengamatan pada percobaan penguapan dapat dilihat pada Tabel berikut.

Tabel 4.5 Data Pengamatan Percobaan Penguapan

Volume Awal air (V0) (mL)	Volume Akhir air (V1) (mL)	Volume Air (V1-V0) (mL)	Waktu (s)
100	75	25	900
200	198	2	900

2.      Pembahasan

Air dan minyak kelapa merupakan bahan yang akan diamati penyebab kenaikan suhunya dengan jumlah volume dan suhu yang sama. Berdasarkan data pengamatan waktu yang diperlukan air hingga mencapai suhu 60^oC yaitu selama 3,14 sekon. Sementara waktu yang dibutuhkan minyak kelapa untuk mencapai suhu 60^oC yaitu selama 1,12 sekon. Berdasarkan data tersebut dapat dipahami bahwa minyak kelapa mengalami kenaikan suhu yang lebih cepat dibandingkan dengan air. Hal tersebut terjadi karena kalor jenis minyak lebih kecil daripada air. Semakin besar kalor jenis suatu benda, maka akan lebih banyak kalor yang dibutuhkan untuk memanaskannya/ mendidihkannya. Dan semakin kecil kalor jenisnya, maka akan lebih sedikit kalor yang dibutuhkan. Dengan demikian, penyebab kenaikan suhu suatu zat adalah kalor jenis zat itu sendiri.

Berdasarkan data pengamatan pada gelas pertama dengan volume air 100 mL setelah dipanaskan selama 900 sekon dan dibiarkan sampai dingin diperoleh volume akhirnya yaitu 75 mL artinya volume air yang hilang karena penguapan sebesar 25 mL. Pada gelas kedua dengan volume air 200 mL setelah dipanaskan selama 900 sekon dan dibiarkan sampai dingin diperoleh volume akhirnya yaitu 198 mL artinya volume air yang hilang karena penguapan sebesar 2 mL. Berdasarkan data tersebut dapat disimpulkan bahwa air dengan volume 100 mL penguapannya lebih besar dibandingkan air dengan volume 200 mL. Hal ini terjadi karena air dengan volume yang lebih kecil akan lebih cepat mendidih dibandingkan dengan air yang volumenya lebih besar.