PENGEMBANGAN MEDIA PEMBELAJARAN PERPINDAHAN PANAS RADIASI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN SPESIMEN UJI
SKRIPSI
Diajukan dalam rangka menyelesaikan Studi Strata 1 untuk memperoleh gelar Sarjana Pendidikan
Disusun oleh : Nama : Kharis Burhani NIM : 5201410063 Program Studi : Pendidikan Teknik Mesin Jurusan : Teknik Mesin
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2015
i
ii
iii
ABSTRAK Kharis Burhani. 2015. Pengembangan Media Pembelajaran Perpindahan Panas Radiasi dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan Spesimen Uji. Skripsi. Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengembangkan media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji dan untuk mengetahui validitas media pembelajaran yang dikembangkan. Metode penelitian yang digunakan adalah penelitian pengembangan dengan desain penelitian ADDIE (Analysis, Design, Development, Implementation and Evaluation). Bahan penelitian pengembangan ini adalah media pembelajaran perpindahan panas radiasi yang berupa alat peraga dan modul. Responden dalam penelitian ini adalah ahli media pembelajaran, ahli materi perpindahan panas dan mahasiswa peserta mata kuliah perpindahan kalor dasar yang akan menilai kelayakan media pembelajaran yang dikembangkan. Teknik pengumpulan data yang digunakan adalah observasi, angket/kuesioner dan dokumentasi. Tahap analisis data yang digunakan pada penelitian ini menggunakan teknik deskripsi persentase. Hasil pengujian rata-rata laju perpindahan panas radiasi oleh alat peraga dari spesimen alumunium dicat warna hitam doff (Al-Black) adalah 7,12 W, spesimen aluminium dicat warna putih (Al-White) sebesar 7,03 W, spesimen aluminium dengan permukaan kasar (Al-Roughing) sebesar 0,52 W, dan spesimen aluminium dengan permukaan dipoles (Al-Polishing) sebesar 0,29 W. Berdasarkan hasil validasi, didapatkan data bahwa persentase validitas media pembelajaran yang dikembangkan menurut ahli media adalah sebesar 94,64 % dengan kriteria sangat baik. Sedangkan menurut ahli materi perpindahan panas, validitas media pembelajaran yang dikembangkan adalah sebesar 81,54 % dengan kriteria sangat baik. Hasil uji coba penggunaan media pembelajaran yang dikembangkan terhadap mahasiswa mendapatkan perolehan persentase sebesar 84,11 % dengan kriteria sangat baik. Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa media pembelajaran perpindahan panas radiasi yang dikembangkan telah memenuhi kriteria valid. Disarankan kepada pengajar mata kuliah perpindahan panas untuk memanfaatkan media pembelajaran yang dikembangkan pada pembelajaran mata kuliah perpindahan panas. Kata kunci : media pembelajaran, alat peraga radiasi, beda perlakuan permukaan spesimen uji
iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO Barang siapa yang menginginkan (kebahagiaan) dunia, maka harus dengan ilmu, barang siapa yang menginginkan kebahagiaan akherat, maka haruslah dengan ilmu, dan barang siapa yang menginginkan (kebahagiaan) keduanya, maka haruslah dengan ilmu (Al-hadist). Pemenang bukan mereka yang tidak pernah gagal, melainkan mereka yang tidak pernah berhenti mencoba. Waktu adalah aset paling berharga yang kita miliki.
PERSEMBAHAN Saya persembahkan karya ini untuk: 1. Ayah dan Ibu tercinta, yang selalu mendoakan, memberikan semangat dan motivasi untuk selalu menjadi yang terbaik. 2. Nenekku. 3. Kakakku, yang selalu memberi dukungan serta arahan yang baik bagiku. 4. Sahabat-sahabatku Riwan, Gigih, Dul, Sigit, Amin, Asfal, Arif, Totok, Maul, Agus dan Heri. 5. Teman-temanku tercinta di kos New Ruhul Jadid. 6. Mahasiswa Pendidikan Teknik Mesin angkatan 2010. 7. Almamater Unnes yang selalu aku banggakan.
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan berkat, rahmat dan
hidayah-Nya,
sehingga
dapat
diselesaikan
skripsi
dengan
judul
“Pengembangan Media Pembelajaran Perpindahan Panas Radiasi dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan Spesimen Uji” dalam rangka menyelesaikan studi Strata Satu untuk mencapai gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang. Skripsi ini dapat diselesaikan berkat bimbingan, motivasi dan bantuan semua pihak. Oleh karena itu dengan rendah hati disampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini, antara lain: 1.
Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.
2.
Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang.
3.
Drs. Ramelan, M.T., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, arahan, motivasi, saran dan masukan kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
4.
Drs. Winarno Dwi Rahardjo, M.Pd., selaku penguji I yang telah memberikan banyak arahan, saran serta masukan kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
5.
Dr. Basyirun, M.T., selaku penguji II yang telah memberikan banyak saran dan masukan.
6.
Teman-teman Program Studi Pendidikan Teknik Mesin S1 angkatan 2010, yang telah memberikan motivasi, saran dan masukan kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
7.
Semua pihak yang telah memberikan motivasi, saran dan masukan kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis menyadari dalam skripsi ini masih banyak kekurangan, penulis
mengharapkan kritik dan saran yang membangun dalam rangka menambah
vi
wawasan penulis. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan dunia pendidikan pada khususnya.
Semarang, 2015
Penulis
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... ii PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ..................................................... iii ABSTRAK .................................................................................................... iv MOTTO DAN PERSEMBAHAN ............................................................... v KATA PENGANTAR .................................................................................. vi DAFTAR ISI ................................................................................................. viii DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xi DAFTAR TABEL ........................................................................................ xii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xiii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah .......................................................................
1
B. Identifikasi Masalah ..............................................................................
5
C. Pembatasan Masalah.............................................................................
6
D. Rumusan Masalah .................................................................................
6
E. Tujuan Penelitian .................................................................................
7
F. Manfaat Penelitian ................................................................................
8
BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Kajian Teori...........................................................................................
10
1. Media Pembelajaran .......................................................................
10
2. Alat Peraga
............................................................................. 12
3. Perpindahan Panas dan Radiasi Termal ........................................
13
B. Kajian Hasil Penelitian yang Relevan ................................................
28
C. Kerangka Pikir Penelitian ............................................................
32
D. Pertanyaan Penelitian ....................................................................
34
BAB III METODE PENELITIAN A. Jenis Penelitian .....................................................................................
35
B. Prosedur Penelitian ..............................................................................
35
1. Analysis (Analisis) ................................................................... 37 2. Design (Perancangan) ...............................................................
38
3. Development (Pengembangan) .......................................................
41
viii
4. Implementation (Penerapan) ...........................................................
42
5. Evaluation (Evaluasi) ......................................................................
43
C. Validasi dan Uji Coba Media Pembelajaran ......................................
44
1. Bahan Penelitian
......................................................................... 44
2. Waktu dan Tempat Penelitian .........................................................
44
3. Responden Penelitian.......................................................................
44
4. Instrumen Penelitian ........................................................................
45
5. Metode Pengumpulan Data .............................................................
49
6. Teknik Analisis Data .......................................................................
50
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian ............................................................................................
56
1. Data Hasil Pengujian Spesimen Uji dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan pada Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi ............................................................................................
48
2. Data Laju Perpindahan Panas Radiasi pada Pengujian Spesimen Uji dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan Spesimen Uji..................................................................................
60
3. Data Hasil Validasi Media Pembelajaran Perpindahan Panas Radiasi dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan Spesimen Uji..................................................................................
65
4. Hasil Uji Coba Penggunaan Media Pembelajaran Perpindahan Panas Radiasi pada Mata Kuliah Perpindahan Kalor Dasar ....................................................................................
80
B. Pembahasan .................................................................................................
84
1. Kajian Hasil Pengujian Laju Perpindahan Panas Radiasi dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan Spesimen Uji ........
84
2. Kajian Tahapan Pengembangan Media Pembelajaran Perpindahan Panas Radiasi dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan Spesimen Uji ..............................................................
90
3. Kajian Hasil Validasi Media Pembelajaran Perpindahan Panas Radiasi dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan Spesimen Uji..................................................................................
94
ix
C. Keterbatasan Penelitian ...............................................................................
97
BAB V SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan ......................................................................................................
98
B. Saran .............................................................................................................
99
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 101
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Spektrum elektromagnetik .................................................................
15
Gambar 2. Fenomena radiasi yang mengenai permukaan benda .........................
18
Gambar 3. Refleksi spekular dan refleksi baur ...................................................
19
Gambar 4. Faktor geometri untuk piringan sejajar (parallel disks) .....................
24
Gambar 5. Diagram alir penelitian .......................................................................
36
Gambar 6. Bagan kerja peraga perpindahan panas secara radiasi .......................
40
Gambar 7. Grafik kenaikan suhu penerima panas pada alat peraga ....................
57
Gambar 8. Grafik laju perpindahan panas radiasi pada pengujian spesimen ......
61
Gambar 9.Tahapan pengembangan media pembelajaran perpindahan panas radiasi ...............................................................................................
92
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Total normal emisivitas aluminium ........................................................
21
Tabel 2. Nilai emisivitas cat pada permukaan logam ...........................................
21
Tabel 3. Isi materi modul perpindahan panas radiasi ............................................
39
Tabel 4. Responden penelitian ..............................................................................
45
Tabel 5. Kisi-kisi instrumen validasi peraga untuk ahli media pembelajaran ......
46
Tabel 6. Kisi-kisi instrumen validasi modul untuk ahli media pembelajaran .......
46
Tabel 7. Kisi-kisi instrumen validasi peraga untuk ahli materi ............................
47
Tabel 8. Kisi-kisi instrumen validasi modul untuk ahli materi .............................
48
Tabel 9. Kisi-kisi angket tanggapan mahasiswa terhadap alat peraga ..................
49
Tabel 10. Kisi-kisi angket tanggapan mahasiswa terhadap modul .......................
49
Tabel 11. Range skor penilaian dan kriteria penilaian kualitatif ..........................
52
Tabel 12. Range persentase dan kriteria kualitatif ................................................
55
Tabel 13. Hasil pengukuran kenaikan suhu penerima panas ................................
57
Tabel 14. Rerata laju perpindahan panas radiasi pada spesimen ..........................
60
Tabel 15. Ahli media untuk validasi modul ..........................................................
67
Tabel 16. Hasil validasi modul perpindahan panas radiasi oleh ahli media .........
67
Tabel 17. Ahli media untuk validasi alat peraga ..................................................
69
Tabel 18. Hasil validasi alat peraga perpindahan panas radiasi ahli media ..........
72
Tabel 19. Ahli materi untuk validasi modul perpindahan panas ...........................
73
Tabel 20. Tabel hasil validasi modul untuk ahli materi .......................................
74
Tabel 21. Ahli materi untuk validasi alat peraga .................................................
76
Tabel 22. Tabel hasil validasi alat peraga untuk ahli materi .................................
77
Tabel 23. Skor perolehan tanggapan mahasiswa terhadap modul ........................
81
Tabel 24. Skor perolehan tanggapan mahasiswa terhadap alat peraga .................
83
Tabel 25. Hasil pengukuran kenaikan suhu benda hitam dan emisivitas ..............
85
Tabel 26. Laju perpindahan panas rata-rata selama 20 menit ...............................
88
Tabel 27. Hasil pengujian media pembelajaran perpindahan panas radiasi ..........
95
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Hasil Pengujian Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi Lampiran 2. Analisis Perhitungan Laju Perpindahan Panas Radiasi Lampiran 3. RPP Radiasi pada Uji Coba Penggunaan Media Pembelajaran Lampiran 4. Modul Perpindahan Panas Radiasi Lampiran 5. Buku Manual Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi Lampiran 6. Data Subjek Uji Coba Penggunaan Media Pembelajaran Lampiran 7. Presensi Uji Coba Penggunaan Media Pembelajaran Lampiran 8. Hasil Angket Tanggapan Mahasiswa Lampiran 9. Soal Uji Pemahaman Lampiran 10. Hasil Uji Pemahaman Lampiran 11. Dokumentasi Penelitian Lampiran 12. Angket Kelayakan Modul untuk Ahli Media Pembelajaran Lampiran 13. Angket Kelayakan Modul untuk Ahli Materi Lampiran 14. Angket Kelayakan Alat Peraga untuk Ahli Media Pembelajaran Lampiran 15. Angket Kelayakan Alat Peraga untuk Ahli Materi Lampiran 16. Angket Tanggapan Mahasiswa Lampiran 17. Surat Keterangan Validasi Modul Perpindahan Panas Radiasi Lampiran 18. Surat Keterangan Validasi Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi Lampiran 19. Surat Keterangan Uji Coba Media Pembelajaran pada Mata Kuliah Perpindahan Kalor Dasar
xiii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah Di era modernisasi, kemajuan teknologi informasi memberikan pengaruh yang cukup besar terhadap proses pembelajaran di kelas. Hal tersebut
dapat
dibuktikan
dengan
banyak
berkembangnya
media
pembelajaran yang mendukung teknologi informatika dan komputer dalam pembelajaran. Sudah menjadi hal wajar jika proses belajar mengajar di kelas telah menggunakan berbagai macam kecanggihan teknologi seperti komputer dan juga internet. Penggunaan komputer sebagai media pembelajaran tentunya akan memberikan
kemudahan
dalam
proses
pembelajaran.
Namun
perlu
diperhatikan juga, bahwa tidak semua materi pembelajaran dapat disampaikan menggunakan komputer. Ada beberapa materi pembelajaran yang akan lebih baik disampaikan dengan menggunakan alat peraga. Terutama untuk materi pembelajaran yang berhubungan dengan hal-hal yang bersifat praktis dan kompleks. Penggunaan
media
peraga
pada
proses
pembelajaran
dapat
memudahkan mahasiswa dalam mempelajari materi pembelajaran yang disampaikan oleh pengajar. Dale dalam Arsyad (2011: 10) menyampaikan bahwa perolehan hasil belajar seseorang melalui indera pandang berkisar 75%, melalui indera dengar sekitar 13%, dan melalui indera lainnya sekitar
1
2
12%.
Pernyataan
tersebut
menjelaskan
bahwa
penggunaan
media
pembelajaran yang bersifat visual memiliki tingkat persentase keberhasilan yang lebih besar jika dibandingkan dengan media pembelajaran non visual. Alat peraga pendidikan merupakan salah satu media pembelajaran visual yang keberadaannya dapat membantu pengajar dalam menyampaikan materi yang dipelajari oleh peserta didik. Media pembelajaran berupa alat peraga ini merupakan suatu bagian integral dalam proses pembelajaran. Pengajar tidak hanya dapat merumuskan kegiatan belajar mengajar, mengelola kelas, atau metode pembelajaran, akan tetapi dituntut untuk dapat memilih dan menerapkan media yang sesuai dengan materi yang akan disampaikan dengan tujuan yang ingin dicapai (Wicaksono, dkk, 2012: 51). Perpindahan panas (heat transfer) merupakan disiplin ilmu yang mempelajari bagaimana panas dapat berpindah dari suatu benda ke benda lainnya melalui berbagai macam medium perambatan. Panas dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain akibat adanya perbedaan suhu. Dalam ilmu perpindahan panas, dikenal 3 (tiga) proses perpindahan panas dilihat dari medium perambatannya, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Radiasi merupakan proses perpindahan panas dari suatu benda ke benda lain tanpa melalui medium. Dalam teori radiasi dijelaskan bahwa panas yang berpindah dari suatu benda ke benda lain dipancarkan melalui gelombang elektromagnetik sehingga dalam proses perpindahannya tidak memerlukan medium sama sekali. Bahkan jika kedua benda tersebut dipisahkan oleh ruang hampa, panas akan tetap berpindah melalui pancaran
3
gelombang elektromagnetik.
Panas matahari yang sampai ke bumi
merupakan salah satu contoh nyata bentuk perpindahan panas secara radiasi. Meskipun jarak antara matahari dan bumi sangat jauh serta dipisahkan oleh ruang hampa, panas matahari tetap dapat sampai ke bumi melalui pancaran. Laju perpindahan panas radiasi suatu benda dipengaruhi oleh beberapa hal. Koestoer (2002: 184) menjelaskan bahwa laju energi yang dipindahkan tergantung kepada beberapa faktor yaitu temperatur permukaan yang mengemisi dan menerima radiasi, emisivitas permukaan yang teradiasi, refleksi, absorpsi dan transmisi, serta faktor pandang (view’s factor) antara permukaan yang mengemisi dan yang menerima radiasi. Salah satu hal yang berpengaruh terhadap laju perpindahan panas secara radiasi adalah kondisi permukaan benda yang memancarkan dan menerima radiasi. Hal ini disebabkan karena sifat-sifat permukaan benda berpengaruh langsung terhadap emisivitas (daya pancar) benda tersebut. Dengan kata lain, kekasaran permukaan, pelapisan serta perlakuan permukaan terhadap suatu benda akan berpengaruh terhadap proses laju perpindahan panas yang terjadi antara dua benda yang bertukar panas. Konsep perpindahan panas radiasi telah banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu contoh nyata mengenai pengaruh perlakuan permukaan terhadap perpindahan panas radiasi adalah pada pembuatan panel surya. Bahan yang digunakan untuk membuat panel surya merupakan logam yang dilapisi dengan warna hitam. Alasan kenapa hal tersebut dilakukan disebabkan karena warna gelap/hitam lebih mudah menangkap panas radiasi
4
jika dibandingkan dengan warna lain. Pemilihan bahan dan karakteristik suatu permukaan dapat diperhitungkan dengan baik pada pembuatan panel surya. Selain itu, pemahaman tentang pengaruh perbedaan perlakuan permukaan terhadap perpindahan panas radiasi juga dapat digunakan sebagai pertimbangan dalam mendesain dan membuat peralatan/mesin yang berhubungan dengan panas/kalor. Dengan mengetahui pengaruh tersebut, maka pemilihan bahan dan perlakuan permukaan pada peralatan/mesin yang didesain dapat disesuaikan dengan kebutuhan yang ingin dicapai. Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang, merupakan salah satu jurusan yang terdapat mata kuliah perpindahan panas. Mata kuliah perpindahan panas ini memiliki bobot 2 sks dan wajib diikuti oleh semua mahasiswa jurusan teknik mesin. Menurut pengalaman yang dialami oleh penulis selama mengikuti mata kuliah perpindahan panas, penyampaian materi perpindahan panas secara radiasi masih terbatas hanya pada pengenalan dan juga perhitungan-perhitungan dasar saja. Dalam penyampaian materi, pengajar lebih banyak menggunakan media papan tulis, LCD proyektor untuk presentasi, serta tanpa didukung dengan alat peraga pendidikan. Hal ini dikira wajar karena di jurusan teknik mesin memang belum tersedia alat peraga perpindahan panas secara radiasi yang dapat membantu memperagakan proses terjadinya perpindahan panas radiasi kepada peserta didik. Berdasarkan beberapa hal yang sudah dijelaskan, dapat disimpulkan bahwa perpindahan panas secara radiasi merupakan salah satu disiplin ilmu
5
yang cukup kompleks untuk dipelajari. Penggunaan alat peraga perpindahan panas secara radiasi dirasa perlu untuk menunjang proses perkuliahan di Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang. Oleh karena itu, penulis akan
mengadakan
penelitian
dengan
judul
“Pengembangan
Media
Pembelajaran Perpindahan Panas Radiasi dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan Spesimen Uji”. Diharapkan dengan adanya media pembelajaran perpindahan panas secara radiasi tersebut dapat digunakan untuk menunjang proses perkuliahan dalam rangka pengembangan mata kuliah perpindahan panas. B. Identifikasi Masalah Beberapa masalah terkait proses pembelajaran perpindahan panas radiasi di Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang dapat diidentifikasikan sebagai berikut. 1. Media pembelajaran yang digunakan pada proses pembelajaran masih menggunakan papan tulis, presentasi dengan bantuan LCD proyektor dan komputer, serta tanpa adanya bantuan peraga pendidikan. 2. Materi
perpindahan
panas
radiasi
yang
kompleks
dan
abstrak
membutuhkan pendekatan yang bersifat praktis untuk memahami lebih mendalam tentang proses perpindahan panas yang terjadi. 3. Perlu adanya media pembelajaran yang dapat menarik minat belajar mahasiswa peserta mata kuliah perpindahan panas melalui pendekatan praktis dan aktual.
6
C. Pembatasan Masalah Penelitian ini dibatasi pada beberapa permasalahan sebagai berikut: 1. Materi yang dibahas dalam media pembelajaran alat peraga perpindahan panas secara radiasi tersebut adalah mengenai perbedaan tingkat laju perpindahan panas secara radiasi dengan variasi spesimen uji berupa perbedaan perlakuan permukaan. 2. Media pembelajaran yang dikembangkan terdiri dari alat peraga perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji dan modul perpindahan panas radiasi yang diuji cobakan kepada mahasiswa peserta mata kuliah perpindahan panas. 3. Modul yang dikembangkan dalam penelitian ini hanya membahas materi perpindahan kalor radiasi dasar. 4. Pengujian media pembelajaran yang dibuat hanya meliputi pengujian kelayakan media pembelajaran perpindahan panas secara radiasi menurut ahli media pembelajaran dan ahli materi perpindahan panas. 5. Uji coba penerapan media pembelajaran perpindahan panas radiasi yang dikembangkan dilakukan untuk mengetahui tanggapan mahasiswa dan tidak diuji pengaruhnya terhadap prestasi hasil belajar mahasiswa. D. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang, maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
7
1. Berapa besar laju perpindahan panas radiasi pada masing-masing variasi spesimen uji dengan beda perlakuan permukaan diukur dengan alat peraga? 2. Bagaimana mengembangkan media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji? 3. Bagaimana validitas media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji menurut ahli materi perpindahan panas dan ahli media pembelajaran? 4. Bagaimana
tanggapan
mahasiswa
terhadap
media
pembelajaran
perpindahan panas secara radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan? E. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Mengembangkan media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji yang memenuhi kriteria valid menurut ahli media pembelajaran dan ahli materi perpindahan panas. 2. Mengetahui validitas media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan beda perlakuan permukaan spesimen uji menurut ahli media pembelajaran dan ahli materi perpindahan panas. 3. Mengetahui
tanggapan
mahasiswa
terhadap
media
pembelajaran
perpindahan panas secara radiasi dengan variasi beda perlakuan
8
permukaan spesimen uji pada pembelajaran mata kuliah perpindahan kalor dasar. F. Manfaat Penelitian Manfaat yang hendak dicapai dalam penelitian ini adalah : 1. Manfaat Teoritis a.
Sebagai pengembangan ilmu pengetahuan dan informasi yang terkait dengan proses belajar mengajar pada mata kuliah perpindahan panas.
b.
Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai bahan kajian dan informasi bagi yang membutukan.
2. Manfaat Praktis a.
Bagi Universitas Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan sumbangan media pembelajaran alat peraga perpindahan panas secara radiasi dengan beda perlakuan permukaan pada spesimen uji pada mata kuliah perpindahan kalor di jurusan teknik mesin Universitas Negeri Semarang.
b. Bagi Penulis Dapat menambah wawasan tentang pembuatan media pembelajaran, khususnya pada media pebelajaran alat peraga perpindahan panas secara radiasi dengan beda perlakuan permukaan pada spesimen uji.
9
c.
Bagi Akademisi Hasil penelitian ini diharapkan bisa menunjang kinerja dosen, teknisi,
serta
mahasiswa
dalam
memahami
perbedaan
laju
perpindahan panas secara radiasi dengan beda perlakuan permukaan pada spesimen uji.
BAB II KAJIAN PUSTAKA
A. Kajian Teori 1. Media Pembelajaran a. Pengertian Media Pembelajaran Kata media berasal dari bahasa latin medius yang secara harfiah berarti „tengah‟, „perantara‟ atau „pengantar‟ (Arsyad, 2011: 3). Gerlach & Ely dalam Arsyad (2011: 3), mengatakan bahwa media apabila dipahami secara garis besar adalah manusia, materi, atau kejadian yang membangun kondisi yang membuat siswa mampu memperoleh pengetahuan, keterampilan dan sikap. Media adalah perantara atau pengantar pesan dari pengirim ke penerima pesan. Apabila media itu membawa pesan-pesan atau informasi yang bertujuan instruksional atau mengandung maksud-maksud pengajaran maka media itu disebut media pembelajaran (Arsyad, 2011: 4). Latuheru (1988: 14) menyatakan bahwa media pembelajaran adalah semua alat (bantu) atau benda yang digunakan dalam kegiatan belajar–mengajar,
dengan
maksud
untuk
menyampaikan
pesan
(informasi) pembelajaran dari sumber (guru maupun sumber lain) kepada penerima (dalam hal ini anak didik atau warga belajar). Dengan kata lain, media pembelajaran merupakan pengantar pesan/materi pelajaran dalam proses belajar mengajar. Semua benda yang digunakan oleh pengajar
1
11
untuk
menyampaikan
isi
pelajaran/materi
merupakan
media
pembelajaran. Setiawan, dkk (2009: 24) juga mengatakan bahwa media pembelajaran dalam pengajaran merupakan pelengkap yang dapat membantu pengajar menciptakan dorongan psikologis untuk belajar pada murid-murid. Jadi, diharapkan dengan adanya media pembelajaran dalam proses belajar mengajar akan lebih meningkatkan motivasi peserta didik dalam memahami materi yang disampaikan oleh pendidik. Dari beberapa pendapat yang disampaikan tersebut, dapat diambil kesimpulan bahwa media pembelajaran adalah sebuah alat bantu yang digunakan untuk menciptakan komunikasi dan interaksi timbal balik antara pengajar dengan subjek belajar pada proses belajar mengajar. b. Fungsi dan Manfaat Media Pembelajaran Media pembelajaran merupakan bagian yang sangat penting dalam dunia pendidikan. Hamalik dalam Arsyad (2011: 15) mengatakan bahwa pemakaian media pembelajaran dalam proses belajar mengajar dapat membangkitkan keinginan dan minat yang baru, membangkitkan motivasi dan rangsangan kegiatan belajar, dan bahkan membawa pengaruh-pengaruh psikologis terhadap siswa. Sedangkan menurut Kemp & Dayton dalam Arsyad (2011: 19), menjelaskan bahwa media pembelajaran dapat memenuhi tiga fungsi utama apabila media itu digunakan untuk perorangan atau kelompok pendengar yang besar jumlahnya, yaitu (1) memotivasi minat dan tindakan, (2) menyajikan informasi, (3) memberi instruksi.
12
Lannon dalam Latuheru (1988: 23), mengatakan beberapa manfaat media pembelajaran dalam penjelasan berikut: 1.) Media pembelajaran berguna untuk menarik minat siswa terhadap materi pengajaran yang disajikan. 2.) Media pembelajaran berguna dalam hal meningkatkan pengertian anak didik terhadap materi pengajaran yang disajikan. 3.) Media pembelajaran mampu memberikan/menyajikan data yang kuat dan terpercaya tentang sesuatu hal atau kejadian. 4.) Media pembelajaran berguna untuk menguatkan suatu informasi. 5.) Dengan menggunakan suatu media pembelajaran, memudahkan dalam hal pengumpulan dan pengolahan data. Berdasarkan beberapa penjelasan sebelumnya, dapat diambil suatu kesimpulan bahwa fungsi media pembelajaran sangat penting terhadap keberhasilan suatu proses pembelajaran. Media pembelajaran dapat meningkatkan minat dan perhatian peserta didik, memudahkan siswa dalam pemahaman materi, dan dapat memotivasi peserta didik dalam proses pembelajaran. 2. Alat Peraga Pemahaman batasan alat peraga dengan media sering menimbulkan perdebatan karena media dengan alat peraga sering disamakan maknanya. Meskipun media dengan alat peraga memiliki peran yang sama dalam pembelajaran namun fungsi alat peraga berbeda dengan media. Sudjana dalam Setiawan, dkk (2009: 24) mengatakan bahwa panel peraga merupakan salah satu media visual yang dapat didefinisikan sebagai alat bantu untuk
13
mendidik atau mengajar, agar materi yang diajarkan oleh guru mudah dipahami oleh siswa. Alat peraga di sini mengandung pengertian bahwa segala sesuatu yang masih bersifat abstrak, kemudian dikonkretkan dengan menggunakan alat agar dapat dijangkau dengan pikiran yang sederhana dan dapat dilihat, dipandang, dan dirasakan. Alat peraga memiliki fungsi meragakan peristiwa, kegiatan atau fenomena. Sifat alat peraga tidak alamiah karena merupakaan hasil penciptaan, peniruan dari hal sebenarnya. Alat peraga digunakan untuk memperagakan, menirukan atau membuat sesuatu menjadi utuh dan padu. Untuk
itu,
alat
peraga
digunakan
dalam
pembelajaran
dengan
mempertimbangkan pengalaman belajar yang diharapkan guna memperjelas perilaku dan pengalaman belajar. 3. Perpindahan Panas dan Radiasi Termal a.
Perpindahan Panas Perpindahan panas (heat transfer) merupakan salah satu dari
disiplin ilmu teknik termal yang mempelajari cara menghasilkan panas, menggunakan panas, mengubah panas, dan menukarkan panas di antara sistem fisik. Menurut Kreith (1991: 4) perpindahan panas didefinisikan sebagai berpindahnya energi dari suatu daerah ke daerah lainnya sebagai akibat dari beda suhu antara daerah-daerah tersebut. Bentuk perpindahan panas ada tiga macam, yaitu perpindahan panas secara konduksi adalah perpindahan panas yang menggunakan benda padat sebagai media perantara. Konveksi, yaitu bentuk
14
perpindahan panas yang menggunakan zat alir sebagai media perantara. Radiasi, yaitu bentuk perpindahan panas yang tidak membutuhkan media perantara karena panas berpindah dengan pancaran. b. Radiasi Radiasi merupakan salah satu bentuk dari perpindahan panas yang tidak menggunakan media perantara. Perpindahan panas radiasi terjadi dengan cara pancaran melalui gelombang elektromagnet. Radiasi yang dibahas dalam teori perpindahan panas atau radiasi termal (thermal radiaton) hanya salah satu bentuk dari jenis radiasi elektromagnetik. Koestoer (2002: 184) mengatakan bahwa radiasi merambat dengan kecepatan cahaya,
m/s. Kecepatan ini sama dengan
hasil perkalian panjang-gelombang dengan frekuensi radiasi. .................................................. (1) Dengan
c = kecepatan cahaya (m/s) λ = panjang gelombang (µm) v = frekuensi(Hz)
Spektrum gelombang radiasi termal, dapat dijelaskan pada Gambar 1. Radiasi termal terletak dalam rentang antara 0,1 sampai 100 μm. Dapat dilihat pula bahwa bagian cahaya tampak dalam spektrum itu terletak antara kira-kira 0,4 sampai 0,7 μm.
15
Gambar 1. Spektrum elektromagnetik Sumber: (Incropera dan Dewitt, 1990: 698)
Menurut Holman (1995: 342), perambatan radiasi termal berlangsung dalam bentuk kuantum-kuantum yang diskrit dan setiap kuantum mengandung energi sebesar ...................................................... (2) dengan
E = energi setiap kuantum (J) h = kontanta Planck yang nilainya 6,625 x
J.s
Terkait dengan perambatan radiasi panas, Holman (1995: 342) juga pernah menjelaskan dalam pernyataan berikut ini. Gambaran fisis yang amat kasar tentang perambatan radiasi kita peroleh dengan mengganggap setiap kuantum sebagai suatu partikel yang mempunyai energi, massa, dan momentum, seperti halnya molekul gas. Jadi pada hakekatnya, radiasi dapat digambarkan sebagai “gas foton” (photon gas) yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Dari pernyataan tersebut dapat dijelaskan bahwa perambatan
16
panas radiasi dapat digambarkan sebagai gas foton yang mengalir dari suatu tempat ke tempat lainnya. Hubungan antara massa dan energi, dapatlah diturunkan pada persamaan untuk massa energi partikel. Menurut Holman (1995: 342), hubungan tersebut yaitu: ................................................... (3)
dengan
E = energi partikel (J) h = konstanta Planck ( m= massa partikel(kg) c = kecepatan cahaya (m/s) v = frekuensi (Hz)
J.s)
Persamaan tersebut menjelaskan bahwa setiap partikel radiasi yang merambat memiliki massa, energi dan momentum. Selanjutnya, dengan menganggap radiasi demikian suatu gas, maka dapatlah diterapkan prinsip termodinamika statistik-kuantum untuk menurunkan persamaan densitas energi radiasi. Bila densitas energi diintegrasikan sepanjang seluruh
panjang-gelombang, maka energi
total
yang
dipancarkan sebanding dengan pangkat empat suhu absolutnya. Menurut Holman (1995: 3442), energi radiasi tersebut dapat dihitung dengan persamaan .................................................. (4) dengan
= energi radiator ideal / benda hitam (W/m²) = konstanta Stefan-Boltzmann (5,67 x 10 ־⁸ W/m².K⁴) T = suhu mutlak benda hitam(°K)
17
Persamaan (4) biasa disebut hukum Stefan-Boltzmann, dimana Eb ialah energi yang diradiasikan per satuan waktu dan per satuan luas radiator ideal (benda hitam), dan 𝜎 ialah konstanta Stefan-Boltzmann, yang nilainya adalah
(
dalam watt per meter
persegi, dan T adalah derajat K). Perlu diketahui bahwa persamaan tersebut merupakan persamaan radiasi untuk benda hitam sempurna. Hal ini disebut radiasi benda hitam (blackbody radiation), karena bahan yang mematuhi hukum tersebut tampak hitam dimata dan menyerap seluruh radiasi yang mengenai permukaannya. Tapi dalam beberapa hal, terdapat beberapa bahan yang tampak putih dimata tetapi ternyata cukup hitam untuk radiasi termal. Penting dicatat di sini bahwa kehitaman suatu permukaan terhadap radiasi termal tidak hanya diamati melalui pengamatan visual saja, tetapi juga hitam bagi spektrum radiasi termal. Kehitaman bagi spektrum radiasi termal yang dimaksudkan yaitu benda yang memiliki emisivitas tinggi (mendekati 1), meskipun secara fisik mungkin tidak berwarna hitam. Sebagai contoh, permukaan yang ditutup jelaga tampak hitam bagi mata, ternyata juga hitam bagi spektrum radiasi termal. Di lain pihak, salju dan es tampak terang bagi mata, tapi ternyata hitam untuk radiasi termal panjang-gelombang panjang. Banyak cat putih sebenarnya hitam untuk panjang-gelombang panjang. c.
Sifat-Sifat Radiasi
18
Menurut Holman (1995: 343), bila energi menimpa permukaan suatu bahan, maka sebagian dari radiasi itu dipantulkan (refleksi), sebagian diserap (absorpsi) dan sebagian lagi diteruskan (transmisi).
Refleksi (ρ)
Radiasi datang
Absorpsi (α)
Transmisi (τ)
Gambar 2. Fenomena radiasi yang mengenai permukaan benda Sumber : (Holman, 1995: 343) Jika fraksi yang dipantulkan dinamakan reflektivitas (ρ), fraksi yang diserap absorptivitas (α), dan fraksi yang dipantulkan dinamakan reflektivitas (τ), maka: ρ + α + τ = 1 .............................................. (5) dengan
ρ = refleksivitas α = absorptivitas τ = transmisiviras
Kebanyakan benda padat tidak meneruskan radiasi termal, sehingga untuk kebanyakan soal-soal terapan, transmisivitas dapat dianggap nol. Maka,
19
ρ + α = 1 ............................................... (6) dengan
ρ = refleksivitas α = absorptivitas
Ada dua fenomena refleksi yang dapat diamati bila radiasi menimpa suatu permukaan. Kreith (1991: 239) menjelaskan bahwa terdapat dua jenis dasar pantulan radiasi: spekular (specular) dan baur (diffuse). Jika sudut pantul sama dengan sudut datang, maka pantulannya disebut spekular. Sebaliknya, jika suatu berkas (beam) yang datang dipantulkan secara seragam ke semua arah, maka pantulannya disebut baur. Penjelasan lebih lanjut mengenai peristiwa refleksi/pantulan radiasi pada suatu benda dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Sumber
Sumber
Sinar Refleksi
Bayangan cermin sumber
(a)
(b)
Gambar 3. (a)Refleksi spekular dan (b) refleksi baur Sumber: (Holman, 1995: 344) Terlihat jelas (pada Gambar 3) bahwa refleksi spekular
20
memantulkan sinar radiasi yang datang secara terpusat melalui satu titik dimana sudut pantul sama dengan sudut datangnya. Pantulan spekular biasanya terjadi pada benda-benda dengan permukaan yang rata. Sedangkan refleksi baur, akan memantulkan sinar radiasi yang datang menyebar ke semua arah. Benda dengan permukaan kasar biasanya akan memantulkan sinar radiasi secara baur. d. Emisivitas Benda Daya emisi (emissive power) E suatu benda ialah energi yang dipancarkan benda itu per satuan luas per satuan waktu (Holman, 1995: 344). Benda hitam merupakan pemancar dan penyerap ideal, dimana semua energi yang mengenai permukaan benda hitam akan diserap. Koestoer (2002: 190), mengatakan beberapa hal terkait dengan sifat-sifat yang ada pada benda hitam. Permukaan benda hitam adalah permukaan yang paling ideal yang mempunyai sifat-sifat: (1) benda hitam menyerap semua radiasi yang disengaja (irradiasi) tanpa melihat panjang gelombang dan arah datangnya sinar (bersifat diffuse),(2) pada semua temperatur dan panjang gelombang yang diijinkan, tidak ada permukaan yang dapat menghasilkan energi yang lebih banyak dari benda hitam, (3) walaupun emisi radiasi yang dihasilkan oleh benda hitam adalah fungsi dari panjang gelombang dan temperatur, tetapi tidak tergantung kepada arah datangnya sinar. Benda hitam merupakan penyerap dan pemancar radiasi yang ideal,
sehingga
dapat
dikatakan
bahwa
nilai
emisivitas
dan
absorptivitasnya adalah 1. .................................................. (7)
21
Dengan
ϵ = emisivitas benda hitam α = absorptivitas benda hitam
Tidak ada satu permukaanpun yang dapat menyamai permukaan benda hitam. Setiap permukaan benda pasti akan memantulkan radiasi yang diterimanya walaupun sangat kecil. Permukaan benda-benda nyata akan memancarkan radiasi lebih sedikit dari benda hitam. Nilai emisivitas benda-benda nyata satu (0 <
lebih besar dari nol dan lebih kecil dari
< 1), dan merupakan hasil dari perbandingan daya emisi
benda tersebut dengan daya emisi benda hitam pada suhu yang sama. ................................................................. (8) Dengan
= emisivitas benda nyata = daya emisi benda nyata = daya emisi benda hitam
Berikut ini adalah kutipan tabel nilai emisivitas dari bahan aluminium. Tabel 1. Total normal emisivitas aluminium (Koestoer, 2002: 442) No Material Suhu(°C) Emisivitas 1. Aluminium,Pelat dipoles sangat 225-575 0,039-0,057 licin, kemurnian 98,3 % 2. Aluminium ,Pelat kasar 40 0,055-0,07 Tabel 1 menunjukkan nilai emisivitas logam aluminium dengan berbagai paduan dan keadaan permukaan. Sedangkan untuk nilai emisivitas dari cat berwarna hitam/putih yang dilapiskan kepermukaan logam dapat ditunjukkan oleh tabel berikut ini.
22
Tabel 2. Nilai emisivitas cat pada permukaan logam (Incropera dan Dewitt, 1990: 753) No. Permukaan Suhu Emisivitas 1. White paint on metallic substrate 300 K 0,96 2. Black paint on metallic substrate 300 K 0,97
e.
Perhitungan Laju Perpindahan Panas Radiasi Telah disinggung pada pembahasan sebelumnya, bahwa benda
hitam adalah benda yang memancarkan energi menurut hukum
.
Kreith (1991: 218) mengatakan bahwa pancaran total radiasi per luaspermukaan-satuan per waktu-satuan dari suatu benda hitam berkaitan dengan pangkat empat suhu mutlak menurut hukum Stefan-Boltzmann. Dengan kata lain, pancaran radiasi total benda hitam sebesar ................................... (9) dengan
= pancaran radiasi benda hitam per satuan luas (W/m²) = pancaran radiasi benda hitam (W) = luas permukaan benda hitam (m²) = suhu mutlak benda hitam (K) = konstanta Stefan-Boltzmann (5,67 x 10־⁸ W/m² K)
Jika suatu benda hitam (black body) dengan luas dan suhu tertentu memancarkan radiasi, maka persamaannya menjadi: ............................................... (10) dengan
= laju pancaran energi radiasi benda hitam (W) = luas permukaan pancaran benda hitam(m²) = suhu mutlak permukaan pancaran benda hitam dalam Kelvin (K). = konstanta Stefan-Boltzmann dengan nilai W/ .
23
Benda-benda yang nyata (real bodies) atau permukaan jenis lain, seperti yang dicat mengkilap atau plat logam yang dipoles tidak memancarkan energi seperti benda hitam, akan tetapi radiasi yang dipancarkan benda-benda itu masih mengikuti proporsionalitas
. Untuk
memperhitungkan sifat permukaan yang demikian, dimasukkan suatu faktor lain ke dalam persamaan, yaitu emisivitas atau kepancaran (emissivity) dari permukaan benda/bahan seperti yang telah dibahas sebelumnya. Disamping itu, harus pula diperhitungkan kenyataan bahwa radiasi dari suatu permukaan tidak seluruhnya sampai ke permukaan lain, karena radiasi elektromagnetik berjalan menurut garis lurus dan sebagian hilang ke lingkungan. Untuk memperhitungkan situasi tersebut, maka ditambahkan faktor baru ke persamaan, yang disebut dengan faktor geometrik atau faktor bentuk. Holman (1995: 352) menjelaskan bahwa nama lain dari faktor bentuk radiasi ialah faktor pandang (view factor), faktor sudut (angle factor), faktor konfigurasi (configuration factor). Dengan demikian, untuk menghitung laju perpindahan panas radiasi dari benda nyata, digunakan persamaan berikut (Holman, 1995: 13).
........................ (11) Dengan
: laju pancaran energi radiasi suatu benda dalamWatt. : faktor emisivitas bahan/permukaan. : faktor pandang/faktor geometri. : luas permukaan pancaran m². : suhu mutlak permukaan benda 1 dalam K. : suhu mutlak permukaan benda 2 dalam K.
24
: konstanta Stefan-Boltzmann dengan nilai watt/ . Pada penelitian ini, untuk menentukan besarnya faktor geometri, digunakan rumus antara dua buah piringan sejajar atau parallel disk (Incropera dan Dewitt, 1990: 798).
Gambar 4. Faktor geometri untuk piringan sejajar (parallel disks)
................... (12)
Penelitian ini menggunakan bidang piringan paralel (parallel disk) dengan besar jari-jari (r) yang sama, sehingga rumus tersebut dapat disederhanakan menjadi persamaan berikut ini. Jika, ri = rj maka,
sehingga,
25
................ (13) dengan,
f.
FG Fij Fji R
= Faktor geometri = Faktor geometris dari lingkaran i ke j. = Faktor geometris dari lingkaran j ke i. = Perbandingan jari-jari lingkaran terhadap jarak.
Pengaruh Sifat Permukaan dan Warna Benda Terhadap Nilai Emisivitas Telah dibahas sebelumnya bahwa terdapat dua fenomena pantulan
yang terjadi apabila radiasi datang mengenai suatu permukaan, yaitu refleksi spekular (specular) dan refleksi baur (diffuse). Menurut Kreith (1991: 239), tidak ada permukaan nyata yang spekular atau baur. Pada umumnya, pantulan dari permukaan yang sangat dipoles dan halus mendekati ciri-ciri spekular, sedangkan pantulan dari permukaan yang kasar dalam perngertian perindustrian mendekati ciri-ciri baur. Dari hal tersebut, dapat disimpulkan bahwa tingkat kekasaran dari suatu permukaan benda memang memberi pengaruh terhadap nilai emisivitas dan juga absorptivitasnya. Benda dengan permukaan kasar cenderung lebih bersifat baur jika dibandingkan dengan benda berpermukaan halus yang bersifat spekular. Hal tersebut menjelaskan pula mengapa benda dengan permukaan kasar memiliki emisivitas yang lebih besar jika dibandingkan dengan benda dengan yang berpermukaan halus. Selain
kekasaran
permukaan,
pelapisan
benda
dengan
menggunakan cat warna juga akan memberikan pengaruh terhadap nilai emisivitas benda tersebut. Penjelasan mengenai proses penyerapan dan
26
pemantulan dari sinar radiasi, disampaikan oleh Koestoer (2002: 208) sebagai berikut: Bahwa proses penyerapan dan pemantulan ini akan sangat mempengaruhi warna dari suatu medium yang kita lihat. Sebagai contoh, warna daun yang kita lihat adalah hijau. Hal ini terjadi karena daun mempunyai chlorophyl (zat warna hijau daun) dimana zat yang sangat kuat diserap adalah warna biru dan warna merah sedangkan warna yang paling banyak dipantulkan adalah warna hijau. Dengan kata lain, warna dari benda-benda yang terlihat oleh mata merupakan hasil pantulan gelombang elektromagnetik yang mengenai permukaan benda tersebut. Permukaan akan terlihat berwarna hitam jika permukaan tersebut menyerap semua sinar irradiasi yang datang dan akan terlihat putih jika permukaan tersebut memantulkan semua sinar irradiasi yang datang. Jadi, seperti apa warna permukaan suatu benda, juga berpengaruh terhadap seberapa besar energi radiasi yang dipancarkan dan diserap oleh suatu permukaan. g.
Spesimen Uji dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan beda perlakuan
permukaan pada spesimen uji. Perlakuan permukaan pada logam merupakan suatu proses perlakuan yang diterapkan untuk mengubah sifat/karakteristik logam pada permukaannya. Jenis-jenis perlakuan permukaan pada logam pada umunya digunakan untuk meningkatkan ketahanan aus dan ketahanan korosi pada permukaan logam. Ketahanan aus dapat dicapai dengan cara pengerasan pada bagian permukaan logam,
27
sedangkan untuk ketahanan korosi, dapat dilakukan dengan proses pelapisan permukaan logam dengan pengecatan ataupun memperhalus permukaan logam melalui pemolesan (polishing). Penelitian ini menggunakan spesimen uji sebanyak 5 (lima) buah dimana masing-masing spesimen diberlakukan perlakuan permukaan yang berbeda-beda yaitu roughing (pengerjaan kasar), polishing (pemolesan) dan painting (pengecatan). 1) Roughing (Pengerjaan Kasar) Istilah roughing yang dimaksud dalam penelitian ini yaitu proses pengerjaan kasar dengan menggunakan mesin perkakas pada logam spesimen uji yang akan digunakan pada penelitian. Dalam pembuatan spesimen uji ini, logam dibentuk menggunakan proses permesinan sampai pada tahap pengasaran (roughing). Spesimen uji yang diberi perlakuan pengasaran sebanyak 1 spesimen. 2) Polishing (pemolesan) Polishing yang dimaksudkan dalam penelitian ini adalah proses pengerjaan halus pada permukaan logam aluminium yang akan digunakan sebagai spesimen uji. Dalam pembuatan spesimen uji, permukaan logam dibentuk dengan menggunakan mesin perkakas sampai halus dan kemudian dilakukan pemolesan permukaan sampai mengkilap. Spesimen uji yang diberi perlakuan pemolesan sebanyak 1 spesimen.
28
3) Painting 1 (Warna Hitam Doff) Pengecatan (painting) merupakan perlakuan permukaan dengan melapisi logam dengan cat atau pigmen warna tertentu. Spesimen uji yang akan dilapisi dengan cat berwarna hitam metalik/mengkilap
terlebih
dahulu
dibentuk
dengan
proses
permesinan sampai tahap finishing, kemudian dicat dengan warna hitam mengkilap. 4) Painting 2 (Warna Putih) Spesimen uji painting 2 ini adalah logam aluminium yang diberi perlakuan
permukaan dengan dicat dengan warna putih
setelah sebelumnya dibentuk melalui proses permesinan. B. Kajian Hasil Penelitian yang Relevan Alat peraga pendidikan merupakan salah satu media pembelajaran yang bersifat visual dimana peserta didik belajar lebih banyak melalui indera pandang. Penggunaan media pembelajaran visual dalam proses belajar mengajar, akan meningkatkan tingkat keberhasilan peserta didik dalam mempelajari materi yang diberikan. Penelitian Kartika, dkk (2012: 25) tentang penerapan peraga untuk meningkatkan kompetensi mahasiswa mendiagnosis sistem pengapian sepeda motor pada mahasiswa mata kuliah perakitan otomotif I Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang, mengatakan bahwa hasil nilai rata-rata pada tes sebelum dan sesudah menggunakan alat peraga, mengalami peningkatan sebesar 39,15 %.
29
Dalam penelitian yang dilakukan oleh Widjanarko, dkk (2010: 9) tentang penerapan panel peraga multi fungsi sistem kelistrikan bodi untuk meningkatkan kompetensi mahasiswa bidang kelistrikan bodi pada mata kuliah kelistrikan otomotif semester ganjil 2009/2010, mengatakan bahwa rata-rata kompetensi mahasiswa dalam pembelajaran setelah penggunaan peraga multi fungsi kelistrikan bodi otomotif meningkat sebesar 31,87 % jika dibandingkan dengan sebelum menggunakan alat peraga. Penelitian serupa juga pernah dilakukan oleh Sanjoyo dan Karnowo (2011: 45) dengan judul penggunaan alat peraga untuk meningkatkan pemahaman mahasiswa tentang sistem kelistrikan bodi sepeda motor supra PGM FI (Programmed Fuel Injection), mengatakan bahwa kemampuan pemahaman mahasiswa yang menggunakan alat peraga pada kelompok eksperimen lebih besar 16,84% jika dibandingkan dengan kelompok kontrol yang tanpa alat peraga. Penelitian tersebut mengindikasikan bahwa media pembelajaran berupa alat peraga pendidikan memiliki pengaruh yang cukup besar terhadap tingkat keberhasilan proses pembelajaran. Penelitian
ini
dilakukan
untuk
mengembangkan
alat
peraga
perpindahan panas dengan variasi beda perlakuan permukaan yang dapat memperagakan proses perpindahan panas dari suatu benda ke benda lain. Supratman dalam Widjanarko, dkk (2010: 5) mengatakan bahwa media dapat menyajikan peristiwa yang kompleks, rumit, berlangsung sangat cepat, atau lambat menjadi sistematik dan sederhana. Alat peraga yang dikembangkan dalam penelitian ini, merupakan bentuk sederhana dari proses perpindahan
30
energi panas radiasi yang terjadi di alam sekitar. Dengan menggunakan alat peraga
tersebut,
diharapkan
dapat
memudahkan
pengajar
dalam
menyampaikan materi perpindahan panas radiasi secara sederhana. Materi yang dibahas dalam penelitian ini adalah mengenai pengaruh perbedaan perlakuan permukaan terhadap laju perpindahan panas radiasi. Penelitian terkait pengaruh perbedaan perlakuan permukaan suatu benda terhadap radiasi panas, juga sudah pernah dilakukan oleh beberapa peneliti. Dalam penelitian yang dilakukan Richmond dan Harrison (1962: 261), yang berjudul “ Total Hemispherical Emittance of Coated and Uncoated Inconel and Types 321 and 430 Stainless Steel”, mengatakan bahwa “the total hemispherical emittance was markedly affected by the surface treatment. In general emmitance was low for polished specimens, intermediate for sandblasted specimens, and high for oxidized or ceramic-coated specimens of each alloy”. Inti dari pernyataan tersebut menjelaskan bahwa daya pancar total sangat dipengaruhi oleh perlakuan permukaan. Secara umum, daya pancar untuk spesimen dipoles adalah rendah, daya pancar untuk spesimen dengan perlakuan sandblasting adalah sedang, dan untuk spesimen yang dioksidasi atau spesimen yang dilapisi keramik memiliki daya pancar yang tinggi. Penelitian lain, terkait pengaruh perlakuan permukaan terhadap daya serap permukaan benda terhadap radiasi panas, juga sudah pernah dilakukan sebelumnya. Dalam penelitian Chandler dan Shull (2009) yang berjudul “Increasing the Surface Emissivity of Aluminium Shapes to Improve Radiant
31
Heat Transfer”, menjelaskan bahwa pelapisan permukaan logam dapat meningkatkan daya penyerapan (absorptivitas) panas radiasi suatu benda. Penelitian tersebut dilakukan untuk mengetahui perbedaan waktu lebur logam aluminium di dalam tungku lebur kering. Aluminium yang diuji pada percobaan tersebut sebanyak dua buah dimana salah satu dari spesimen yang diuji dilapisi dengan pelapis logam (dengan merk Pyrocoat FM). Hasil percobaan menunjukkan bahwa waktu lebur aluminium yang diberi pelapis adalah selama 45 menit, sedangkan waktu lebur untuk spesimen tanpa pelapisan adalah 1 jam lebih. Hasil percobaan tersebut dapat menjelaskan bahwa perlakuan permukaan terhadap logam alumunium melalui pelapisan dapat meningkatkan daya serap panas permukaan aluminium, sehingga waktu peleburan aluminium pada tungku kering, jauh lebih cepat jika dibandingkan dengan aluminium tanpa pelapisan. Contoh lain mengenai penelitian pengaruh kekasaran permukaan benda terhadap daya pancar radiasi dapat ditemukan pada penelitian Wen dan Mudawar (2002: 551-562) dengan judul “Experimental Investigation of Emissivity of Aluminium Alloys and Temperature Determination Using Multispectral Radiation Thermometry (MRT) Algorithms”. Wen dan Mudawar (2002: 551), mengatakan bahwa “ surface roughness produced a 2 to 3-fold increase in emissivity compare with polished surfaces”. Pernyataan tersebut menjelaskan bahwa kekasaran permukaan menghasilkan kenaikan daya pancar (emisivitas) dua sampai tiga kali lebih besar jika dibandingkan dengan permukaan yang dipoles.
32
Berdasarkan hasil-hasil penelitian yang telah dijelaskan di atas, maka dapat dikatakan bahwa perbedaan perlakuan permukaan suatu benda akan mempengaruhi laju perpindahan panas radiasi, daya pancar (emisivitas) dan juga daya serap (absorptivitas) benda tersebut. Mengingat betapa pentingnya pemahaman terkait pengaruh perlakuan permukaan terhadap laju perpindahan panas radiasi, maka pengembangan media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji perlu dilakukan. Hasil-hasil penelitian tentang penggunaan alat peraga yang telah disampaikan di atas juga menegaskan betapa pentingnya penggunaan alat peraga dalam proses pembelajaran. Alat peraga dapat menarik minat dan juga memudahkan pemahaman peserta didik dalam proses belajar. Selain itu, alat peraga dapat memudahkan pengajar dalam menjelaskan materi-materi yang cukup kompleks dan abstrak seperti pembahasan terkait perpindahan panas radiasi. C. Kerangka Pikir Penelitian Untuk mempelajari konsep dasar dari proses pepindahan panas secara radiasi memang tidak mudah. Pemahaman secara teori saja tidak cukup untuk dapat memahami isi substansi yang lebih mendalam. Perpindahan panas secara radiasi memuat materi yang cukup sulit dan abstrak untuk disajikan tanpa menggunakan media pembelajaran yang tepat. Apalagi jika pengajar hanya menggunakan media pembelajaran yang kurang menarik minat peserta didik. Oleh karena itu, penggunaan peraga pembelajaran dapat menjadi salah
33
satu alternatif yang tepat dalam rangka menarik minat siswa/mahasiswa dalam mempelajari isi materi pembelajaran tentang perpindahan panas secara radiasi. Makin banyak alat indera yang digunakan untuk mempelajari sesuatu, makin mudah diingat apa yang dipelajari. Dengan menggunakan alat peraga, diharapkan mahasiswa dapat lebih cepat memahami substansi dasar yang ada pada materi perpindahan panas secara radiasi. Berdasarkan pada beberapa alasan tersebut, peneliti akan mengembangkan media pembelajaran berupa alat peraga perpindahan panas secara radiasi dengan variasi spesimen uji berupa perbedaan perlakuan permukaan. Dalam proses pengembangan alat peraga perpindahan panas secara radiasi, peneliti mendapat masukan dari dosen ahli materi dan ahli media pembelajaran. Hasil masukan dari para ahli kemudian akan digunakan untuk merevisi kekurangan yang masih ada pada alat peraga tersebut dalam rangka untuk mengembangkan alat peraga pendidikan yang sesuai dengan kriteria kevalidan produk. Proses validasi alat peraga akan dilakukan setelah melalui beberapa proses uji coba dan juga perbaikan. Pada proses uji coba alat peraga, peneliti akan melakukan pengujian laju perpindahan panas secara radiasi dengan beberapa variasi spesimen uji berupa perbedaan perlakuan permukaan. Alat peraga ini akan membuktikan bahwa dengan melakukan variasi perlakuan permukaan kepada benda, maka laju perpindahan panas yang terjadi juga berbeda. Hasil ujicoba tersebut kemudian akan diperlihatkan kepada ahli materi perpindahan panas sebagai acuan dalam proses validasi alat peraga.
34
Setelah mendapatkan validasi dari ahli media dan ahli materi, media pembelajaran yang dibuat diterapkan langsung pada pembelajaran mata kuliah perpindahan kalor dasar di Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang. Selanjutnya, mahasiswa yang mengikuti mata kuliah tersebut diminta kesediaannya untuk memberikan tanggapan dengan cara mengisi angket yang berkaitan dengan penggunaan alat peraga perpindahan panas secara radiasi dengan beda perlakuan permukaan pada spesimen uji. Hasil dari proses validasi dan tanggapan siswa terhadap media pembelajaran tersebut kemudian dianalisis dan ditarik suatu kesimpulan. D. Pertanyaan Penelitian Berdasarkan rumusan masalah pada bab I, pertanyaan penelitian yang akan dijawab dalam penelitian ini adalah sebagai berikut. 1. Berapa besar laju perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji diukur menggunakan alat peraga? 2. Bagaimana validitas media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan
variasi
beda
perlakuan
permukaan
spesimen
uji
yang
dikembangkan ditinjau dari sisi kelayakan media? 3. Bagaimana validitas media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan
variasi
beda
perlakuan
permukaan
spesimen
uji
yang
dikembangkan ditinjau dari sisi substansi? 4. Bagaimana
tanggapan
mahasiswa
terhadap
media
pembelajaran
perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji yang dikembangkan?
BAB III METODE PENELITIAN
A. Jenis Penelitian Metode penelitian yang digunakan adalah penelitian pengembangan. Metode penelitian dan pengembangan (Research & Development) adalah metode penelitian yang digunakan untuk menghasilkan produk tertentu dan menguji keefektifan suatu produk (Sugiyono, 2011: 297). Penelitian pengembangan ini dilakukan untuk menghasilkan media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji. Media pembelajaran yang dikembangkan terdiri dari alat peraga dan modul perpindahan panas radiasi. B. Prosedur Penelitian Media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji dikembangkan dengan model ADDIE melalui
beberapa
(Desain/Perancangan),
langkah,
yaitu
Development
Analisys
(Analisis),
(Pengembangan),
Design
Implementation
(Penerapan), Evaluation (Evaluasi). Penjelasan tentang langkah-langkah penelitian pengembangan media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji dapat dilihat pada gambar 5. Berikut ini adalah penjelasam dari masing-masing tahap pengembangan media pembelajaran perpindahan panas radiasi.
35
36
Analisis
Desain awal peraga perpindahan panas secara radiasi
Penyusunan instrumen
Pembuatan media pembelajaran (alat peraga dan modul)
Media pembelajaran
Uji validasi
Tidak
Media layak?
Ya Uji coba media pembelajaran (Alat peraga perpindahan panas secara radiasi dan Modul)
Pembahasan dan simpulan
Selesai
Gambar 5. Diagram alir penelitian
37
1.
Analysis (Analisis) Tahap analisis merupakan tahap awal penelitian dimana peneliti
melakukan studi pustaka dan melakukan observasi awal untuk mengidentifikasi permasalahan yang ada terkait pembelajaran perpindahan panas. Berdasarkan hasil pengamatan dan pengamalan peneliti selama mengikuti perkuliahan perpindahan panas, terdapat beberapa permasalahan yang berkaitan dengan proses pembelajaran perpindahan panas khususnya pembahasan materi radiasi. Beberapa permasalahan terkait pembelajaran perpindahan panas tersebut adalah sebagai berikut: a.
Pembelajaran perpindahan panas yang ada di kelas masih mengandalkan media papan tulis, dan juga media pembelajaran presentasi dengan bantuan komputer dan LCD proyektor.
b.
Belum
adanya
fasilitas
media
pembelajaran
visual
yang
dapat
memperagakan proses perpindahan panas secara langsung guna menarik minat belajar mahasiswa peserta didik. Berdasarkan beberapa analisis yang telah disampaikan, maka peneliti akan mengembangkan media pembelajaran perpindahan panas secara radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan yang dapat memperagakan proses perpindahan panas secara langsung kepada mahasiswa peserta didik. Diharapkan dengan adanya alat peraga perpindahan panas radiasi tersebut, dapat menjadi salah satu alternatif pemecahan beberapa permasalahan terkait pembelajaran perpindahan panas secara radiasi.
38
2.
Design (Perancangan) Tahap perancangan/desain merupakan tahap perancangan alat peraga
perpindahan panas dan modul perpindahan panas secara radiasi yang nantinya akan digunakan sebagai media pembelajaran. Langkah-langkah dalam proses perancangan media pembelajaran alat peraga perpindahan panas secara radiasi dengan beda perlakuan permukaan pada spesimen uji adalah sebagai berikut: a.
Peneliti membuat desain gambar rancangan alat peraga perpindahan panas secara radiasi, membuat sistem kerja alat peraga, serta menentukan bahanbahan yang akan digunakan sebagai alat peraga tersebut.
b.
Pembuatan kerangka isi dari modul perpindahan panas secara radiasi dengan beda perlakuan permukaan pada spesimen uji.
c.
Persiapan pembuatan alat peraga, dimana pada tahap ini, peneliti melakukan persiapan bahan-bahan alat peraga perpindahan panas secara radiasi.
d.
Pembuatan media pembelajaran, dimana pada tahap ini, peneliti membuat alat peraga perpindahan panas secara radiasi, serta modul alat peraga perpindahan panas tersebut.
e.
Proses akhir (finishing), pada tahap ini peneliti melakukan pengecekan terhadap tata tulis modul alat peraga, serta melakukan pengujian terhadap alat peraga perpindahan panas secara radiasi yang telah dibuat serta memastikan bahwa keseluruhan media pembelajaran yang sudah dibuat, siap dilakukan validasi oleh para pakar.
39
Alat peraga perpindahan panas radiasi yang dikembangkan berfungsi untuk memperagakan proses perpindahan panas yang terjadi dari beberapa variasi spesimen uji dengan perbedaan perlakuan permukaan. Sedangkan untuk modul perpindahan panas radiasi dikembangkan sebagai bahan pembelajaran pada saat uji coba alat peraga perpindahan panas radiasi dalam pembelajaran mata kuliah perpindahan kalor dasar di Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang Semester Ganjil Tahun Ajaran 2014/2015. Tabel 3. Isi materi modul perpindahan panas radiasi Standar Dasar Kompetensi Materi Belajar Kompetensi Perpindahan 1. Memahami proses a. Pengertian radiasi. kalor dasar b. Sifat-sifat radiasi. perpindahan panas c. Radiasi benda hitam. secara radiasi. d. Emisivitas Benda. a. Hukum Stefan2. Menganalisis laju Bolzmann. perpindahan panas b. Perhitungan laju secara radiasi. perpindahan panas radiasi.
Modul perpindahan panas secara radiasi yang dikembangkan berisi tentang materi perpindahan panas dengan kompetensi dasar memahami dan menganalisis proses perpindahan panas secara radiasi. Tabel 3, menjelaskan rancangan isi modul perpindahan panas radiasi yang dikembangkan. Penelitian terkait pengembangan media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji dilakukan pada dasar kompetensi menganalisis laju perpindahan panas radiasi. Materi yang dibahas dalam penelitian ini yaitu mengenai pengaruh perbedaan perlakuan permukaan spesimen uji terhadap laju perpindahan panas. Pembahasan tersebut,
40
berhubungan dengan materi belajar tentang pembahasan hukum StefanBoltzmann dan perhitungan laju perpindahan panas radiasi. Desain awal alat peraga perpindahan panas secara radiasi dengan beda perlakuan permukaan, seperti yang terlihat pada gambar 8, merupakan alat peraga yang digunakan untuk memperagakan perbedaan laju perpindahan panas pada material logam aluminium dengan variasi perlakuan permukaan berupa roughing, polishing dan painting (black doff dan white). Bagian-bagian alat peraga tersebut terdiri dari spesimen uji, heater, thermocouple 1, display 1, temperature controller, benda hitam, thermocouple 2, dan display 2. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai bagian-bagian alat peraga yang telah disebutkan.
Gambar 6. Bagan kerja peraga perpindahan panas secara radiasi
41
Keterangan: a. Heater, sebagai sumber panas yang kemudian disalurkan ke benda kerja untuk dipancarkan panasnya menuju benda hitam. b. Spesimen uji, sebagai bahan uji yang akan memancarkan radiasi panasnya menuju benda hitam. c. Benda hitam, sebagai bahan penerima besar pancaran panas yang dipancarkan oleh spesimen uji. d. Thermocouple 1, sebagai sensor suhu dari spesimen uji. e. Display 1/ Temperature controller, sebagai penampil besar suhu dari spesimen uji dan pengatur suhu spesimen uji agar tetap konstan, sesuai dengan setting. f. Thermocoupel 2, sebagai pembaca suhu pada benda hitam/penerima pancaran. g. Display 2, sebagai penampil besar suhu dari benda hitam. h. Sumber listrik, sebagai sumber arus guna menghidupkan alat peraga. 3.
Development (Pengembangan) Tahap pengembangan dimulai dengan melakukan uji coba terhadap alat
peraga untuk mengukur besar laju perpindahan panas radiasi pada masingmasing spesimen uji dengan variasi beda perlakuan permukaan. Pengujian spesimen uji dimaksudkan untuk mengetahui kemampuan alat peraga perpindahan panas radiasi dalam menguji spesimen uji dengan beda perlakuan permukaan. Pengujian dilakukan dengan beberapa asumsi dan keterbatasan sebagai berikut:
42
a.
Proses perpindahan panas pada pengujian dianggap hanya terjadi antara spesimen dan benda hitam (penerima panas) saja.
b.
Perpindahan panas yang terjadi melalui konduksi dan konveksi dianggap tidak ada/diabaikan.
c.
Penerima pancaran pada alat peraga perpindahan panas radiasi dianggap/diasumsikan sebagai benda hitam yang memiliki emisivitas dan absorptivitas 1. Selama proses pengujian dan pengembangan, peneliti mencatat dan
memperbaiki beberapa kekurangan yang ada pada alat peraga tersebut. Pengecekan juga dilakukan pada modul perpindahan panas yang dibuat, guna meneliti beberapa kekurangan yang ada terkait tata tulis, bahasa, isi materi dan tampilan. Setelah proses ujicoba selesai dilakukan, media pembelajaran perpindahan panas tersebut diuji kelayakannya kepada ahli media pembelajaran dan ahli materi perpindahan panas. Hasil pengujian dan saran dari para ahli, selanjutnya dijadikan acuan untuk mengembangkan/merevisi beberapa kekurangan yang masih ada pada alat peraga perpindahan panas dan modul tersebut. Proses pengembangan media pembelajaran tersebut dilakukan sampai ahli media dan ahli materi perpindahan panas dapat menvalidasi alat peraga dan modul perpindahan panas. Setelah media pembelajaran memenuhi kriteria valid, maka proses penerapan alat peraga kepada mahasiswa peserta didik dapat dilakukan. 4.
Implementation (Penerapan)
43
Tahap implementasi/penerapan ini dilakukan dengan menerapkan peraga tersebut ke dalam pembelajaran sebagai media pembelajaran perpindahan panas yang sesungguhnya. Pada tahap implementasi ini, alat peraga perpindahan panas, modul yang dibuat tersebut diterapkan langsung dalam proses perkuliahan perpindahan kalor dasar kepada mahasiswa di Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang semester ganjil tahun ajaran 2014/2015. Setelah
diterapkan
dalam
proses
pembelajaran,
kemudian
mahasiswa/peserta didik tersebut dimintai tanggapan terhadap alat peraga perpindahan
panas
tersebut
dengan
cara
mengisi
angket/kuesioner.
Angket/kuesioner tersebut berisi pertanyaan tertutup mengenai tanggapan mahasiswa
setelah
mengikuti
pembelajaran
dengan
bantuan
media
pembelajaran peraga perpindahan panas secara radiasi. 5.
Evaluation (Evaluasi) Tahap evaluasi ini dilakukan untuk menganalisis dan mengevaluasi
hasil pengembangan media pembeajaran perpindahan panas radiasi yang dibuat. Evaluasi media pembelajaran didasarkan pada penilaian validasi dari ahli media, ahli materi, serta tanggapan mahasiswa peserta mata kuliah perpindahan kalor dasar terhadap media pembelajaran perpindahan panas secara radiasi. Berdasarkan hasil evaluasi dan analisis data yang didapatkan kemudian digunakan untuk menarik kesimpulan terkait apakah media pembelajaran yang dikembangkan telah memenuhi kriteria valid atau tidak.
44
C.
Validasi dan Uji Coba Media Pembelajaran Validasi media pembelajaran dilakukan untuk menguji kelayakan media pembelajaran yang dikembangkan menurut ahli media pembelajaran dan ahli materi perpindahan panas. Sedangkan uji coba produk dilakukan untuk mengetahui tanggapan mahasiswa terhadap media pembelajaran yang dikembangkan. 1.
Bahan Penelitian Bahan penelitian ini adalah media pembelajaran perpindahan panas
radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji yang meliputi alat peraga dan modul perpindahan panas radiasi. 2.
Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan April 2014 sampai Januari 2015
di laboratorium Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang, sedangkan untuk uji coba penggunaan mahasiswa dilakukan di dalam kelas mata kuliah perpindahan kalor dasar semester gasal tahun ajaran 2014/2015. 3.
Responden Penelitian Responden yang terlibat dalam penelitian ini adalah ahli media
pembelajaran, ahli materi perpindahan panas dan mahasiswa peserta mata kuliah perpindahan panas. Ahli media dan ahli materi perpindahan panas berperan sebagai validator yang mengevaluasi dan memberi masukan terhadap media pembelajaran yang dibuat. Responden penelitian yang terlibat dalam pengembangan media pembelajaran ini, dapat dilihat pada tabel berikut ini.
45
No. 1.
2.
3.
Tabel 4. Responden penelitian Responden Jumlah Penelitian Validasi ahli Dosen ahli media 1 orang media pembelajaran pembelajaran Validasi ahli Dosen ahli materi 2 orang materi perpindahan panas perpindahan panas Uji coba Mahasiswa Teknik 48 orang lapangan Mesin Unnes produk Tahapan
Penentuan Berdasarkan keahlian/kepakaran Berdasarkan keahlian/kepakaran
Peserta mata kuliah perpindahan kalor dasar
Uji coba penerapan media pembelajaran perpindahan panas radiasi dilakukan kepada mahasiswa peserta mata kuliah perpindahan kalor di dasar Jurusan Teknik Mesin Unnes semester ganjil tahun ajaran 2014/2015. Uji coba ini dimaksudkan untuk mengetahui tanggapan mahasiswa terhadap media pembelajaran yang dibuat. 4.
Instrumen Penelitian Instrumen penelitian yang digunakan pada penelitian ini berupa
instrumen validasi ahli media, instrumen validasi ahli materi perpindahan panas, dan instrumen angket tanggapan mahasiswa. Untuk lebih jelasnya, beberapa instrumen tersebut akan dijelaskan sebagai berikut: a. Instrumen Validasi Ahli Media Pembelajaran Validasi ahli media pembelajaran dilakukan untuk mendapatkan data tentang kevalidan media pembelajaran yang dikembangkan menurut kriteria evaluasi media pembelajaran. Aspek-aspek yang dinilai dalam validasi alat peraga oleh ahli media pembelajaran meliputi desain bagian-
46
bagian alat peraga, aspek kejelasan pembacaan suhu, tampilan spesimen uji, kemudahan perawatan, tampilan alat peraga secara umum, serta kemudahan penggunaan. Untuk validasi modul, aspek yang dinilai meliputi format modul, bahasa, tampilan dan juga isi materi pada modul. Tabel 5. Kisi-kisi instrumen validasi alat peraga perpindahan panas radiasi untuk ahli media pembelajaran Jumlah No Aspek Penilaian Indikator Butir 1. Desain bagianDesain konstruksi dan 15 bagian alat peraga penempatan bagian-bagian alat peraga 2. Kejelasan Kejelasan pembacaan suhu 2 pembacaan suhu pada display dan thermocouple 3. Spesimen Uji Tampilan spesimen uji 7 4. Perawatan Kemudahan dalam perawatan 1 alat peraga 5. Tampilan alat peraga Tampilan peraga secara 2 umum 6. Penggunaan alat Kemudahan dalam 1 peraga menggunakan dan mengoperasikan alat peraga Jumlah 28 Tabel 6. Kisi-kisi instrument validasi modul perpindahan panas radiasi untuk ahli media pembelajaran Aspek Jumlah No Indikator Penilaian Butir 1. Format Kesesuaian format. 1 2. Bahasa Kesesuaian struktur kalimat dengan 1 KBBI. Kejelasan Kalimat. 1 Kemudahan bahasa. 1 Kefektifan. 1 3. Isi materi Kesesuaian dengan kebutuhan 1 Kejelasan gambar dengan materi. 1 Gambar mampu membantu 1 pemahaman materi. 4. Tampilan Tampilan modul. 1 Jumlah 9
47
b. Instrumen Validasi Ahli Materi Perpindahan Panas Validasi ahli materi perpindahan panas untuk media pembelajaran perpindahan panas radiasi diperlukan agar media yang dikembangkan sesuai dengan materi/teori perpindahan panas radiasi. Berikut ini adalah kisi-kisi instrumen validasi ahi materi perpindahan panas untuk media pembelajaran yang dikembangkan. Tabel 7. Kisi-kisi instrumen validasi alat peraga untuk ahli materi perpindahan panas Aspek Jumlah No Indikator Penilaian Butir 1. Pembacaan suhu Kemudahan pembacaan suhu pada 2 spesimen dan benda hitam. 2. Waktu Waktu pencapaian pengaturan 1 suhu. Pembacaaan suhu spesimen uji. 1 Pembacaan suhu benda hitam. 1 3. Panas Panas terbuang. 1 Panas yang diterima benda hitam. 1 Panas pancaran spesimen uji. 1 4. Kemampuan Kemampuan pengukuran masing4 pengukuran masing spesimen uji dengan variasi beda perlakuan permukaan. Jumlah 12
Aspek-aspek yang dinilai dari validasi alat peraga oleh ahli materi perpindahan panas yaitu terkait dengan pembacaan suhu pada spesimen uji dan benda hitam, waktu pencapaian pengaturan suhu, panas yang terbuang, serta kemampuan alat peraga dalam mengukur laju perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji. Untuk modul, aspek-aspek yang dinilai yaitu meliputi kejelasan dan kegunaan
48
petunjuk penggunaan modul, bahasa, isi modul, serta penilaian umum tentang tampilan modul. Tabel 8. Kisi-kisi instrumen validasi modul untuk ahli materi perpindahan panas Jumlah No Aspek Penilaian Indikator Butir 1. Petunjuk Kejelasan petunjuk. 1 penggunaan Kegunaan. 1 2. Isi modul Kesesuaian dengan kebutuhan. 1 Kesesuaian dengan teori 1 perpindahan panas. Kegunaan Gambar. 1 Kerapihan. 1 3. Bahasa Kesesuaian dengan KBBI. 1 Kefektifan bahasa. 1 Bahasa mudah dipahami. 1 4. Penilaian umum Modul dapat dipelajari secara 1 mandiri. 1 Tampilan modul. Jumlah 11
c. Instrumen Angket Uji Coba Penggunaan Media Pembelajaran Uji coba penggunaan dimaksudkan untuk mendapatkan data tentang umpan balik/tanggapan dari mahasiswa calon pengguna terhadap media pembelajaran yang dikembangkan. Data tersebut didapatkan dengan pengisian angket/kuesioner oleh mahasiswa. Angket tersebut berisi pernyataan tertutup tentang media pembelajaran perpindahan panas radiasi yang digunakan dalam pembelajaran perpindahan kalor dasar. Aspek-aspek penilaian alat peraga pada uji coba penggunaan meliputi daya tarik, kemudahan penggunaan, kegunaan alat peraga, serta tampilan alat peraga. Sedangkan untuk penilaian modul, aspek-aspek yang
49
dinilai adalah terkait petunjuk penggunaan, gambar, daya tarik dan penggunaan modul senbagai bahan perkuliahan. Tabel 9. Kisi-kisi angket tanggapan mahasiswa terhadap alat peraga perpindahan panas radiasi Aspek Jumlah No Indikator Penilaian Butir 1. Daya tarik Daya tarik terhadap peraga. 1 2. Kemudahan Kemudahan penggunaan. 1 3 Kegunaan Alat peraga membantu dalam 1 memahami konsep. 4. Sumber belajar Penggunaan alat peraga sebagai 1 sumber belajar. 5. Tampilan Tampilan peraga menarik. 1 Jumlah 5
Tabel 10. Kisi-Kisi Angket Tanggapan Mahasiswa Terhadap Modul Perpindahan Panas Radiasi Jumlah No Aspek Penilaian Indikator Butir 1. Petunjuk Kejelasan petunjuk penggunaan. 1 2. Gambar Kemudahan pemahaman gambar 1 3. Daya tarik Daya tarik dalam penggunaan 1 modul. 4 Pemahaman materi Kemudahan pemahaman materi. 1 5. Tampilan Tampilan modul menarik. 1 Jumlah 5
5.
Metode Pengumpulan Data Penelitian ini menggunakan 3 (tiga) teknik pengumpulan data yaitu: a. Observasi Metode observasi dalam penelitian ini dilaksanakan untuk mengamati dan mencari data-data tentang alat perpindahan panas secara
50
radiasi yang ada di laboratorium Perpindahan Panas Jurusan Teknik Mesin dan Industri Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. b. Angket/Kuesioner Angket dalam penelitian ini digunakan untuk mendapatkan informasi/data dalam proses validasi alat peraga perpindahan panas yang telah dibuat. Penelitian ini menggunakan angket yang berupa pertanyaan dalam bentuk checklist yang bersifat tertutup untuk para pakar ahli media pembelajaran dan pakar materi. Untuk mahasiswa sampel penelitian juga akan diberikan angket yang bertujuan untuk mengetahui tanggapan mereka terhadap media pembelajaran alat peraga perpindahan panas yang telah dibuat. c. Dokumentasi Metode dokumentasi dalam penelitian ini digunakan untuk mendata para responden meliputi ahli media sebanyak 1 orang, ahli materi perpindahan panas radiasi sebanyak 2 orang dan mahasiswa peserta mata kuliah perpindahan kalor dasar. 6.
Teknik Analisis Data Data yang diperoleh dianalisis dengan cara dekriptif persentase, yaitu
dengan cara menghitung skor yang dicapai dari seluruh aspek pada angket yang telah dinilai oleh responden. Teknik analisis yang digunakan adalah sebagai berikut: .......................................... (14)
51
Dengan
% N
= persentase sub variabel = jumlah skor tiap variabel = jumlah skor maksimum
Setelah data dari perhitungan persentase telah diperoleh, kemudian ditransformasikan ke dalam tabel agar pembacaan hasil penelitian menjadi mudah. Untuk menentukan kriteria kualitatif dilakukan dengan cara menentukan persentase skor ideal (skor maksimum), persentase skor terendah (skor minimum), range,interval yang dibutuhkan (sangat baik, baik, kurang, sangat kurang), dan menentukan lebar interval. Penentuan kriteria pada tiap aspek dapat dicari dengan menentukan interval skor, yaitu menentukan reratanya terlebih dahulu kemudian dilanjutkan mencari kelas interval skor menggunakan skala likert yang telah dibuat. Menurut Sugiyono (2011: 93), skala likert digunakan untuk mengukur sikap, pendapat dan persepsi seseorang atau sekelompok orang tentang fenomena sosial. Skala penilaian untuk masing-masing angket yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut. a.
Skala tertinggi
= 4 (Sangat Baik)
b.
Skala terendah
= 1 (Sangat Kurang)
c.
Jumlah kriteria yang ditentukan
= 4 kriteria
d.
Interval skor
= = = 0,75
52
Tabel 11. Range skor penilaian dan kriteria penilaian kualitatif No. Interval Kriteria 1. 3,25 < skor ≤ 4,00 Sangat Baik 2. 2,50 < skor ≤ 3,25 Baik 3. 1,75 < skor ≤ 2,50 Kurang 4. 1,00 < skor ≤ 1,75 Sangat Kurang
Maka, untuk menentukan kriteria terhadap media yang diujikan kepada ahli media, ahli materi, dan mahasiswa dapat dijabarkan sebagai berikut: a. Analisis Ahli Media 1) Menghitung Jumlah Maksimal
2) Menghitung Skor Minimal
3) Menghitung Persentase Maksimal
4) Menghitung Persentase Minimal
53
5) Menghitung Rentang Persentase
6) Menghitung Interval Kelas Persentase
b. Analisis Ahli Materi 1) Menghitung Jumlah Maksimal
2) Menghitung Skor Minimal
3) Menghitung Persentase Maksimal
4) Menghitung Persentase Minimal
54
5) Menghitung Rentang Persentase
6) Menghitung Interval Kelas Persentase
c. Analisis Pengguna Mahasiswa 1) Menghitung Jumlah Maksimal
2) Menghitung Skor Minimal
3) Menghitung Persentase Maksimal
55
4) Menghitung Persentase Minimal
5) Menghitung Rentang Persentase
6) Menghitung Interval Kelas Persentase
No. 1. 2. 3. 4.
Tabel 12. Range persentase dan kriteria kualitatif Interval Kriteria 81,25% < skor ≤ 100 % Sangat Baik 62,50% < skor ≤ 81,25% Baik 43,75% < skor ≤ 62,50% Kurang 25,00% < skor ≤ 43,75% Sangat Kurang
Media pembelajaran dikatakan layak apabila dari angket diperoleh hasil yang berada pada rentang 62,50% < skor ≤ 81,25% dan 81,25% < skor ≤ 100% atau pada kriteria “Baik” atau “Sangat Baik”.
BAB V PENUTUP
A. Simpulan Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan terhadap media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji, dapat disimpulkan sebagai berikut. 1. Hasil pengujian rata-rata laju perpindahan panas radiasi oleh alat peraga dari spesimen alumunium dicat warna hitam doff (Al-Black) adalah 7,12 W, spesimen aluminium dicat warna putih (Al-White) sebesar 7,03 W, spesimen aluminium dengan permukaan kasar (Al-Roughing) sebesar 0,52 W, dan spesimen aluminium dengan permukaan dipoles (Al-Polishing) sebesar 0,29 W. 2. Tahapan dalam pengembangan media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan dilakukan melalui ADDIE, yang terdiri dari tahap Analysis (analisis), Design (Perancangan), Development
(pengembangan),
Impelementation
(Penerapan)
dan
Evaluation (evaluasi). 3. Validitas media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji yang dikembangkan, telah memenuhi kriteria valid ditinjau dari sisi kelayakan media pembelajaran. Rerata hasil presentase penilaian ahli media pembelajaran terhadap media
98
99
pembelajaran yang dikembangkan sebesar 94,64 % dengan kriteria “sangat baik”. 4. Validitas media pembelajaran perpindahan panas radiasi dengan variasi beda perlakuan permukaan spesimen uji yang dikembangkan, telah memenuhi kriteria valid ditinjau dari sisi substansi/materi. Rerata hasil presentase penilaian ahli materi perpindahan panas terhadap media pembelajaran yang dikembangkan sebesar 81,54 % dengan kriteria “sangat baik”. 5. Hasil uji coba penggunaan media pembelajaran perpindahan panas radiasi terhadap mahasiswa, mendapatkan tanggapan yang sangat baik. Rerata hasil presentase penilaian mahasiswa terhadap media pembelajaran yang dikembangkan sebesar 84,11 % dengan kriteria “sangat baik”. Sebagian besar mahasiswa memberikan tanggapan yang sangat positif terhadap penggunaan media pembelajaran perpindahan panas radiasi pada mata kuliah perpindahan kalor dasar. B. Saran Beberapa saran terkait pemanfaatan hasil penelitian tentang media pembelajaran perpindahan panas secara radiasi sebagai berikut: 1. Media pembelajaran perpindahan panas radiasi yang dikembangkan peneliti diharapkan dapat dimanfaatkan pada pembelajaran mata kuliah perpindahan panas di Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang.
100
2. Pengembangan lebih lanjut terhadap alat peraga perpindahan panas radiasi, yaitu dengan cara menambah jumlah variasi spesimen uji berupa pelapisan permukaan logam melalui electroplating. 3. Keterbatasan
penelitian
pada
pengembangan
media
pembelajaran
perpindahan panas berupa validasi perangkat pembelajaran, benda hitam, dan kehilangan panas (heat lost) untuk selanjutnya dapat diperbaiki dan dikembangkan pada penelitian berikutnya. 4. Penelitian lanjutan terkait penerapan media pembelajaran perpindahan panas radiasi untuk mengetahui pengaruhnya terhadap prestasi mahasiswa dapat dilakukan.
DAFTAR PUSTAKA
Arsyad, A. 2011. Media Pembelajaran. Jakarta: PT Rajagrafindo Persada. Holman, J. P. 1995. Perpindahan Kalor Edisi Keenam. Alih bahasa Jasifi, E. Jakarta: Penerbit Erlangga. Incropera, Frank P. dan David P. DeWitt. 1990. Fundamental of Heat Transfer (Third Edition). New York: John Willey & Sons. Inc. Kartika, Rhino, Hadromi, Winarno. 2012. Penerapan Peraga Untuk Meningkatkan Kompetensi Mahasiswa Mendiagnosis Sistem Pengapian Sepeda Motor. Automotive Science and Education Journal. Volume 1. Nomor 1: Halaman 21-25. Kreith, F. 1991. Prinsip-Prinsip Perpindahan Panas. Alih bahasa Prijono, Arko. Jakarta: PT Erlangga. Koestoer, R. Artono. 2002. Perpindahan kalor Untuk Mahasiswa Teknik. Jakarta: Salemba Teknika. Latuheru, John D. 1988. Media Pembelajaran Dalam Proses Belajar –Mengajar Masa Kini. Jakarta: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jenderak Pendidikan Tinggi Proyek Pengembangan Lembaga Pendidikan Tenaga Kependidikan. Chandler, Richard C. and P. Doug Shull. 2009. Increasing the Surface Emissivity of Alumunium Shapes to Improve Radiant Heat Transfer. http://www.pyrotech-inc.com/documents/techpapers/2009--TMS-Pyrocoat_FM--TP--Chandler.pdf. Diunduh pada tanggal 21 Februari 2015. Richmond, Joseph C. dan William N. Harrison. 1962. Total Hemispherical Emittance of Coated and Uncoated Inconel and Types 321 and 430 Stainless Steel. Journal of Research of the National Bureau of StandardsC Engineering and Instrumentarion. Volume 66C. Nomor 3: Halaman 261-269. Sanjoyo, Verawati dan Karnowo. 2011. Penggunaan Alat Peraga Untuk Meningkatkan Pemahaman Mahasiswa Tentang Sistem Kelistrikan Bodi Sepeda Motor Supra PGM FI (Programmed Fuel Injection). Jurnal Pendidikan Teknik Mesin. Volume 11. Nomor 1: Halaman 41-46. Setiawan, Edy, Dwi Widjanarko, Aris Budiyono. 2009. Pengembangan Panel Peraga Multifungsi Sistem Lampu Kepala Sebagai Upaya Meningkatkan 101
102
Kompetensi Sistem Penerangan Mahasiswa. Jurnal Pendidikan Teknik Mesin. Volume 9. Nomor 1: Halaman 22-29. Sugiyono. 2011. Metode Penelitian Kuantitatif Kualitatif dan R&D. Bandung: Penerbit Alfabeta. Wen, Chang-Da dan Issam Mudawar. 2002. Experimental Investigation of Emissivity of Aluminium Alloys and Temperature Determination Using Multispectral Radiation Thermometry (MRT) Algorithms. Journal of Materials Engineering and Performance. Volume 11. Nomor 5: Halaman 551-562. Wicaksono, Tangguh, Hadromi, Karsono. 2012. Media Peraga Programmed Fuel Injection untuk Meningkatkan Hasil Belajar Sistem Bahan Bakar. Automotive Science and Education Journal. Volume 1. Nomor 1: Halaman 50-55. Widjanarko, Dwi, Abdurrahman, Wahyudi. 2010. Pengembangan Panel Peraga Multifungsi Sistem Kelistrikan Bodi Untuk Meningkatkan Kompetensi Mahasiswa Bidang Kelistrikan Bodi. Jurnal Pendidikan Teknik Mesin. Volume 10. Nomor 1: Halaman 4-11.
LAMPIRAN-LAMPIRAN
103 Lampiran 1 PENGUJIAN ALAT PERAGA PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI DENGAN BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN PADA SPESIMEN UJI
A. PENGANTAR Pengujian alat peraga ini dimaksudkan untuk melakukan pengambilan data dalam rangka ujicoba terhadap alat peraga perpindahan panas secara radiasi sebagai syarat untuk validasi alat peraga oleh ahli materi perpindahan panas. Pengujian tersebut dilakukan dalam penelitian skripsi yang berjudul “Pengembangan Media Pembelajaran Perpindahan Panas Radiasi dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan Spesimen Uji”.
B. ALAT DAN BAHAN 1.
Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi
2.
Spesimen Uji dengan Beda Perlakuan Permukaan (4 buah)
3.
Stop watch
4.
Kunci pas
5.
Tabel instrumen pengambilan data
C. LANGKAH PENGUJIAN Langkah-langkah yang harus dilakukan dalam pengujian 1.
Persiapkan semua peralatan dan bahan yang akan digunakan pada ujicoba tersebut (alat peraga, spesimen uji, tabel pengambilan data, dll)
2.
Pastikan terlebih dahulu bahwa alat peraga tersebut sudah dikalibrasi.
3.
Hubungkan alat peraga perpindahan panas dengan sumber listrik AC pada stop kontak.
4.
Pasang spesimen uji pada penjepit 1 disebelah kiri.
5.
Hidupkan MCB dibagian belakang alat peraga pada posisi ON.
6.
Tekan saklar dibagian depan alat peraga pada posisi ON, maka secara otomatis display 1, display 2 dan heater akan menyala secara bersamaan.
7.
Lakukan pengaturan suhu maksimum penelitian pada display 1 dengan menekan tombok Setting Value dan Tombol UP/DOWN.
104 8.
Biarkan selama beberapa menit sehingga heater memanaskan spesimen uji sampai suhu yang sudah ditetapkan.
9.
Jika suhu spesimen uji mencapai suhu penelitian, atur jarak dan sudut penerima pancaran (Benda Hitam).
10. Tutup alat peraga dengan menggunakan box kaca untuk mengurangi kehilangan panas melalui konveksi. 11. Siapkan tabel pengujian dan stopwatch. 12. Ketika suhu benda hitam mencapai suhu awal pengambilan data (misalkan 30 C), mulailah penghitungan stopwatch. 13. Catat kenaikan suhu penerima panas (benda hitam) setiap selang waktu 2 menit selama 20 menit. 14. Setelah waktu penelitian selesai, lakukan pendinginan spesimen uji dengan menggunakan penyembur udara sebelum melepasnya.. 15. Catat data yang didapatkan pada pengujian 1, spesimen 1 pada tabel yang tersedia. 16. Untuk pengujian selanjutnya, ganti spesimen uji dengan benda 2. Setelah selesai, ganti dengan benda 3 dan seterusnya sampai semua benda diuji cobakan. Spesimen uji hanya diperbolehkan melakukan pengambilan data 1 kali tiap pengujian sampai semua spesimen uji diuji cobakan, baru dilakukan pengambilan data ke-dua pada pengujian tersebut. 17. Jadi, urutan pengujiannya yaitu: Pengujian 1: Spesimen 1Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 4 Pengujian 2: Spesimen 1Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 4 Pengujian 3: Spesimen 1Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 4 18. Pengujian dilakukan selama 3 kali. Setelah semua pengujian dilakukan, masukkan data pengujian pada tabel.
105 PENGUJIAN ALAT PERAGA PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI DATA 1 Hari/ Tanggal Tempat Pengambilan Data Waktu Nama Peneliti Variabel Penelitian
Spesimen Uji Lama Waktu Jarak Spesimen Sudut
: Al-Polishing : 20 menit : 4 cm : 0
: SENIN, 15 DESEMBER 2014 : LAB. TEKNIK MESIN : PUKUL 12.30 - 15.05 WIB : KHARIS BURHANI : PERBEDAAN PERLAKUAN PERMUKAAN SPESIMEN PENGUJIAN KE-1 Set Value Spesimen Suhu Awal Penerima Kec. Perisai Udara
: 100 C : 30 C : --
Waktu (menit)
Suhu Spesimen Uji/Pemancar (C)
Suhu Benda Hitam/Penerima Pancaran (C)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
102,3 103,5 103,4 102,2 100,6 98,9 98,7 101,0 101,6 101,1 100,0
30,0 30,4 30,8 31,1 31,5 31,9 32,2 32,6 33,0 33,3 33,6
PENGUJIAN KE-2 Spesimen Uji : Al-Roughing Set Value Spesimen : 100 C Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30 C Jarak Spesimen : 4 cm Kec. Perisai Udara : -Sudut : 0 Suhu Benda Suhu Spesimen Hitam/Penerima Waktu (menit) Uji/Pemancar (C) Pancaran (C) 0 102,0 30,0 2 100,8 30,5 4 99,3 31,0 6 99,1 31,5 8 101,5 32,0 10 101,0 32,5 12 99,5 33,0 14 98,8 33,5 16 101,4 33,9 18 101,2 34,4 20 99,8 34,8
106 PENGUJIAN KE-3 Spesimen Uji : Al-Paint Black Doff Set Value Spesimen : 100 C Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30 C Jarak Spesimen : 4 cm Kec. Perisai Udara : -Sudut : 0 Suhu Benda Suhu Spesimen Hitam/Penerima Waktu (menit) Uji/Pemancar (C) Pancaran (C) 0 101,8 30,0 2 100,7 30,9 4 98,9 31,8 6 99,7 32,6 8 101,4 33,4 10 100,1 34,2 12 98,6 34,9 14 100,5 35,6 16 101,3 36,3 18 100,0 36,9 20 98,6 37,5 PENGUJIAN KE-4 Spesimen Uji : Al-Paint White Set Value Spesimen : 100 C Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30 C Jarak Spesimen : 4 cm Kec. Perisai Udara : -Sudut : 0 Suhu Benda Suhu Spesimen Hitam/Penerima Waktu (menit) Uji/Pemancar (C) Pancaran (C) 0 101,9 30,0 2 102,4 30,9 4 101,5 31,7 6 100,0 32,4 8 98,4 33,0 10 99,7 33,7 12 101,8 34,5 14 101,5 35,1 16 100,3 35,7 18 98,7 36,3 20 99,1 36,8
107 PENGUJIAN ALAT PERAGA PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI DATA 2 Hari/ Tanggal Tempat Pengambilan Data Waktu Nama Peneliti Variabel Penelitian
Spesimen Uji Lama Waktu Jarak Spesimen Sudut
: Al-Polishing : 20 menit : 4 cm : 0
: KAMIS, 18 DESEMBER 2014 : LAB. TEKNIK MESIN : PUKUL 13.00 - 15.35 WIB : KHARIS BURHANI : PERBEDAAN PERLAKUAN PERMUKAAN SPESIMEN PENGUJIAN KE-1 Set Value Spesimen Suhu Awal Penerima Kec. Perisai Udara
: 100 C : 30 C : --
Waktu (menit)
Suhu Spesimen Uji/Pemancar (C)
Suhu Benda Hitam/Penerima Pancaran (C)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
100,2 98,9 99,1 101,2 101,2 100,3 99,2 98,8 101,1 101,4 100,8
30,0 30,4 30,8 31,2 31,6 32,0 32,3 32,7 33,1 33,5 33,8
PENGUJIAN KE-2 Spesimen Uji : Al-Roughing Set Value Spesimen : 100 C Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30 C Jarak Spesimen : 4 cm Kec. Perisai Udara : -Sudut : 0 Suhu Benda Suhu Spesimen Hitam/Penerima Waktu (menit) Uji/Pemancar (C) Pancaran (C) 0 99,8 30,0 2 98,4 30,5 4 100,8 31,0 6 102,1 31,5 8 101,2 32,0 10 99,7 32,4 12 98,5 32,8 14 101,0 33,3 16 102,1 33,8 18 101,1 34,2 20 99,5 34,6
108 PENGUJIAN KE-3 Spesimen Uji : Al-Paint Black Doff Set Value Spesimen : 100 C Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30 C Jarak Spesimen : 4 cm Kec. Perisai Udara : -Sudut : 0 Suhu Benda Suhu Spesimen Hitam/Penerima Waktu (menit) Uji/Pemancar (C) Pancaran (C) 0 101,8 30,0 2 102,2 31,2 4 101,2 32,0 6 99,4 32,7 8 98,5 33,5 10 101,0 34,2 12 101,9 34,9 14 100,9 35,6 16 99,2 36,2 18 98,6 36,9 20 101,3 37,5 PENGUJIAN KE-4 Spesimen Uji : Al-Paint White Set Value Spesimen : 100 C Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30 C Jarak Spesimen : 4 cm Kec. Perisai Udara : -Sudut : 0 Suhu Benda Suhu Spesimen Hitam/Penerima Waktu (menit) Uji/Pemancar (C) Pancaran (C) 0 99,2 30,0 2 101,8 31,1 4 101,3 31,9 6 99,8 32,7 8 98,5 33,5 10 100,9 34,2 12 101,4 35,0 14 100,4 35,7 16 98,7 36,3 18 99,7 36,9 20 101,6 37,5
109 PENGUJIAN ALAT PERAGA PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI DATA 3 Hari/ Tanggal Tempat Pengambilan Data Waktu Nama Peneliti Variabel Penelitian
Spesimen Uji Lama Waktu Jarak Spesimen Sudut
: Al-Polishing : 20 menit : 4 cm : 0
: SENIN, 22 DESEMBER 2014 : LAB. TEKNIK MESIN : PUKUL 13.40 - 15.20 WIB : KHARIS BURHANI : PERBEDAAN PERLAKUAN PERMUKAAN SPESIMEN PENGUJIAN KE-1 Set Value Spesimen Suhu Awal Penerima Kec. Perisai Udara
: 100 C : 30 C : --
Waktu (menit)
Suhu Spesimen Uji/Pemancar (C)
Suhu Benda Hitam/Penerima Pancaran (C)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
102,3 101,4 100,0 98,6 99,6 101,2 101,0 100,1 98,9 99,4 101,2
30,0 30,4 30,9 31,3 31,8 32,2 32,6 33,0 33,4 33,8 34,2
Spesimen Uji Lama Waktu Jarak Spesimen Sudut
: Al-Roughing : 20 menit : 4 cm : 0
PENGUJIAN KE-2 Set Value Spesimen Suhu Awal Penerima Kec. Perisai Udara
: 100 C : 30 C : --
Waktu (menit)
Suhu Spesimen Uji/Pemancar (C)
Suhu Benda Hitam/Penerima Pancaran (C)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
101,5 99,9 98,5 100,8 101,9 100,9 99,4 98,8 101,6 101,7 100,6
30,0 30,5 31,1 31,7 32,2 32,7 33,2 33,8 34,2 34,7 35,2
110 PENGUJIAN KE-3 Spesimen Uji : Al-Paint Black Doff Set Value Spesimen : 100 C Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30 C Jarak Spesimen : 4 cm Kec. Perisai Udara : -Sudut : 0 Suhu Benda Suhu Spesimen Hitam/Penerima Waktu (menit) Uji/Pemancar (C) Pancaran (C) 0 102,9 30,0 2 101,9 31,2 4 100,2 32,1 6 98,5 32,8 8 100,2 33,6 10 101,9 34,4 12 100,9 35,2 14 99,2 35,8 16 98,9 36,5 18 101,7 37,1 20 101,6 37,7 PENGUJIAN KE-4 Spesimen Uji : Al-Paint White Set Value Spesimen : 100 C Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30 C Jarak Spesimen : 4 cm Kec. Perisai Udara : -Sudut : 0 Suhu Benda Suhu Spesimen Hitam/Penerima Waktu (menit) Uji/Pemancar (C) Pancaran (C) 0 99,3 30,0 2 98,5 31,0 4 101 31,8 6 101,5 32,7 8 100,7 33,5 10 99,3 34,2 12 98,7 35,0 14 101,0 35,7 16 101,5 36,4 18 100,6 37,0 20 99,3 37,6
111 RATA-RATA KENAIKAN SUHU PENERIMA PANAS DALAM PENGUJIAN SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN PADA ALAT PERAGA PERPINDAHAN PANAS RADIASI
Spesimen Uji : Aluminium Polishing
Waktu
Data 1
Data 2
Data 3
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
30,0 30,4 30,8 31,1 31,5 31,9 32,2 32,6 33,0 33,3 33,6
30,0 30,4 30,8 31,2 31,6 32,0 32,3 32,7 33,1 33,5 33,8
30,0 30,4 30,9 31,3 31,8 32,2 32,6 33,0 33,4 33,8 34,2
RataRata 30,0 30,4 30,8 31,2 31,6 32,0 32,4 32,8 33,2 33,5 33,9
Spesimen Uji : Aluminium Roughing
Waktu
Data 1
Data 2
Data 3
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
30,0 30,5 31,0 31,5 32,0 32,5 33,0 33,5 33,9 34,4 34,8
30,0 30,5 31,0 31,5 32,0 32,4 32,8 33,3 33,8 34,2 34,6
30,0 30,5 31,1 31,7 32,2 32,7 33,2 33,8 34,2 34,7 35,2
RataRata 30,0 30,5 31,0 31,6 32,1 32,5 33,0 33,5 34,0 34,4 34,9
112
Spesimen Uji : Aluminium Paint-Black Doff
Waktu
Data 1
Data 2
Data 3
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
30,0 30,9 31,8 32,6 33,4 34,2 34,9 35,6 36,3 36,9 37,5
30,0 31,2 32,0 32,7 33,5 34,2 34,9 35,6 36,2 36,9 37,5
30,0 31,2 32,1 32,8 33,6 34,4 35,2 35,8 36,5 37,1 37,7
RataRata 30,0 31,1 32,0 32,7 33,5 34,3 35,0 35,7 36,3 37,0 37,6
Spesimen Uji : Aluminium Paint-White
Waktu
Data 1
Data 2
Data 3
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
30,0 30,9 31,7 32,4 33,0 33,7 34,5 35,1 35,7 36,3 36,8
30,0 31,1 31,9 32,7 33,5 34,2 35,0 35,7 36,3 36,9 37,5
30,0 31,0 31,8 32,7 33,5 34,2 35,0 35,7 36,4 37,0 37,6
RataRata 30,0 31,0 31,8 32,6 33,3 34,0 34,8 35,5 36,1 36,7 37,3
Semarang, 20 Januari 2015 Mahasiswa
Kharis Burhani NIM 5201410063 mengetahui, Teknisi/Laboran Lab. Prestasi Mesin Unnes
Kepala Laboratorium Jurusan TeknikMesin Unnes
________________________ NIP.
Rusiyanto, S.Pd., M.T NIP
113 REKAPITULASI RATA-RATA KENAIKAN SUHU PENERIMA PANAS DALAM PENGUJIAN SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN PADA ALAT PERAGA PERPINDAHAN PANAS RADIASI Tabel 28. Rekap pengujian spesimen dengan beda perlakuan permukaan
Waktu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Al-Polish 30,0 30,4 30,8 31,2 31,6 32,0 32,4 32,8 33,2 33,5 33,9
Al-Rough 30,0 30,5 31,0 31,6 32,1 32,5 33,0 33,5 34,0 34,4 34,9
Al-Black 30,0 31,1 32,0 32,7 33,5 34,3 35,0 35,7 36,3 37,0 37,6
Al-White 30,0 31,0 31,8 32,6 33,3 34,0 34,8 35,5 36,1 36,7 37,3
Gambar 10. Grafik hasil rata-rata pengukuran suhu benda hitam pada pengujian spesimen
114 Lampiran 2 ANALISIS PERHITUNGAN LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI PADA PENGUJIAN SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN 1.
Analisis Laju Perpindahan Panas Analisis perhitungan laju perpindahan panas radiasi pada pengujian spesimen uji
ini dimaksudkan untuk menghitung besarnya laju perpindahan panas masing-masing spesimen uji. Hasil dari pengukuran spesimen uji pada ketiga pengujian yang telah dilakukan, dimasukkan ke dalam tabel analisis untuk menghitung seberapa besar laju panas yang berpindah dari spesimen uji kepada penerima panas alat peraga selama selang waktu 20 menit. Laju perpindahan panas yang dihitung adalah laju perpindahan panas saat pengambilan data dilakukan. Berikut ini adalah data yang harus dihitung terlebih dahulu sebelum proses analisis data dilakukan. 2.
Rumus Perhitungan Laju Perpindahan Panas Radiasi
Dengan
3.
4.
: Laju pancaran energi radiasi suatu benda dalamWatt. : Faktor emisivitas bahan/permukaan. : Faktor pandang/faktor geometri. : Luas permukaan pancaran m² : Suhu mutlak permukaan pancaran benda hitam dalam K. : Konstanta Stefan-Boltzmann dengan nilai watt/ .
Faktor Emisivitas (ε) No. Bahan/Permukaan 1 Aluminium Dipoles * 2 Aluminium Pelat Kasar * 3 White Paint on Metallic Substrate ** 4 Black Paint on Metallic Substrate ** * (Koestoer, 2002: 442) **(Incropera dan Dewitt, 1987: 774) Luas Permukaan Pancaran Spesimen Uji ( ) Diameter pancaran spesimen uji (D) : 16 cm = 0,16 m
Emisivitas (ε) 0,039 0,07 0,96 0,97
115 Luas Permukaan
=
. π . D²
= (0,25) . (3,14) . (0,16 m)² = 0,02 m² Jadi, luas permukaan pancarannya adalah 0,02 m². 5.
Faktor Geometris / Faktor Pandang (
)
Jari-jari spesimen uji ( ) = Jari-jari penerima pancaran/benda hitam ( ) = 8 cm Jarak pengujian (L)
= 4 cm.
Jadi, Faktor Geometris dari spesimen uji ke benda hitam (penerima pancaran) adalah sebesar 0,61. Hasil dari perhitungan/data emisivitas, luas penampang dan faktor geometris kemudian dimasukkan kedalam tabel analisis perhitungan laju perpindahan panas.
116 6.
Contoh Perhitungan Laju Perpindahan Panas Hasil pembacaan suhu pada pengujian spesimen uji Al-Polishing pada menit ke-dua pada pengujian adalah 102,3 °C dan pembacaan suhu pada benda hitam adalah 30,4 °C. Maka, untuk menghitung laju perpindahan panasnya adalah sebagai berikut: Diketahui, Faktor emisivitas ( ) : 0,039 Faktor geometris (
) : 0,61
Luas Permukaan Pancaran (
) : 0,02 m²
Konstanta Stefan-Boltzmann ( ) =
watt/
.
Suhu mutlak pemancar panas spesimen uji ( ) = 102,3 °C = 376,5 K Suhu mutlak penerima panas benda hitam( ) = 30,4 °C
= 303,4 K
Hasil dari perhitungan/data emisivitas, luas penampang dan faktor geometris kemudian dimasukkan kedalam tabel analisis perhitungan laju perpindahan panas.
117 ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN DATA PENGUJIAN 1-1
Spesimen Uji : Aluminium Polishing Lama Waktu : 20 menit Jarak Spesimen: 4 cm Sudut : 0°
Set Value Spesimen Suhu Awal Penerima Kec. Perisai Udara Pengujian ke-
Waktu
Suhu Pemancar (T1)
Suhu Penerima (T2)
Jari-Jari Spesimen (m)
Suhu Mutlak T1
Suhu Mutlak T2
(T1⁴-T2⁴)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
102,3 103,5 103,4 102,2 100,6 98,9 98,7 101,0 101,6 101,1 100,0
30,0 30,4 30,8 31,1 31,5 31,9 32,2 32,6 33,0 33,3 33,6
0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08
375,3 376,5 376,4 375,2 373,6 371,9 371,7 374,0 374,6 374,1 373,0
303,0 303,4 303,8 304,1 304,5 304,9 305,2 305,6 306,0 306,3 306,6
11409855372 11620210682 11554097340 11265651499 10884683003 10487241063 10412060465 10843349253 10923450033 10784094988 10520209348
Ket
: * Emisivitas Bahan menurut Koestoer (2002: 442).
Konstansta StefanBoltzmann (σ) 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸
: 100° C : 30° C : -:1
Luas (m²)
Emisivitas Spesimen Uji (ε) *
Faktor Geometris (Fg)
Laju Perpindahan Panas Radiasi (Watt)
0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02
0,039 0,039 0,039 0,039 0,039 0,039 0,039 0,039 0,039 0,039 0,039
0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61
0,31 0,31 0,31 0,31 0,30 0,28 0,28 0,29 0,30 0,29 0,29
118
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN DATA PENGUJIAN 1-2 Spesimen Uji : Aluminium Roughing Lama Waktu : 20 menit Jarak Spesimen: 4 cm Sudut : 0° Waktu
Suhu Pemancar (T1)
Suhu Penerima (T2)
Jari-Jari Spesimen (m)
Suhu Mutlak T1
Suhu Mutlak T2
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
102,0 100,8 99,3 99,1 101,5 101,0 99,5 98,8 101,4 101,2 99,8
30,0 30,5 31,0 31,5 32,0 32,5 33,0 33,5 33,9 34,4 34,8
0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08
375,0 373,8 372,3 372,1 374,5 374,0 372,5 371,8 374,4 374,2 372,8
303,0 303,5 304,0 304,5 305,0 305,5 306,0 306,5 306,9 307,4 307,8
Ket
: * Emisivitas Bahan menurut Koestoer (2002: 442).
Set Value Spesimen Suhu Awal Penerima Kec. Perisai Udara Pengujian keKonstansta Stefan(T1⁴-T2⁴) Boltzmann (σ) 11346498144 5,67 x 10־⁸ 11038811435 5,67 x 10־⁸ 10671263785 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10573686540 5,67 x 10־⁸ 11016482000 10854759811 5,67 x 10־⁸ 10485596418 5,67 x 10־⁸ 10283835243 5,67 x 10־⁸ 10777825674 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10677920190 5,67 x 10־⁸ 10339569163
: 100° C : 30° C : -:1 Luas (m²)
Emisivitas Spesimen Uji (ε) *
Faktor Geometris (Fg)
Laju Perpindahan Panas Radiasi (Watt)
0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02
0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07
0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61
0,55 0,54 0,52 0,51 0,54 0,53 0,51 0,50 0,52 0,52 0,50
119 ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN DATA PENGUJIAN 1-3
Spesimen Uji : Aluminium Painting-Black Doff Lama Waktu : 20 menit Jarak Spesimen: 4 cm Sudut : 0° Waktu
Suhu Pemancar (T1)
Suhu Penerima (T2)
Jari-Jari Spesimen (m)
Suhu Mutlak T1
Suhu Mutlak T2
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
101,8 100,7 98,9 99,7 101,4 100,1 98,6 100,5 101,3 100,0 98,6
30,0 30,9 31,8 32,6 33,4 34,2 34,9 35,6 36,3 36,9 37,5
0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08
374,8 373,7 371,9 372,7 374,4 373,1 371,6 373,5 374,3 373,0 371,6
303,0 303,9 304,8 305,6 306,4 307,2 307,9 308,6 309,3 309,9 310,5
Ket
: * Emisivitas Bahan menurut Incropera dan Dewitt (1990: 753).
Set Value Spesimen Suhu Awal Penerima Kec. Perisai Udara Pengujian keKonstansta Stefan(T1⁴-T2⁴) Boltzmann (σ) 11304344382 5,67 x 10־⁸ 10973109706 5,67 x 10־⁸ 10498573377 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10572733467 5,67 x 10־⁸ 10835496901 10471600852 5,67 x 10־⁸ 10080401111 5,67 x 10־⁸ 10391370618 5,67 x 10־⁸ 10476069989 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10133579276 5,67 x 10־⁸ 9772961748
: 100° C : 30° C : -:1 Luas (m²)
Emisivitas Spesimen Uji (ε) *
Faktor Geometris (Fg)
Laju Perpindahan Panas Radiasi (Watt)
0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02
0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97
0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61
7,62 7,40 7,08 7,13 7,31 7,06 6,80 7,01 7,06 6,83 6,59
120 ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN DATA PENGUJIAN 1-4
Spesimen Uji : Aluminium Painting-White Lama Waktu : 20 menit Jarak Spesimen: 4 cm Sudut : 0° Waktu
Suhu Pemancar (T1)
Suhu Penerima (T2)
Jari-Jari Spesimen (m)
Suhu Mutlak T1
Suhu Mutlak T2
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
101,9 102,4 101,5 100,0 98,4 99,7 101,8 101,5 100,3 98,7 99,1
30,0 30,9 31,7 32,4 33,0 33,7 34,5 35,1 35,7 36,3 36,8
0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08
374,9 375,4 374,5 373,0 371,4 372,7 374,8 374,5 373,3 371,7 372,1
303,0 303,9 304,7 305,4 306,0 306,7 307,5 308,1 308,7 309,3 309,8
Ket
: * Emisivitas Bahan menurut Incropera dan Dewitt (1990: 753).
Set Value Spesimen Suhu Awal Penerima Kec. Perisai Udara Pengujian keKonstansta Stefan(T1⁴-T2⁴) Boltzmann (σ) 11325412830 5,67 x 10־⁸ 11330415907 5,67 x 10־⁸ 11050478949 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10657742434 5,67 x 10־⁸ 10259180313 10446476059 5,67 x 10־⁸ 10792352449 5,67 x 10־⁸ 10659261191 5,67 x 10־⁸ 10337959419 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 9936354217 5,67 x 10־⁸ 9959331046
: 100° C : 30° C : -:1 Luas (m²)
Emisivitas Spesimen Uji (ε) *
Faktor Geometris (Fg)
Laju Perpindahan Panas Radiasi (Watt)
0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02
0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96
0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61
7,56 7,56 7,37 7,11 6,85 6,97 7,20 7,11 6,90 6,63 6,65
121
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN DATA PENGUJIAN 2-1 Spesimen Uji : Aluminium Polishing Lama Waktu : 20 menit Jarak Spesimen: 4 cm Sudut : 0° Waktu
Suhu Pemancar (T1)
Suhu Penerima (T2)
Jari-Jari Spesimen (m)
Suhu Mutlak T1
Suhu Mutlak T2
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
100,2 98,9 99,1 101,2 101,2 100,3 99,2 98,8 101,1 101,4 100,8
30,0 30,4 30,8 31,2 31,6 32,0 32,3 32,7 33,1 33,5 33,8
0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08
373,2 371,9 372,1 374,2 374,2 373,3 372,2 371,8 374,1 374,4 373,8
303,0 303,4 303,8 304,2 304,6 305,0 305,3 305,7 306,1 306,5 306,8
Ket
: * Emisivitas Bahan menurut Koestoer (2002: 442).
Set Value Spesimen Suhu Awal Penerima Kec. Perisai Udara Pengujian keKonstansta Stefan(T1⁴-T2⁴) Boltzmann (σ) 10969535656 5,67 x 10־⁸ 10656058520 5,67 x 10־⁸ 10652467645 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 11043965041 5,67 x 10־⁸ 10998836206 10765577326 5,67 x 10־⁸ 10503599717 5,67 x 10־⁸ 10375613691 5,67 x 10־⁸ 10807062058 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10823985216 5,67 x 10־⁸ 10663728979
: 100° C : 30° C : -:2 Luas (m²)
Emisivitas Spesimen Uji (ε) *
Faktor Geometris (Fg)
Laju Perpindahan Panas Radiasi (Watt)
0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02
0,039 0,039 0,039 0,039 0,039 0,039 0,039 0,039 0,039 0,039 0,039
0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61
0,30 0,29 0,29 0,30 0,30 0,29 0,28 0,28 0,29 0,29 0,29
122
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN DATA PENGUJIAN 2-2 Spesimen Uji : Aluminium Roughing Lama Waktu : 20 menit Jarak Spesimen: 4 cm Sudut : 0° Waktu
Suhu Pemancar (T1)
Suhu Penerima (T2)
Jari-Jari Spesimen (m)
Suhu Mutlak T1
Suhu Mutlak T2
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
99,8 98,4 100,8 102,1 101,2 99,7 98,5 101,0 102,1 101,1 99,5
30,0 30,5 31,0 31,5 32,0 32,4 32,8 33,3 33,8 34,2 34,6
0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08
372,8 371,4 373,8 375,1 374,2 372,7 371,5 374,0 375,1 374,1 372,5
303,0 303,5 304,0 304,5 305,0 305,4 305,8 306,3 306,8 307,2 307,6
Ket
: * Emisivitas Bahan menurut Koestoer (2002: 442).
Set Value Spesimen Suhu Awal Penerima Kec. Perisai Udara Pengujian keKonstansta Stefan(T1⁴-T2⁴) Boltzmann (σ) 10886503445 5,67 x 10־⁸ 10542214209 5,67 x 10־⁸ 10982760979 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 11199448054 5,67 x 10־⁸ 10953529232 10595543383 5,67 x 10־⁸ 10302580284 5,67 x 10־⁸ 10763161144 5,67 x 10־⁸ 10936743757 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10680185035 5,67 x 10־⁸ 10300776407
: 100° C : 30° C : -:2 Luas (m²)
Emisivitas Spesimen Uji (ε) *
Faktor Geometris (Fg)
Laju Perpindahan Panas Radiasi (Watt)
0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02
0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07
0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61
0,53 0,51 0,53 0,54 0,53 0,52 0,50 0,52 0,53 0,52 0,50
123
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN DATA PENGUJIAN 2-3 Spesimen Uji : Aluminium Painting-Black Doff Lama Waktu : 20 menit Jarak Spesimen: 4 cm Sudut : 0° Waktu
Suhu Pemancar (T1)
Suhu Penerima (T2)
Jari-Jari Spesimen (m)
Suhu Mutlak T1
Suhu Mutlak T2
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
101,8 102,2 101,2 99,4 98,5 101 101,9 100,9 99,2 98,6 101,3
30,0 31,2 32,0 32,7 33,5 34,2 34,9 35,6 36,2 36,9 37,5
0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08
372,3 371,5 374,1 374,5 373,6 372,0 371,8 374,4 374,5 373,4 371,9
303,0 304,2 305,0 305,7 306,5 307,2 307,9 308,6 309,2 309,9 310,5
Ket
: * Emisivitas Bahan menurut Incropera dan Dewitt (1990: 753).
Set Value Spesimen Suhu Awal Penerima Kec. Perisai Udara Pengujian keKonstansta Stefan(T1⁴-T2⁴) Boltzmann (σ) 11304344382 5,67 x 10־⁸ 11254397070 5,67 x 10־⁸ 10953529232 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10499262669 5,67 x 10־⁸ 10222234815 10659251191 5,67 x 10־⁸ 10766808369 5,67 x 10־⁸ 10474871180 5,67 x 10־⁸ 10051100569 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 9844598688 5,67 x 10־⁸ 10333210993
: .100° C : 30° C :0 :2 Luas (m²)
Emisivitas Spesimen Uji (ε) *
Faktor Geometris (Fg)
Laju Perpindahan Panas Radiasi (Watt)
0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02
0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97
0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61
7,62 7,59 7,38 7,08 6,89 7,19 7,26 7,06 6,78 6,64 6,97
124
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN DATA PENGUJIAN 2-4 Spesimen Uji : Aluminium Painting-White Lama Waktu : 20 menit Jarak Spesimen: 4 cm Sudut : 0° Waktu
Suhu Pemancar (T1)
Suhu Penerima (T2)
Jari-Jari Spesimen (m)
Suhu Mutlak T1
Suhu Mutlak T2
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
99,2 101,8 101,3 99,8 98,5 100,9 101,4 100,4 98,7 99,7 101,6
30,0 31,1 31,9 32,7 33,5 34,2 35,0 35,7 36,3 36,9 37,5
0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08
372,2 374,8 374,3 372,8 371,5 373,9 374,4 373,4 371,7 372,7 374,6
303,0 303,7 304,5 305,2 306,0 306,6 307,2 307,9 308,5 309,1 309,6
Ket
: * Emisivitas Bahan menurut Incropera dan Dewitt (1990: 753).
Set Value Spesimen Suhu Awal Penerima Kec. Perisai Udara Pengujian keKonstansta Stefan(T1⁴-T2⁴) Boltzmann (σ) 10762455277 5,67 x 10־⁸ 11181276475 5,67 x 10־⁸ 10985840143 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10582028039 5,67 x 10־⁸ 10222234815 10638334132 5,67 x 10־⁸ 10649953055 5,67 x 10־⁸ 10358775955 5,67 x 10־⁸ 9936354217 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10071380225 5,67 x 10־⁸ 10396214224
: .100° C : 30° C : -:2 Luas (m²)
Emisivitas Spesimen Uji (ε) *
Faktor Geometris (Fg)
Laju Perpindahan Panas Radiasi (Watt)
0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02
0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96
0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61
7,18 7,46 7,33 7,06 6,82 7,10 7,11 6,91 6,63 6,72 6,94
125
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN DATA PENGUJIAN 3-1 Spesimen Uji : Aluminium Polishing Lama Waktu : 20 menit Jarak Spesimen: 4 cm Sudut : 0° Waktu
Suhu Pemancar (T1)
Suhu Penerima (T2)
Jari-Jari Spesimen (m)
Suhu Mutlak T1
Suhu Mutlak T2
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
102,3 101,4 100,0 98,6 99,6 101,2 101,0 100,1 98,9 99,4 101,2
30,0 30,4 30,9 31,3 31,8 32,2 32,6 33,0 33,4 33,8 34,2
0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08
375,3 374,4 373,0 371,6 372,6 374,2 374,0 373,1 371,9 372,4 374,2
303,0 303,4 303,9 304,3 304,8 305,2 305,6 306,0 306,4 306,8 307,2
Ket
: * Emisivitas Bahan menurut Koestoer (2002: 442).
Set Value Spesimen Suhu Awal Penerima Kec. Perisai Udara Pengujian keKonstansta Stefan(T1⁴-T2⁴) Boltzmann (σ) 11409855372 5,67 x 10־⁸ 11175641853 5,67 x 10־⁸ 10827393827 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10493417702 5,67 x 10־⁸ 10643005081 10930808797 5,67 x 10־⁸ 10843349253 5,67 x 10־⁸ 10609944541 5,67 x 10־⁸ 10315913568 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10372881500 5,67 x 10־⁸ 10701135672
: 100° C : 30° C : -:3 Luas Emisivitas Spesi Spesimen men Uji (ε) * (m²) 0,02 0,039 0,02 0,039 0,02 0,039 0,02 0,039 0,02 0,039 0,02 0,039 0,02 0,039 0,02 0,039 0,02 0,039 0,02 0,039 0,02 0,039
Faktor Geometris (Fg)
Laju Perpindahan Panas Radiasi (Watt)
0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61
0,31 0,30 0,29 0,28 0,29 0,30 0,29 0,29 0,28 0,28 0,29
126
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN DATA PENGUJIAN 3-2 Spesimen Uji : Aluminium Roughing Lama Waktu : 20 menit Jarak Spesimen: 4 cm Sudut : 0° Waktu
Suhu Pemancar (T1)
Suhu Penerima (T2)
Jari-Jari Spesimen (m)
Suhu Mutlak T1
Suhu Mutlak T2
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
101,5 99,9 98,5 100,8 101,9 100,9 99,4 98,8 101,6 101,7 100,6
30,0 30,5 31,1 31,7 32,2 32,7 33,2 33,8 34,2 34,7 35,2
0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08
374,5 372,9 371,5 373,8 374,9 373,9 372,4 371,8 374,6 374,7 373,6
303,0 303,5 304,1 304,7 305,2 305,7 306,2 306,8 307,2 307,7 308,2
Ket
: * Emisivitas Bahan menurut Koestoer (2002: 442).
Set Value Spesimen Suhu Awal Penerima Kec. Perisai Udara Pengujian keKonstansta Stefan(T1⁴-T2⁴) Boltzmann (σ) 11241240144 5,67 x 10־⁸ 10851462340 5,67 x 10־⁸ 10495420762 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10903824360 5,67 x 10־⁸ 11077934250 10811010430 5,67 x 10־⁸ 10441985485 5,67 x 10־⁸ 10249232521 5,67 x 10־⁸ 10785106344 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10748017317 5,67 x 10־⁸ 10459152000
: 100° C : 30° C : -:3 Luas (m²)
Emisivitas Spesimen Uji (ε) *
Faktor Geometris (Fg)
Laju Perpindahan Panas Radiasi (Watt)
0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02
0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07
0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61
0,55 0,53 0,51 0,53 0,54 0,53 0,51 0,50 0,52 0,52 0,51
127
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN DATA PENGUJIAN 3-3 Spesimen Uji : Aluminium Painting-Black Doff Lama Waktu : 20 menit Jarak Spesimen: 4 cm Sudut : 0° Waktu
Suhu Pemancar (T1)
Suhu Penerima (T2)
Jari-Jari Spesimen (m)
Suhu Mutlak T1
Suhu Mutlak T2
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
102,9 101,9 100,2 98,5 100,2 101,9 100,9 99,2 98,9 101,7 101,6
30,0 31,2 32,1 32,8 33,6 34,4 35,2 35,8 36,5 37,1 37,7
0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08
375,9 374,9 373,2 371,5 373,2 374,9 373,9 372,2 371,9 374,7 374,6
303,0 304,2 305,1 305,8 306,6 307,4 308,2 308,8 309,5 310,1 310,7
Ket
: * Emisivitas Bahan menurut Incropera dan Dewitt (1990: 753).
Set Value Spesimen Suhu Awal Penerima Kec. Perisai Udara Pengujian keKonstansta Stefan(T1⁴-T2⁴) Boltzmann (σ) 11537026426 5,67 x 10־⁸ 11191090494 5,67 x 10־⁸ 10733422880 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10302580284 5,67 x 10־⁸ 10561758845 10825045644 5,67 x 10־⁸ 10521802555 5,67 x 10־⁸ 10098306395 5,67 x 10־⁸ 9953776223 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10465053105 5,67 x 10־⁸ 10372242769
: 100° C : 30° C : -:3 Luas (m²)
Emisivitas Spesimen Uji (ε) *
Faktor Geometris (Fg)
Laju Perpindahan Panas Radiasi (Watt)
0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02
0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97
0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61
7,77 7,55 7,24 6,95 7,12 7,30 7,09 6,81 6,71 7,06 6,99
128
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN DATA PENGUJIAN 3-4 Spesimen Uji : Aluminium Painting-White Lama Waktu : 20 menit Jarak Spesimen: 4 cm Sudut : 0° Waktu
Suhu Pemancar (T1)
Suhu Penerima (T2)
Jari-Jari Spesimen (m)
Suhu Mutlak T1
Suhu Mutlak T2
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
99,3 98,5 101,0 101,5 100,7 99,3 98,7 101,0 101,5 100,6 99,3
30,0 31,0 31,8 32,7 33,5 34,2 35,0 35,7 36,4 37,0 37,6
0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08
372,3 371,5 374,0 374,5 373,7 372,3 371,7 374,0 374,5 373,6 372,3
303,0 304,0 304,8 305,7 306,5 307,2 308,0 308,7 309,4 310,0 310,6
Ket
: * Emisivitas Bahan menurut Incropera dan Dewitt (1990: 753).
Set Value Spesimen Suhu Awal Penerima Kec. Perisai Udara Pengujian keKonstansta Stefan(T1⁴-T2⁴) Boltzmann (σ) 10783088360 5,67 x 10־⁸ 10506664094 5,67 x 10־⁸ 10934320535 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10936764738 5,67 x 10־⁸ 10677448185 10305936656 5,67 x 10־⁸ 10089253030 5,67 x 10־⁸ 10484026843 5,67 x 10־⁸ 10506213717 5,67 x 10־⁸ 5,67 x 10־⁸ 10246517763 5,67 x 10־⁸ 9905064597
: 100° C : 30° C : -:3 Luas Emisivitas Spesi Spesimen men Uji (ε) * (m²) 0,02 0,96 0,02 0,96 0,02 0,96 0,02 0,96 0,02 0,96 0,02 0,96 0,02 0,96 0,02 0,96 0,02 0,96 0,02 0,96 0,02 0,96
Faktor Geometris (Fg)
Laju Perpindahan Panas Radiasi (Watt)
0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61 0,61
7,20 7,01 7,30 7,30 7,12 6,88 6,73 7,00 7,01 6,84 6,61
129
RERATA HASIL BESAR LAJU PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI DENGAN VARIASI SPESIMEN UJI
Spesimen Uji : Al-Polishing Lama Waktu : 20 menit Jarak Spesimen: 4 cm Sudut : 0° Waktu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Data 1 0,31 0,31 0,31 0,31 0,30 0,28 0,28 0,29 0,30 0,29 0,29
Spesimen Uji : Al-Roughing Lama Waktu : 20 menit Jarak Spesimen: 4 cm Sudut : 0° Waktu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Data 1 0,55 0,54 0,52 0,51 0,54 0,53 0,51 0,50 0,52 0,52 0,50
Set Value Spesimen : .100° C Suhu Awal Penerima : 30° C Kec. Perisai Udara : 0 Laju Perpindahan Panas (Watt) Data 2 Data 3 0,30 0,31 0,29 0,30 0,29 0,29 0,30 0,28 0,30 0,29 0,29 0,30 0,28 0,29 0,28 0,29 0,29 0,28 0,29 0,28 0,29 0,29
Rata-Rata 0,31 0,30 0,30 0,30 0,29 0,29 0,29 0,29 0,29 0,29 0,29
Set Value Spesimen : .100° C Suhu Awal Penerima : 30° C Kec. Perisai Udara : 0 Laju Perpindahan Panas (Watt) Data 2 Data 3 0,53 0,55 0,51 0,53 0,53 0,51 0,54 0,53 0,53 0,54 0,52 0,53 0,50 0,51 0,52 0,50 0,53 0,52 0,52 0,52 0,50 0,51
Rata-Rata 0,54 0,53 0,52 0,53 0,54 0,52 0,51 0,51 0,53 0,52 0,50
130
Spesimen Uji : Al-Paint Black Doff Set Value Spesimen : .100° C Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30° C Jarak Spesimen: 4 cm Kec. Perisai Udara : 0 Sudut : 0° Laju Perpindahan Panas (Watt) Waktu Data 1 Data 2 Data 3 Rata-Rata 0 7,62 7,62 7,77 7,67 2 7,40 7,59 7,55 7,51 4 7,08 7,38 7,24 7,23 6 7,13 7,08 6,95 7,05 8 7,31 6,89 7,12 7,11 10 7,06 7,19 7,30 7,18 12 6,80 7,26 7,09 7,05 14 7,01 7,06 6,81 6,96 16 7,06 6,78 6,71 6,85 18 6,83 6,64 7,06 6,84 20 6,59 6,97 6,99 6,85 Spesimen Uji : Al-Paint White Lama Waktu : 20 menit Jarak Spesimen: 4 cm Sudut : 0° Waktu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Data 1 7,56 7,56 7,37 7,11 6,85 6,97 7,20 7,11 6,90 6,63 6,65
Set Value Spesimen : .100° C Suhu Awal Penerima : 30° C Kec. Perisai Udara : 0 Laju Perpindahan Panas (Watt) Data 2 Data 3 7,18 7,20 7,46 7,01 7,33 7,30 7,06 7,30 6,82 7,12 7,10 6,88 7,11 6,73 6,91 7,00 6,63 7,01 6,72 6,84 6,94 6,61
Rata-Rata 7,31 7,34 7,33 7,16 6,93 6,98 7,01 7,01 6,85 6,73 6,73
131
REKAPITULASI RERATA LAJU PERPINDAHAN PANAS PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN Waktu 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Rata-rata
Al-Polish 0,31 0,30 0,30 0,30 0,29 0,29 0,29 0,29 0,29 0,29 0,29 0,29
Laju Perpindahan Panas (Watt) Al-Roughing Al-Black 0,54 7,67 0,53 7,51 0,52 7,23 0,53 7,05 0,54 7,11 0,52 7,18 0,51 7,05 0,51 6,96 0,53 6,85 0,52 6,84 0,50 6,85 0,52 7,12
Al-White 7,31 7,34 7,33 7,16 6,93 6,98 7,01 7,01 6,85 6,73 6,73 7,03
GRAFIK RERATA LAJU PERPINDAHAN PANAS PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN
132 Lampiran 3
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)
Disusun oleh : Nama NIM. Prodi
: Kharis Burhani : 5201410063 : PTM, S1
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2014
133
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)
A. Identitas Nama Institusi Program Pendidikan Mata Kuliah Semester Standar Kompetensi Kompetensi Dasar Indikator
Alokasi Waktu
: Universitas Negeri Semarang : Pendidikan Teknik Mesin, S1 : Perpindahan Kalor Dasar : Gasal : Perpindahan Panas secara Radiasi : Menjelaskan pengertian, proses, dan menghitung besar laju perpindahan panas secara radiasi :Mahasiswa memahami prinsip perpindahan panas secara radiasi Mahasiswa menganalisis besar laju perpindahan secara radiasi : 1 x 90 menit (2 sks)
B. Tujuan Pembelajaran 1. Mahasiswa dapat menjelaskan prinsip perpindahan panas secara radiasi dengan benar. 2. Mahasiswa dapat menganalisis besar laju perpindahan panas secara radiasi dengan benar. C. Materi Pembelajaran 1. Penjelasan prinsip perpindahan panas secara radiasi. 2. Penjelasan analisis besar laju perpindahan panas secara radiasi. D. Metode Pembelajaran 1. Ceramah. 2. Demonstrasi. E. Kegiatan Pembelajaran No. Kegiatan Pembelajaran 1. Kegiatan Awal a. Membuka pelajaran dengan salam b. Presensi kehadiran mahasiswa c. Pemberian motivasi Menyampaikan pengertian dan jenis – jenis perpindahan panas. Mahasiswa diminta untuk menyebutkan contoh jenis perpindahan panas dalam kehidupan nyata. d. Menyampaikan tujuan pembelajaran 2. Kegiatan Inti a. Menyebutkan contoh dari perpindahan panas secara
Waktu 5 menit
20 menit
134
3.
radiasi. b. Menjelaskan pengertian perpindahan panas secara radiasi. c. Menjelaskan prinsip perpindahan panas secara radiasi. d. Menjelaskan perhitungan besar laju perpindahan panas secara radiasi. e. Mendemonstrasikan perpindahan panas secara radiasi menggunakan media belajar. f. Mendiskusikan besar laju perpindahan panas secara radiasi. g. Mengklarifikasi apa yang telah dipelajari, dengan meminta mahasiswa untuk menjelaskan prinsip perpindahan panas secara radiasi dan menganalisis besar laju perpindahan panas secara radiasi. Kegiatan Penutup a. Mengevaluasi pemahaman mahasiswa dengan tes tertulis. b. Mengungkapkan kesan pembelajaran c. Menutup pelajaran dengan salam
5 menit
F. Alat Pembelajaran a. Laptop dan LCD. b. White Board dan Spidol. c. Alat Peraga Perpindahan Panas secara Radiasi. G. Sumber Pembelajaran a. Modul Perpindahan Panas Radiasi b. Presentasi. c. Buku Perpindahan Panas H. Penilaian a. Teknik evaluasi - Tes obyektif b. Instrumen evaluasi - Tes tertulis dalam bentuk pilihan ganda dan uraian
Semarang,
November 2014
Mengetahui, Dosen Pengampu Mata Kuliah
Mahasiswa Praktikan
Drs. M. Burhan Rubai Wijaya, M.Pd. NIP. 196302131988031001
Kharis Burhani NIM. 5201410063
135
PENGEMBANGAN MEDIA PEMBELAJARAN Mata Kuliah Semester Standar kompetensi
: Perpindahan Kalor Dasar : Gasal : Perpindahan Panas secara Radiasi
Kompetensi Dasar a) Menjelaskan prinsip dasar perpindahan panas secara radiasi. b) Menjelaskan sifatsifat radiasi pada perpindahan panas.
Indikator Mahasiswa dapat menjelaskan prinsip dasar perpindahan panas secara radiasi.
c) Menganalisis besar laju perpindahan panas secara radiasi.
Mahasiswa dapat menganalisis besar laju perpindahan panas secara radiasi.
Mahasiswa dapat menjelaskan sifatsifat radiasi pada perpindahan panas.
Media
Alasan
Mahasiswa lebih tertarik dengan media belajar Presentasi Power sehingga termotivasi Point, Modul, dan untuk memahami Alat Peraga prinsip dasar Perpindahan perpindahan panas Panas Radiasi secara radiasi, sifatsifat radiasi, dan menganalisis besar laju perpindahan panas secara radiasi.
136
KISI-KISI SOAL (ALAT EVALUASI) Mata Kuliah Semester Standar kompetensi
: Perpindahan Kalor Dasar : Gasal : Perpindahan Panas secara Radiasi
Kompetensi Indikator Dasar a) Menjelaskan a) Mahasiswa prinsip dasar dapat perpindahan menjelaskan panas secara prinsip dasar perpindahan radiasi. panas secara radiasi. b) Menjelaskan sifat- sifat radiasi pada perpindahan panas.
b) Mahasiswa dapat menjelaskan sifat- sifat radiasi pada perpindahan panas.
Jenis
Bentuk
Ranah
Tertulis
Pilihan Ganda
C1
Nomor Soal 1-5
Tertulis
Pilihan Ganda
C2
6 - 10
Tertulis
Uraian
C2
1
NILAI MAKS
NILAI PEROLEHAN KETERANGAN (X1)
c) Menganalisis c) Mahasiswa besar laju dapat perpindahan menganalisis panas secara besar laju perpindahan radiasi. panas secara radiasi. Skor Penilaian Tes Tertulis
No.
ASPEK PENILAIAN
1.
Soal No.1 sampai No. 10 pilihan ganda
2.
Soal No.2 Diuraikan dengan benar dan tepat Jumlah Skor Nilai = Jumlah Skor x 5
10
10
20 20 x 5 = 100
Syarat lulus, nilai minimal 65
137 SOAL LATIHAN DAN JAWABAN A. Soal Pilihan Ganda 1. Bentuk perpindahan panas ada tiga macam, yaitu… a. Radiasi, transimisi, dan absorpsi b. Radiasi, transmisi, dan refleksi c. Radiasi, konduksi, dan refleksi d. Konveksi, radiasi, dan absorpsi e. Konveksi, radiasi, dan konduksi 2. Salah satu contoh dari perpindahan panas secara radiasi adalah sebagai berikut, kecuali… a. Mendekatkan tangan pada nyala lilin b. Panas matahari yang terpancar ke bumi c. Microwave yang sedang beroperasi d. Memanaskan logam dengan api e. Mendekatkan tangan ke perapian yang menyala 3. Radiasi merupakan salah satu cabang bentuk perpindahan panas secara… a. Sentuhan b. Aliran c. Hembusan d. Hantaman e. Pancaran 4. Benda yang dapat dikatakan sebagai radiator ideal adalah… a. Benda nyata b. Benda tak nyata c. Benda abu – abu d. Benda hitam e. Benda kasat mata 5. Radiasi termal diukur dengan spektrum elektromagnetik terletak pada kisaran… a. 0,4 sampai 0,7 μm b. 0,1 sampai 100 μm c. 7 sampai 10 μm d. 1 sampai 100 μm e. 0,01 sampai 10 μm 6. Menurut Holman, ada tiga sifat radiasi yaitu… a. Spekular, absorpsi, dan transmisi b. Spekular, absorpsi, dan refleksi c. Absorpsi, refleksi, dan transmisi
138 d. Absorpsi, refleksi, dan konduksi e. Absorpsi, transmisi, dan konveksi 7. Dilihat dari banyaknya energi yang diserap, bendadapat kita bagi menjadi tiga, yaitu benda hitam, benda putih sempurna, dan benda abu – abu. Yang dimaksud dengan benda abu – abu adalah… a. Benda yang dapat menyerap semua energi yang menimpanya b. Benda yang dapat meneruskan semua energi yang menimpanya c. Benda yang dapat memantulkan seua energi yang menimpanya d. Benda yang sebagian menyerap dan sebagian memantulkan energi yang menimpanya e. Benda yang sebagian meneruskan dan memantulkan energi yang menimpanya 8.
Perhatikan gambar di samping! Gambar di samping merupakan bentuk refleksi… a. Baur b. Turbulen c. Laminar d. Spekular
e. Diagonal 9. Benda hitam merupakan penyerap dan pemancar radiasi yang ideal. Nilai emisivitas dari benda hitam adalah… a. b. c. d. e. 10. Sifat radiasi yang memantulkan disebut… a. Transmisi b. Konduksi c. Konveksi d. Refleksi e. Absorpsi B. Uraian Petunjuk : Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan jelas pada lembar jawab! 1. Diketahui sebuah piringan aluminium jari – jari 8 cm dengan suhu yang dijaga konstan sebesar 200° C. Piringan tersebut dihadapkan sejajar dengan piringan yang dianggap sebagai benda hitam. Berapa besar energi radiasi yang dipancarkan oleh piringan alumunium? (Nilai emisivitas alumunium = 0,07)
139
KUNCI JAWABAN SOAL A. Pilihan Ganda 1.
A
B
C
D
E
6.
A
B
C
D
E
2.
A
B
C
D
E
7.
A
B
C
D
E
3.
A
B
C
D
E
8.
A
B
C
D
E
4.
A
B
C
D
E
9.
A
B
C
D
E
5.
A
B
C
D
E
10.
A
B
C
D
E
B. Uraian 1. Diketahui:
R1 = 8 cm = 0,08 m T1 = 200 + 273 = 473K = 0,07 = watt/ Ditanyakan : q1? Jawab: = = (0,07).( = (0,07).( = 3,97 W
watt/ watt/
).(3,14).(0,08m)². ).(0,02 m²).(
)
140
Lampiran 4
ALAT PERAGA PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI SEBAGAI MEDIA PEMBELAJARAN PERPINDAHAN PANAS
MODUL PERPINDAHAN PANAS RADIASI
Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin
JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2014
141
BAB I. PENDAHULUAN
1. Deskripsi Modul berjudul “Perpindahan Panas Radiasi” ini dibuat untuk digunakan sebagai bahan pembelajaran materi perpindahan panas secara radiasi pada mata kuliah perpindahan kalor dasar di Universitas Negeri Semarang. Modul ini disusun dalam rangka penelitian skripsi dengan topik pengembangan media pembelajaran perpindahan panas radiasi. Materi yang disajikan dalam modul ini berupa materi perpindahan panas radiasi dasar yaitu mengenai pengertian radiasi termal, sifat-sifat dari radiasi panas, radiasi benda hitam serta fenomena radiasi yang terjadi pada benda-benda nyata. Modul ini digunakan sebagai media pembelajaran perpindahan panas bersama dengan penggunaan alat peraga yang menjelaskan tentang proses perpindahan panas secara radiasi. Pada akhir bagian dari modul ini, terdapat beberapa soal latihan yang digunakan sebagai latihan untuk mengecek pemahaman mahasiswa dalam pembelajaran perpindaan panas secara radiasi.
2. Petunjuk Penggunaan Modul a. Bagi Peserta Didik Untuk memperoleh hasil belajar yang maksimal dalam mempelajari modul ini, langkah-langkah yang perlu dilaksanakan adalah: 1) Baca dan pahami setiap uraian materi dari modul ini dengan seksama dari awal sampai dengan akhir bab. 2) Tanyakanlah kepada dosen/pengajar apabila terdapat beberapa materi yang belum dipahami dalam mempelajari modul ini. 3) Kerjakanlah soal-soal latihan pada akhir bab pada modul ini dengan baik. Hasil dari soal tersebut menunjukkan tingkat pemahaman peserta didik terhadap materi yang telah disampaikan dalam modul ini. 4) Pelajari kembali isi modul ini apabila terdapat hal-hal yang belum dipahami dan dimengerti pada uraian materi.
1
142
b. Bagi Pengajar Peran pengajar dalam pembelajaran dengan modul ini adalah: 1) Membimbing peserta didik dalam memahami materi konsep-konsep dasar perpindahan panas secara radiasi yang disampaikan pada modul ini. 2) Membantu peserta didik dengan menjawab pertanyaan tentang hal-hal yang belum dipahami dalam proses pembelajaran. 3) Menyampaikan isi materi modul dengan bantuan alat peraga perpindahan panas secara radiasi. 4) Mendampingi peserta didik untuk menjawab soal-soal latihan yang ada pada modul ini. 5) Melakukan evaluasi terhadap pemahaman peserta didik dalam proses belajar.
3. Tujuan Akhir Tujuan akhir yang ingin dicapai dalam mempelajari modul ini adalah: 1) Peserta didik mampu memahami pengertian perpindahan panas secara radiasi. 2) Peserta didik mengerti sifat-sifat radiasi yang terjadi pada suatu benda. 3) Peserta didik memahami hukum Stefan-Boltzmann serta radiasi yang terjadi pada benda hitam. 4) Peserta didik dapat memahami hal-hal yang dapat mempengaruhi laju perpindahan panas secara radiasi. 5) Peserta didik mampu menganalisis laju perpindahan panas secara radiasi yang terjadi pada benda hitam.
2
143
BAB II. PEMBELAJARAN
A. Rencana Materi Dasar Kompetensi 1. Memahami
Materi Belajar Pengertian
proses
Sifat-sifat radiasi.
panas
Radiasi
secara
radiasi.
benda
hitam.
LCD Penyajian Demonstrasi/
Benda.
Peragaan.
Hukum
Stefan- Tanya Bolzmann. Jawab.
laju perpindahan
Komputer,
materi.
Emisivitas
2. Menganalisis
Perhitungan laju
secara
radiasi.
Media Modul.
radiasi.
perpindahan
panas
Kegiatan
proyektor dan perlengkapan nya. Papan
tulis
dan spidol. Alat
peraga
perpindahan
perpindahan
panas radiasi.
panas radiasi.
B. Kegiatan Belajar 1. Standar Kompetensi a) Memahami proses perpindahan panas secara radiasi. b) Menganalisis laju perpindahan panas secara radiasi. 2. Tujuan Pembelajaran Setelah melakukan kegiatan pembelajaran ini diharapkan mahasiswa peserta didik dapat: a) Memahami prinsip perpindahan panas secara radiasi dengan benar. b) Mengerti sifat-sifat radiasi pada benda hitam dan benda nyata. c) Mengerti prinsip hukum Stefan-Boltzmann. d) Menganalisis besar laju perpindahan panas secara radiasi dengan benar.
3
144
3. Uraian Materi
PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI Perpindahan panas (heat transfer) merupakan salah satu dari disiplin ilmu teknik termal yang mempelajari cara menghasilkan panas, menggunakan panas, mengubah panas, dan menukarkan panas di antara sistem fisik. Menurut Kreith (1991: 4) perpindahan panas didefinisikan sebagai berpindahnya energi dari suatu daerah ke daerah lainnya sebagai akibat dari beda suhu antara daerah-daerah tersebut. Bentuk perpindahan panas ada tiga macam, yaitu perpindahan panas secara konduksi adalah perpindahan panas yang menggunakan benda padat sebagai media perantara. Konveksi, yaitu bentuk perpindahan panas yang menggunakan zat alir sebagai media perantara. Radiasi, yaitu bentuk perpindahan panas yang tidak membutuhkan media perantara karena panas berpindah dengan pancaran.
A. Radiasi Radiasi merupakan salah satu bentuk dari perpindahan panas yang tidak menggunakan media perantara. Perpindahan panas radiasi terjadi dengan cara pancaran melalui gelombang elektromagnet. Radiasi yang dibahas dalam teori perpindahan panas atau radiasi termal (thermal radiaton) hanya salah satu bentuk dari jenis radiasi elektromagnetik. Panas matahari dapat sampai ke bumi melalui proses perpindahan panas secara radiasi. Padahal, seperti yang kita tahu jarak antara matahari dan bumi terpisah sangat jauh dan terdapat ruang hampa udara. Hal tersebut tidaklah mengherankan, karena panas yang berpindah melalui radiasi melaju melalui gelombang elektromegnetik dengan kecepatan cahaya, sehingga tidak memerlukan medium dalam perambatannya. Coba kamu dekatkan
tanganmu pada lilin yang menyala! Apakah kamu
merasakan panas dari api tersebut? Mengapa demikian?
4
145
Gambar 1. Radiasi Panas dari Lilin yang Menyala
Radiasi selalu merambat dengan kecepatan cahaya,
cm/s.
Kecepatan ini sama dengan hasil perkalian panjang-gelombang dengan frekuensi radiasi,
Di mana c = kecepatan cahaya (m/s) λ = panjang gelombang (µm) v = frekuensi(Hz) Satuan λ yang digunakan adalah mikrometer (1μm =
m). Pada
gambar 1 diperlihatkan sebagian dari spektrum elektromagnetik. Radiasi termal terletak dalam rentang antara 0,1 sampai 100 μm, sedangkan bagian cahaya tampak dalam spektrum itu sangat sempit, yaitu terletak antara kira-kira 0,4 sampai 0,7 μm.
5
146
Gambar 2. Spektrum Elektromagnetik Sumber: (Incropera dkk., 1990: 726) Perambatan radiasi ini berlangsung dalam bentuk kuantum-kuantum yang diskrit dengan setiap kuantum mengandung energi sebesar,
Di mana E = Energi (J) h = Konstanta Planck =
.
v = frekuensi (Hz)
Holman (1995: 342) menjelaskan bahwa gambaran fisis yang amat kasar tentang perambatan radiasi kita peroleh dengan mengganggap setiap kuantum sebagai suatu partikel yang mempunyai energi, massa, dan momentum, seperti halnya molekul gas. Jadi, radiasi dapat digambarkan sebagai gas foton (photon gas) yang dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain. Dengan menggunakan relatifistik antara massa dan energi, dapatlah kita turunkan persamaan untuk massa energi partikel itu yaitu,
6
147
Dengan menganggap radiasi demikian suatu gas, maka dapatlah kita terapkan
prinsip
termodinamika
statistik-kuantum
untuk
menurunkan
persamaan densitas energi radiasi per satuan volume dan per satuan panjanggelombang sebagai :
di mana k ialah konstanta Boltzman,
J/molekul.K. Bila
densitas energi kita integrasikan sepanjang seluruh panjang-gelombang, maka energi total yang dipancarkan sebanding dengan pangkat empat suhu absolut :
Dimana
= Energi radator ideal (black body) (W/m2) = Konstanta Stefan-Boltzmann (W/m2.K4) T = Suhu (°K)
Persamaan di atas disebut hukum Stefan-Boltzmann, Eb ialah energi yang diradiasikan per satuan waktu dan per satuan luas radiator ideal, dan 𝜎 ialah konstanta Stefan-Boltzmann, yang nilainya
dimana
dalam watt per meter persegi, dan T adalah derajat K.
Perlu diketahui bahwa persamaan tersebut merupakan persamaan radiasi 7
148
untuk benda hitam sempurna. Hal ini kita sebut radiasi benda hitam (blackbody radiation), karena bahan yang mematuhi hukum tersebut tampak hitam dimata dan menyerap seluruh radiasi yang mengenai permukaannya. Penting dicatat di sini bahwa kehitaman suatu permukaan terhadap radiasi termal tidak hanya diamati melalui pengamatan visual saja, tetapi juga hitam bagi spektrum radiasi termal. Kehitaman bagi
spektrum radiasi termal yang dimaksudkan yaitu
benda yang memiliki emisivitas tinggi (mendekati 1), meskipun secara fisik mungkin tidak berwarna hitam. Sebagai contoh, permukaan yang ditutup jelaga tampak hitam bagi mata kita, ternyata juga hitam bagi spektrum radiasi termal. Di lain pihak, salju dan es tampak terang bagi mata, tapi ternyata hitam untuk radiasi termal panjang-gelombang panjang. Banyak cat putih sebenarnya hitam untuk panjang-gelombang panjang.
A. Sifat-Sifat Radiasi Menurut Holman (1995: 343), bila energi menimpa permukaan suatu bahan, maka sebagian dari radiasi itu dipantulkan (refleksi), sebagian diserap (absorpsi) dan sebagian lagi diteruskan (transmisi).
Gambar 3. Fenomena Radiasi yang Mengenai Permukaan Benda Sumber : (Holman, 1995: 343) Jika fraksi yang dipantulkan kita namakan reflektivitas (ρ), fraksi yang
8
149
diserap absorptivitas (α), dan fraksi yang dipantulkan kita namakan reflektivitas (τ). Maka, ρ+α+τ=1 Dilihat dari banyaknya energi yang diserap dan dipantulkan, maka suatu benda bisa kita bagi menjadi 3, yaitu: 1.
Benda yang dapat menyerap semua energi radiasi yang menimpanya. Benda ini kita sebut dengan benda hitam (blackbody) dimana α = 1 ; ρ = 0 ; τ = 0.
2.
Benda yang memantulkan semua energi radiasi yang datang menimpanya. Benda ini kita sebut dengan benda putih sempurna (absolutely white), dimana α = 0 ; ρ = 1 ; τ = 0.
3.
Benda yang sebagian menyerap dan sebagian memantulkan energi yang datang menimpa permukaannya. Benda ini kita sebut dengan benda abuabu (greybody). Benda-benda nyata memiliki sifat yang hampir sama dengan benda ini dimana sebagian energi yang datang menimpanya akan diserap, dan sebagiannya lagi akan dipantulkan (0< α <1). Kebanyakan benda padat tidak meneruskan radiasi termal, sehingga
untuk kebanyakan soal-soal terapan, transmisivitas dapat dianggap nol. Sehingga berlaku persamaan berikut ini. ρ+α=1 Coba perhatikan gambar berikut ini! Mengapa suhu pada aspal lebih cepat naik dari pada cermin apabila keduanya dipanasi secara bersama-sama?
Gambar 4. Penyerapan Panas Radiasi pada Aspal dan Cermin
9
150
Fenomena pada gambar tersebut terjadi karena aspal lebih banyak menyerap energi radiasi yang datang menimpa permukaannya dibandingkan dengan energi yang diserap oleh cermin. Sedangkan yang terjadi pada cermin, sebagian besar energi yang menimpa permukaannya tersebut dipantulkan kembali. Alasan itulah mengapa temperatur pada aspal lebih cepat naik jika dibandingkan dengan cermin. Beberapa hal tersebutlah yang nentinya akan menentukan emisivitas dari suatu benda yang terkena radiasi. Namun, untuk persoalan emisivitas akan kita bahas pada bahasan selanjutnya. Ada dua fenomena refleksi yang dapat diamati bila radiasi menimpa suatu permukaan. Jika sudut jatuhnya sama dengan sudut refleksi, maka dapat dikatakan refleksi itu spekular (specular). Di lain pihak, apabila berkas yang jatuh itu tersebar secara merata ke segala arah sesudah refleksi, maka itu disebut baur (diffuse). Biasanya permukaan yang kasar lebih menunjukkan sifat baur daripada permukaan yang mengkilap. Demikian pula, permukaan yang dipoles cenderung lebih spekular daripada permukaan kasar.
Sumber
Sumber
Sinar Refleksi
Bayangan cermin sumber
(b)
(a)
Gambar 5. (a)Refleksi spekular dan (b) refleksi baur Sumber: (Koestoer 2002: 344)
10
151
B. Emisivitas Benda Daya emisi (emissive power) E suatu benda ialah energi yang dipancarkan benda itu per satuan luas per satuan waktu. Benda hitam merupakan pemancar dan penyerap ideal, dimana semua energi yang mengenai permukaan benda hitam akan diserap. Menurut Koestoer (2002: 190), permukaan benda hitam mempunyai sifat-sifat: 1. Benda hitam menyerap semua radiasi yang disengaja (irradiasi) tanpa melihat panjang gelombang dan arah datangnya sinar (bersifat diffuse). 2. Pada semua temperatur dan panjang gelombang yang diijinkan, tidak ada permukaan yang dapat menghasilkan energi yang lebih banyak dari benda hitam. 3. Walaupun emisi radiasi yang dihasilkan oleh benda hitam adalah fungsi dari panjang gelombang dan temperatur, tetapi tidak tergantung kepada arah datangnya sinar. Karena benda hitam merupakan penyerap dan pemancar radiasi yang ideal, maka untuk suhu yang sama, nilai emisivitas dan absorptivitasnya adalah 1.
Dengan
ϵ = emisivitas α = absorptivitas
Namun pada kenyataannya, tidak ada satu permukaanpun yang dapat menyamai permukaan benda hitam. Karena bagaimanapun juga, setiap permukaan akan memantulkan radiasi yang diterimanya walaupun sangat kecil. Permukaan benda-benda nyata akan memancarkan radiasi lebih sedikit dari benda hitam. Karena itu, nilai emisivitas benda-benda
nyata lebih besar
dari nol dan lebih kecil dari satu (0 < < 1). Nilai emisivitas permukaan bendabenda nyata, merupakan hasil dari perbandingan daya emisi benda tersebut dengan daya emisi benda hitam pada suhu yang sama.
152
Dengan
11 = Emisivitas benda = Daya emisi benda nyata = Daya emisi benda hitam
Dapat dikatakan pula bahwa fenomena yang terjadi pada benda nyata tidak ada yang bisa menyamai fenomena pada benda hitam dimana semua energi radiasi yang menimpa permukaannya diserap. Pada benda nyata, tidak semua energi tersebut diserap, tetapi sebagian ada yang dipantulkan dan sebagian lagi ada yang diteruskan. Hal tersebutlah yang mempengaruhi emisivitas suatu permukaan benda. Semakin besar energi radiasi yang diserap, semakin besar pula emisivitas benda tersebut. Begitu pula sebaliknya, semakin sedikit energi yang diserap, maka emisivitas benda tersebut biasanya semakin kecil. Berikut ini adalah contoh tabel nilai emisivitas yang dikutip dari buku Perpindahan Panas Untuk Mahasiswa Teknik. Tabel 1. Total normal emisivitas dari beberapa material (Koestoer, 2002: 442) Temperatur (°K) 398 423 473 523 573 623 673 698
Stainless Steel 0,227 0,230 0,211 0,201 0,209 0,218 0,202 0,213
Seng
Kuningan Aluminium Tembaga
0,1766 0,1401 0,1627 0,1422 0,1698 0,1790 0,1820 0,1896
0,115 0,097 0,074 0,075 0,081 0,070 0,067 0,061
0,071 0,073 0,075 0,078 0,080 0,083 0,086 0,087
0,042 0,044 0,048 0,056 0,060 0,060 0,064 0,066
C. Laju Perpindahan Panas Radiasi Telah kita singgung di atas bahwa benda hitam adalah benda yang memancarkan energi menurut hukum
12
. Jadi untuk benda hitam (black body),
153
akan memancarkan radiasi dari permukaannya dengan laju perpindahan panas yang diberikan oleh persamaan berikut ini.
Dengan
: Laju pancaran energi radiasi benda hitam dalam Watt.(W) : Luas permukaan pancaran m². : Suhu mutlak permukaan pancaran benda hitam dalam Kelvin (K). : Konstanta Stefan-Boltzmann dengan nilai watt/
.
Benda-benda yang nyata (real bodies) atau permukaan jenis lain, seperti yang dicat mengkilap atau plat logam yang dipoles tidak memancarkan energi seperti benda hitam, akan tetapi radiasi yang dipancarkan benda-benda itu masih mengikuti proporsionalitas
. Untuk memperhitungkan sifat permukaan
yang demikian, kita tampilkan suatu faktor lain ke dalam persamaan, yaitu emisivitas atau kepancaran (emissivity) dari permukaan benda/bahan seperti yang telah kita bahas di atas. Disamping itu, harus pula kita perhitungkan kenyataan bahwa radiasi dari suatu permukaan tidak seluruhnya sampai ke permukaan lain, karena radiasi elektromagnetik berjalan menurut garis lurus dan sebagian hilang ke lingkungan. Untuk memperhitungkan situasi tersebut, maka kita tambahkan faktor baru ke persamaan, yang disebut dengan faktor pandang (view factor) atau faktor geometrik. Dengan demikian, maka kita dapat menghitung laju perpindahan panas radiasi dari benda nyata dengan persamaan berikut ini.
Dengan
: Laju pancaran energi radiasi benda hitam
154
dalamWatt. : Faktor emisivitas bahan/permukaan. : Faktor pandang/faktor geometri. : Luas permukaan pancaran m². 13 : Suhu mutlak permukaan pancaran benda hitam dalam K. : Konstanta Stefan-Boltzmann dengan nilai watt/
.
D. Faktor Geometris Perhatikan gambar 4 di bawah ini. Sebuah benda hitam 1 yang memiliki suhu
memancarkan panas secara radiasi kepada benda hitam 2 pada suhu
pada jarak tertentu. Karena kedua benda 1 memiliki suhu yang lebih besar dari benda 2 ( > ), maka pertukaran panas yang terjadi dapat ditemukan dengan persamaan Stefan-Boltzmann. Lalu selanjutnya, bagaimana menentukan jumlah energi yang meninggalkan permukaan benda 1 dan sampai pada benda 2?
Gambar 4. Pertukaran radiasi pada dua buah benda
Ketika dua benda bertukar panas secara radiasi seperti pada kasus tersebut, tidak semua panas yang dipancarkan benda 1 sampai ke permukaan benda 2. Sebagian dari panas tersebut hilang ke lingkungan. Hal ini disebabkan karena permukaan benda 1 memancarkan panas ke semua arah sehingga
14
155
sebagian panas tersebut memancar ke lingkungan. Selanjutnya, untuk mendefinisikan panas yang mencapai permukaan lain tersebut kita gunakan faktor bentuk radiasi (radiation shape factor) sebagai berikut: = fraksi energi yang meninggalkan permukaan 1 ke permukaan 2. = fraksi energi yang meninggalkan permukaan 2 ke permukaan 1. = fraksi energi yang meninggalkan permukaan m ke permukaan n. Nama lain untuk faktor bentuk radiasi ialah faktor pandangan (view factor), faktor sudut (angle factor), dan faktor konfigurasi (configuration factor). Energi yang meninggalkan permukaan 1 dan sampai di permukaan 2 ialah
Energi yang meninggalkan permukaan 2 dan sampai di permukaan 1 ialah
Karena kedua permukaan tersebut hitam, seluruh energi radiasi yang menimpanya akan diserap, dan pertukaran energi netto nya adalah (
–
=
Jika kedua permukaan tersebut mempunyai suhu yang sama, maka tidak terjadi pertukaran panas, artinya = = Persamaan di atas disebut hubungan resiprositas atau kebalasan (reciprocity relation) dan secara umum berlaku untuk kedua permukaan m dan n. = Walaupun hubungan itu diturunkan untuk permukaan hitam, namun ia berlaku juga untuk permukaan lain selama terjadi radiasi baur. Untuk beberapa faktor pandang/faktor geometris tertentu, dapat dilihat pada tabel 2
156
Tabel 2. Berbagai macam faktor geometris (Sumber: Incropera dab Dewitt, 1990: 815) Susunan Geometri
Rumus = 15
= =
157
Rangkuman 1. Perpindahan panas (heat transfer) merupakan salah satu dari disiplin ilmu teknik termal yang mempelajari cara menghasilkan panas, menggunakan panas, mengubah panas, dan menukarkan panas di antara sistem fisik. 2.
Radiasi merupakan salah satu bentuk dari perpindahan panas yang tidak menggunakan media perantara. Perpindahan panas radiasi terjadi dengan cara pancaran melalui gelombang electromagnet.
3.
Hukum Stefan-Boltzmann menyatakan bahwa benda hitam akan memancarkan energi radiasi sebanding dengan pangkat empat dari suhu mutlaknya atau
, dimana
dan
adalah suhu mutlak benda hitam. 4.
Menurut Holman (1995: 343), bila energi menimpa permukaan suatu bahan, maka sebagian dari radiasi itu dipantulkan (refleksi), sebagian diserap (absorpsi) dan sebagian lagi diteruskan (transmisi).
5.
Untuk benda nyata, besar energi radiasi yang dipancarkan tidak sebesar energi pancaran dari benda hitam, tetapi masih mengikuti proporsional dari hukum pancaran benda hitam.
6.
Nilai emisivitas permukaan benda-benda nyata, merupakan hasil dari perbandingan daya emisi benda (E) tersebut dengan daya emisi benda hitam (
7.
) pada suhu yang sama.
Besar laju pancaran radiasi dari suatu benda ke benda lain dapat didefinisikan dengan menggunakan persamaan dengan
adalah laju pancaran energi radiasi benda hitam dalamWatt,
aktor emisivitas bahan/permukaan, luas permukaan pancaran m², benda
dalam K, serta watt/
.
faktor pandang/faktor geometri, Suhu mutlak permukaan pancaran
Konstanta Stefan-Boltzmann dengan nilai
158
4. Soal Latihan A. Pilihan Ganda Pilihlah jawaban yang paling tepat! 17 1. Bentuk perpindahan panas ada tiga macam, yaitu… a. Radiasi, transimisi, dan absorpsi b. Radiasi, transmisi, dan refleksi c. Radiasi, konduksi, dan refleksi d. Konveksi, radiasi, dan absorpsi e. Konveksi, radiasi, dan konduksi 2. Salah satu contoh dari perpindahan panas secara radiasi adalah sebagai berikut, kecuali… a. Mendekatkan tangan pada nyala lilin b. Panas matahari yang terpancar ke bumi c. Microwave yang sedang beroperasi d. Memanaskan logam dengan api e. Mendekatkan tangan ke perapian yang menyala 3. Radiasi merupakan salah satu cabang bentuk perpindahan panas secara… a. Sentuhan b. Aliran c. Hembusan d. Hantaman e. Pancaran 4. Benda yang dapat dikatakan sebagai radiator ideal adalah… a. Benda nyata b. Benda tak nyata c. Benda abu – abu d. Benda hitam e. Benda kasat mata 5. Radiasi termal diukur dengan spektrum elektromagnetik terletak pada kisaran… a. 0,4 sampai 0,7 μm
18
159
b. 0,1 sampai 100 μm c. 7 sampai 10 μm d. 1 sampai 100 μm e. 0,01 sampai 10 μm 6. Menurut Holman, ada tiga sifat radiasi yaitu… a. Spekular, absorpsi, dan transmisi b. Spekular, absorpsi, dan refleksi c. Absorpsi, refleksi, dan transmisi d. Absorpsi, refleksi, dan konduksi e. Absorpsi, transmisi, dan konveksi 7. Dilihat dari banyaknya energi yang diserap, benda dapat kita bagi menjadi tiga, yaitu benda hitam, benda putih sempurna, dan benda abu – abu. Yang dimaksud dengan benda abu – abu adalah… a. Benda yang dapat menyerap semua energi yang menimpanya b. Benda yang dapat meneruskan semua energi yang menimpanya c. Benda yang dapat memantulkan seua energi yang menimpanya d. Benda yang sebagian menyerap dan sebagian memantulkan energi yang menimpanya e. Benda yang sebagian meneruskan dan memantulkan energi yang menimpanya
8.
Perhatikan gambar di samping! Gambar di samping merupakan bentuk refleksi…
19
a.
Baur
b.
Turbulen
c.
Laminar
d.
Spekular
e.
Diagonal
160
9. Benda hitam merupakan penyerap dan pemancar radiasi yang ideal. Nilai emisivitas dari benda hitam adalah… a. b. c. d. e. 10. Sifat radiasi yang memantulkan disebut… a. Transmisi b. Konduksi c. Konveksi d. Refleksi e. Absorpsi
B. Uraian Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan jelas pada lembar jawab! 1. Diketahui sebuah piringan aluminium jari–jari 8 cm dengan suhu yang dijaga konstan sebesar 200° C. Piringan tersebut dihadapkan sejajar dengan piringan yang dianggap sebagai benda hitam. Berapa besar energi radiasi yang dipancarkan oleh piringan alumunium? (Nilai emisivitas alumunium = 0,07)
20
161
DAFTAR PUSTAKA
Holman, J. P. 1995. Perpindahan Kalor Edisi Keenam. Alih bahasa Jasifi, E. Jakarta: Penerbit Erlangga Incropera, Frank P. dan David P. De Witt. 1990. Fundamental of Heat Transfer. New York: John Willey & Sons. Inc. Kreith, F. 1991. Prinsip-Prinsip Perpindahan Panas. Alih bahasa Prijono, Arko. Jakarta: PT Erlangga. Koestoer, R. Artono. 2002. Perpindahan kalor Untuk Mahasiswa Teknik. Jakarta: Salemba Teknika.
21
0
162
BUKU MANUAL Lampiran 5
2015
BUKU MANUAL ALAT PERAGA PERPINDAHAN PANAS RADIASI DENGAN PERISAI DINDING IMAJINER
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
163
PRAKATA Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT. yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga dapat diselesaikan “Buku Manual Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi dengan Perisai Dinding Imajiner”. Buku manual ini merupakan panduan operasi dan perawatan alat peraga perpindahan panas radiasi dengan perisai dinding imajiner. Kami mengucapkan banyak terima kasih terhadap semua pihak yang telah memberikan dukungannya dalam pembuatan alat peraga perpindahan panas radiasi dengan perisai dinding imajiner. Ucapan terima kasih yang tulus kami berikan kepada: 8.
Drs. Muhammad Harlanu, M.Pd., Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.
9.
Drs. M. Khumaedi, M.Pd., Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.
10. Drs. Ramelan, M.T., selaku Dosen Pembimbing, yang telah memberikan bimbingan, arahan, motivasi, saran dan masukan. 11. Bengkel USAHA JAYA KUDUS, yang telah memberikan dukungan besar terhadap pembuatan alat peraga perpindahan panas radiasi dengan perisai dinding imajiner ini. 12. Teman-teman Program Studi Pendidikan Teknik Mesin S1 angkatan 2010, 13. Semua pihak yang telah memberikan motivasi, saran dan masukan kepada kami dalam pembuatan alat ini. Kami menyadari dalam penyusunan buku manual ini masih banyak kekurangan. Tim penyusun mengharapkan kritik dan saran dari pembaca. Semoga buku manual ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada umumnya.
Tim Penyusun
164
DAFTAR ISI
BAGIAN I PENDAHULUAN G. Pengantar ...............................................................................................
3
H. Petunjuk Penggunaan Buku Manual....................................................
3
BAGIAN II CARA KERJA DAN SPESIFIKASI ALAT E. Bagian-Bagian Alat...............................................................................
4
F. Fungsi Bagian-Bagian Alat .................................................................
5
G. Cara Kerja Alat Peraga ..................................................................
6
H. Spesifikasi Teknis .................................................................................
8
BAGIAN III PROSEDUR OPERASI A. Keselamatan Kerja ................................................................................
11
B. Prosedur Penyetelan/Pengaturan Alat .................................................
12
C. Prosedur Pengujian Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi ............
17
BAGIAN IV PETUNJUK PERAWATAN A. Perawatan Rutin (Routine Maintenance).............................................
20
B. Perawatan Berkala (Periodic Maintenance) ......................................
20
C. Kalibrasi Display dan Thermocouple .............................................
22
D. Troubleshooting ....................................................................................
24
LAMPIRAN
165
BAGIAN I PENDAHULUAN
A. Pengantar “Buku Manual Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi Dengan Perisai Dinding Imajiner” ini dibuat sebagai panduan operasi dan perawatan terhadap alat peraga perpindahan panas radiasi beserta alat blower udara dinding imajiner (Radiation Heat Transfer Apparatus with Air Flow Shield). Alat peraga perpindahan panas radiasi merupakan media pembelajaran yang dapat memperagakan proses terjadinya perpindahan panas radiasi. Sedangkan blower dinding imajiner adalah alat yang digunakan untuk membuat semburan udara sebagai perisai radiasi berupa dinding imajiner. Buku ini berisi tentang spesifikasi teknik, petunjuk penggunaan, keselamatan kerja, serta petunjuk perawatan alat peraga dan alat blower perisai dinding imajiner.
B. Petunjuk Penggunaan Buku Manual Berikut ini adalah petunjuk dalam menggunakan buku manual alat peraga perpindahan panas radiasi dengan perisai dinding imajiner. 1.
Bacalah setiap petunjuk spesifikasi teknis, petunjuk operasi dan petunjuk perawatan dengan baik. Pahami setiap langkah operasi dan perawatan dalam buku manual ini untuk menghindari kesalahan operasi pada alat peraga.
2.
Pastikan setiap pengoperasian alat peraga sesuai dengan petunjuk yang ada dalam buku manual ini.
3.
Pahamilah langkah-langkah keselamatan kerja yang ada pada buku manual ini.
4.
Pelajari kembali buku manual ini apabila terdapat beberapa hal yang belum dimengerti. Pahami dahulu proses pengoperasian dan perawatan alat peraga sebelum mulai menggunakan alat peraga tersebut.
5.
Apabila terdapat beberapa hal yang belum dimengerti terkait pengoperasian dan perawatan alat peraga, tanyakan kepada seorang yang lebih ahli dan paham mngenai alat peraga perpindahan panas radiasi tersebut.
166
BAGIAN II CARA KERJA DAN SPESIFIKASI TEKNIS ALAT
A. Bagian-Bagian Alat 1
2
4 5 6
3
7
8
9
10
11
167
Keterangan: 1.
Penjepit Spesimen
7.
Indikator Heater
2.
Penjepit Benda Hitam
8.
Saklar Power
3.
Heater/Pemanas
9.
Display 1
4.
Thermocouple
10. Display 2
5.
Pengatur Sudut
11. Box Kaca
6.
Meja Pengatur Jarak
B. Fungsi Bagian-Bagian Alat BAGIAN Penjepit Spesimen
FUNGSI Menjepit Spesimen Uji saat pengujian .
Penjepit Benda Hitam
Menjepit Benda Hitam saat pengujian.
Heater/Pemanas
Memanaskan spesimen yang akan diuji. Sebagai sensor suhu untuk pengukuran suhu spesimen uji dan benda hitam/penerima panas Mengatur sudut meja landasan benda hitam/penerima panas. Mengatur jarak pengujian antara spesimen uji dan benda hitam. Sebagai lampu indikator menyala/tidaknya heater. Jika lampu indikator menyala maka heater juga menyala. Begitu juga sebaliknya. Untuk menghidupkan/mematikan alat. Menampilkan suhu pengukuran pada spesimen uji (digit atas) serta digunakan untuk mengatur suhu pengujian spesimen (digit bawah). Menampilkan suhu pengukuran pada benda hitam/penerima panas Manutup alat peraga agar tidak terjadi aliran udara selama pengujian sehingga kehilangan panas akibat konveksi dapat dikurangi.
Thermocouple Pengatur Sudut Meja Pengatur Jarak Indikator Heater/Pemanas Saklar Power Display 1 Display 2 Box Kaca
168
C. Cara Kerja Alat Peraga
Proses kerja dari alat peraga tersebut yaitu, ketika alat tersebut dihidupkan, maka aliran listrik akan menyalakan heater yang menempel pada spesimen uji yang terpasang pada pemegang spesimen. Heater tersebut secara langsung akan memanaskan spesimen uji sehingga suhunya akan terus naik. Pada spesimen uji, dipasang thermocouple 1 yang dihubungkan dengan temperature controller yang ada pada display 1. Thermocouple 1 berfungsi sebagai sensor suhu pada spesimen uji. Hasil pengukuran dari thermocouple 1 ditampilkan pada display 1. Sedangkan fungsi dari themperature controller
yaitu untuk mengontrol besarnya temperatur pada
spesimen uji agar tetap konstan sesuai suhu pengukuran yang diinginkan. Ketika suhu pada spesimen uji mencapai suhu pengukuran, maka temperature controller akan secara otomatis memutus arus listrik yang mengalir pada heater sehingga pemanasan pada spesimen uji dihentikan. Heater akan kembali menyala secara otomatis ketika suhu pada spesimen uji lebih rendah dari suhu yang ditetapkan pada penelitian.
169
Pada sisi lain dari alat peraga perpindahan panas secara radiasi, terdapat benda hitam dipasang pada pemegang benda hitam. Benda hitam ini berfungsi sebagai penerima pancaran radiasi dari spesimen uji. Jarak antara spesimen uji dan benda hitam diatur pada jarak tertentu dengan mengatur meja pengatur jarak yang ada pada landasan. Untuk sudut antara spesimen uji dan benda hitam juga dapat diatur dengan memutar meja landasan ke kanan atau ke kiri. Tapi pada penelitian ini, spesimen uji dan benda hitam diatur sejajar. Jadi, pengaturan sudut dilakukan pada 0. Secara perlahan-lahan akan terjadi pancaran radiasi dari spesimen uji kepada benda hitam. Dalam beberapa waktu, suhu benda hitam akan naik. Thermocouple 2 yang dipasang pada benda hitam akan mengukur suhu permukaannya dan kemudian hasil dari pembacaan suhu tersebut ditampilkan pada display 2 (temperature display). Hasil pembacaan suhu pada display 2 dapat langsung dicatat pada tabel pengujian alat peraga yang telah dibuat sebelumnya. Perlu menjadi catatan juga, bahwa benda hitam yang dimaksud dalam penelitian ini bukan benda hitam yang sebenarnya (emisivitas= 1), tetapi merupakan benda hitam tiruan yang memiliki emisivitas mendekati nilai emisivitas= 1 berupa aluminium yang dicat hitam doff.
Blower dinding imajiner merupakan blower udara yang digunakan sebagai perisai radiasi dari spesimen yang sedang diuji.Cara kerjanya yaitu blower
170
ditempatkan di tengah-tengah antara spesimen uji dan benda hitam. Kecepatan blower udara dapat diatur dengan memutar airflow adjuster. Untuk pengukuran kecepatan laju semburan udara blower, digunakan alat tambahan yang disebut Anemometer. Dinding imajiner yang ada diantara diantara spesimen uji dan benda hitam, akan menghalangi sebagian panas pancaran spesimen. Pengujian dapat dilakukan dengan kecepatan laju udara yang berbeda. Selain berfungsi sebagai dinding imajiner dalam pengujian spesimen, blower ini juga dapat digunakan sebagai pendingin ketika pengujian spesimen uji selesai.
D. Spesifikasi Teknis 1.
Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi (Radiation Heat Transfer Apparatus) BAGIAN Dimensi Input Power
Bahan/Material
Heater/Pemanas
Display 1
Display 2
SPESIFIKASI Panjang : 550 mm Lebar : 330 mm Tinggi : 550 mm Tegangan : 220-240 V AC Rangka : Baja Siku Landasan Meja : Pelat Baja Penjepit Spesimen : Pelat Baja Penjepit Benda Hitam : Pelat Baja Meja Pengatur Jarak : Pelat Baja Tegangan : 220 Volt Daya : 300 Watt Merk : Omron Type : E5EWL Voltage : 100 – 240 Volt AC Sensor Input : Thermocouple/PT100 Dimensi (P x L x T) : 48 x 96 x 60 mm Control Output Relay Output : 250 VAC, 3 A Voltage Output : 12 VDC, 21 mA Merk : Omron Type : E5CSL Voltage : 100 – 240 Volt AC Sensor Input : Thermocouple/PT100 Dimensi (P x L x T) : 48 x 48 x 60 mm Control Output Relay Output : 250 VAC, 3 A Voltage Output : 12 VDC, 21 mA
171
Type Rentang Suhu Pengukuran Type Rentang Suhu Pengukuran Dimensi (P x L x T) Tebal Kaca
Thermocouple 1 Thermocouple 2 Box Kaca
2.
Pengatur Sudut
Pengaturan Sudut Maksimal : 12
Pengatur Jarak
Pengaturan Jarak Maksimal : 200 mm
Berat
Berat Alat Peraga
: ±40 kg
Blower Udara Dinding Imajiner (Air Flow Shield) BAGIAN Dimensi Alar Input Power Bahan/Material Kipas/Blower
Anemometer
Kecepatan Udara Berat Semburan Udara
3.
:K : 0 - 400 C :K : 0 - 400 C : 550 x 350 x 350 mm : 5 mm.
SPESIFIKASI Panjang : 180 mm Lebar : 150 mm Tinggi : 540 mm Tegangan : 220-240 V AC Rangka : Baja Pelat Bodi : Baja Pelat Jumlah : 3 buah Input Power : 12 V DC 2A Dimensi (P x L x T) : 105 x 55 x 20 mm Wind Speed Measuring Range: 0,3-30 m/s Temp. Range : -10 - 45C Resolution : 0,1 m/s, 0,2 C Mode Unit Selection : m/s, ft/min, knot, km/h, mph Kec. Udara Maksimum : 3 m/s Kec. Udara Minimum : 0,8 m/s Berat Blower Udara : 15 kg Tebal Semburan Udara : 10 mm Lebar Semburan Udara : 270 mm
Spesimen Uji VARIABEL Bahan
SPESIMEN UJI Aluminium Stainless Steel Kuningan
Perlakuan Permukaan
Aluminium Polishing
Diameter Tebal Diameter Tebal Diameter Tebal Diameter Tebal
SPESIFIKASI : 170 mm : 10 mm : 170 mm : 10 mm : 170 mm : 10 mm : 170 mm : 10 mm
172
Aluminium Roughing Aluminium Painting-Black Doff Aluminium Painting-White
Permukaan
: Dipoles Halus
Diameter Tebal Permukaan Diameter Tebal Permukaan Merk Cat Diameter Tebal Permukaan Merk Cat
: 170 mm : 10 mm : Pengerjaan Kasar : 170 mm : 10 mm : Dicat Warna Hitam Doff : RJ London : 170 mm : 10 mm : Dicat Warna Putih : RJ London
173
BAGIAN III PROSEDUR OPERASI
A. Keselamatan Kerja Prosedur keselamatan kerja dalam pengoperasian alat peraga perpindahan panas radiasi dan blower dinding imajiner adalah sebagai berikut. 1.
Perhatikan prosedur pengoperasian alat peraga perpindahan panas radiasi.
2.
Hati-hati apabila memindahkan alat peraga. Pastikan semua pengunci dikencangkan sebelum memindah alat peraga.
3.
Jangan mengangkat alat peraga bersamaan dengan box kaca. Mintalah bantuan kepada orang lain untuk mengangkat box kaca.
4.
Apabila akan mengangkat alat peraga, lakukan minimal 2 (dua) orang.
5.
Jangan sekali-kali memegang kabel heater pada saat alat peraga dioperasikan.
6.
Hati-hati dalam memasang dan melepas box kaca, karena kaca mudah pecah.
7.
Jangan memegang spesimen uji yang sedang dipanaskan.
8.
Apabila akan meninggalkan alat peraga, pastikan alat dalam keadaan mati.
9.
Periksalah setiap bagian alat peraga sebelum dan sesudah penggunaan. Apabila terjadi kejanggalan, laporkan kepada pihak yang lebih mengerti (Ka. Lab., Teknisi atau Dosen Pengampu).
10. Kembalikan alat peraga ke posisi semula setelah proses penggunaan. 11. Lumasi bagian meja luncur apabila diperlukan. 12. Apabila ingin membongkar alat peraga, pastikan tidak ada aliran listrik yang terhubung dan alat peraga harus dalam keadaan mati.
WARNING Hati-hati terhadap permukaan panas pada alat peraga yang sedang beroperasi ! Jangan memegang Spesimen Uji selama pengujian berlangsung
174
B. Prosedur Penyetelan/Pengaturan Alat 1.
Setting Display Setting/pengaturan display dilakukan untuk mengatur tampilan pengukuran
dari thermocouple.Berikut ini adalah gambar dari display 1 dan display 2.
Display 1 (kiri), digunakan sebagai penampil suhu spesimen uji dan untuk mengatur temperatur pengujian. Sedangkan display 2 hanya digunakan sebagai penampil suhu pengukuran benda hitam/penerima pancaran. Berikut ini adalah beberapa pengaturan yang ada pada display. SETTING LANGKAH Pengaturan Suhu Pengujian 1. Perhatikan digit baris kedua pada display 1. Digit kedua merupakan display untuk pada Display 1 pengaturan suhu pengujian.
Tombol Down dan Up
2. Gunakan tombol Up/Down untuk mengubah nilai pengaturan pada dispaly digit kedua. Tombol Up untuk menambah nilai suhu, dan tombol Down untuk mengurangi nilai suhu
175
pengaturan. Pengaturan Nilai Temperatur Input shift (Untuk Kalibrasi Display)
1. Tekan tombol O (lihat gambar disamping) selama kurang dari 1 detik untuk beralih dari menu operasi pada display 1, sehingga tampilan display akan beralih ke menu adjustment level.
2. Tekan tombol seperti gambar disamping 1 (satu) kali untuk masuk ke menu setting input shift.
3. Gunakan tombol Up/Down untuk mengatur besarnya nilai inpt shift. Besarnya nilai input didapatkan dari selisih suhu pengukuran pada display dengan suhu alat kalibrasi (misal termometer). Besar nilai input shift adalah nilai suhu pengukuran suatu zat dengan termometer, dikurangi dengan pengukuran suhu oleh display. Untuk keterangan lebih lanjut mengenai kalibrasi, akan dijelaskan pada bab selanjutnya. Menu Input shift
4. Apabila pengaturan selesai, tekan tombol O untuk kembali ke menu operasi. Pengaturan Nilai Hysteresis
Hysteresis digunakan sebagai toleransi suhu untuk mengatur kapan heater hidup/mati. Jika hysteresis disetting pada 1,0 C, maka heater akan menyala kembali ketika suhu spesimen uji turun 1,0 C
176
dibawah temperatur setting. Contoh, jika setting suhu adalah 100,0 C, hysteresis disetting pada 1,0 1,0 C, maka ketika suhu spesimen mencapai 100 C, heater akan mati. Heater akan kembali menyala ketika suhu spesimen turun menjadi 99,0 C (karena 100,0 C dikurangi 1,0 C adalah 99,0 C) Berikut adalah langkah pengaturan hysteresis.
1. Dari menu operasi, tekan tombol O (lihat gambar disamping) selama kurang dari 1 detik untuk beralih ke menu adjustment level.
2. Tekan tombol seperti pada gambar disamping sebanyak 2 (dua) kali untuk masuk menu hysteresis. tekan 2 kali
3. Gambar disamping adalah tampilan menu hysteresis.
4. Gunakan tombol Up/Down untuk mengatur nilai hysteresis.
5. Jika pengaturan selesai, gunakan tombol O untuk kembali ke menu operasi. 2.
Setting Pengatur Sudut Pengatur sudut digunakan untuk mengubah sudut meja landasan benda hitam.
Sudut maksimal yang bisa diatur adalah sebesar 12 kearah kanan atau kearah kiri.
177
SETTING Pengaturan Sudut Meja Landasan
LANGKAH Gambar disamping merupakan pengatur sudut meja landasan yang terdiri dari pengunci meja landasan dan juga busur derajat pengatur sudut. Langkah dalam pengaturan sudut adalah sebagai berikut:
1. Putar baut pengunci meja (lihat gambar) berlawanan arah jarum jam untuk melonggarkan penguncian pada meja.
2. Putar meja kearah kana/kiri untuk mengatur sudut meja landasan. Perhatikan busur pengatur. Pastikan tanda pengaturan (lihat gambar) segaris dengan skala yang ingin diatur pada busur derajat. 3. Apabila pengaturan selesai, putar baut pengunci meja landasan searah jarum jam untuk mengancangkan kembali. 4. Pengaturan selesai.
3.
Setting Jarak Pengujian Setting jarak pengujian digunakan untuk mengatur jarak antara kedua
permukaan yang sedang diuji (jarak permukaan spesimen dan benda hitam penerima pancaran). SETTING Setting Jarak Pengujian
LANGKAH Gambar disamping merupakan pengatur jarak meja landasan. Penyangga benda hitam penerima pancaran dilengkapi dengan meja luncur (sliding table) yang memungkinkan untuk diubah posisinya sepanjang landasan meja. Ketelitian
178
skala jarak pengujiann adalah 1 mm. Berikut adalah langkah pengaturan jarak pengujian.
1. Kendorkan baut pengunci meja luncur (lihat gambar), sehingga meja dapat bergerak bebas.
2. Aturlah meja luncur sesuai dengan jarak yang diinginkan. Perhatikan penunjuk skala pada meja luncur.
3. Jika pengaturan selesai, kencangkan kembali baut pengunci meja luncur sehingga setting meja luncur tidak mudah berubah.
4.
Mengganti Spesimen Uji
SETTING Melepas Spesimen Uji
LANGKAH 1. Lepas baut kunci pada penjepit spesimen dengan kunci pas.
179
2. Lepaskan thermocouple dari spesimen uji dengan memutar ulirnya. 3. Siapkan spesimen pengganti yang akan dipasang. 4. Pasangkan spesimen pengganti pada thermocouple. 5. Pasang penjepit pada spesimen uji. 6. Pasang kembali kelima mur pengunci pada penjepit spesimen. Pastikan bahwa spesimen uji terkunci dengan rapat.
C. Prosedur Pengujian Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi 1.
Pengujian Spesimen Uji Pengujian spesimen uji merupakan pengujian tanpa menggunakan blower
udara. Pengujian ini dilakukan untuk mengukur perbedaan spesimen uji (variasi bahan atau perlakuan permukaan). Langkah-langkah dalam pengujian ini adalah sebagai berikut. 19. Persiapkan semua peralatan dan bahan yang akan digunakan pada ujicoba tersebut (alat peraga, spesimen uji, tabel pengambilan data, dll) 20. Pastikan terlebih dahulu bahwa alat peraga tersebut sudah dikalibrasi. 21. Hubungkan alat peraga perpindahan panas dengan sumber listrik AC pada stop kontak. 22. Pasang spesimen uji pada penjepit 1 disebelah kiri. 23. Hidupkan saklar MCB (Miniature Circuit Breaker) dibagian belakang alat peraga pada posisi ON. 24. Tekan tombol power dibagian depan alat peraga pada posisi ON, maka secara otomatis display 1, display 2 dan heater akan menyala secara bersamaan. 25. Lakukan pengaturan suhu maksimum penelitian pada display 1 dengan menekan tombok Setting Value dan Tombol UP/DOWN.
180
26. Biarkan selama beberapa menit sehingga heater memanaskan spesimen uji sampai suhu yang sudah ditetapkan. 27. Jika suhu spesimen uji mencapai suhu penelitian, atur jarak dan sudut penerima pancaran (Benda Hitam). 28. Tutup alat peraga dengan menggunakan box kaca untuk mengurangi kehilangan panas melalui konveksi. 29. Siapkan tabel pengujian dan stopwatch. 30. Ketika suhu benda hitam mencapai suhu awal pengambilan data (misalkan 30 C), mulailah penghitungan stopwatch. 31. Catat kenaikan suhu penerima panas (benda hitam) setiap selang waktu 2 menit selama 20 menit. 32. Setelah waktu penelitian selesai, lakukan pendinginan spesimen uji dengan menggunakan blower udara sebelum melepasnya. 33. Catat data yang didapatkan pada pengujian 1, spesimen 1 pada tabel yang tersedia. (contoh tabel pengujian terlampir) 34. Untuk pengujian selanjutnya, ganti spesimen uji dengan benda 2. Setelah selesai, ganti dengan benda 3 dan seterusnya sampai semua benda diuji cobakan. Spesimen uji hanya diperbolehkan melakukan pengambilan data 1 kali tiap pengujian sampai semua spesimen uji diuji cobakan, baru dilakukan pengambilan data ke-dua pada pengujian tersebut. 35. Jadi, urutan pengujiannya (jika menggunakan 4 spesimen) yaitu: Pengujian 1: Spesimen 1Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 4 Pengujian 2: Spesimen 1Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 4 Pengujian 3: Spesimen 1Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 4 36. Pengujian dilakukan selama 3 kali. Setelah semua pengujian dilakukan, masukkan data pengujian pada tabel. 2.
Pengujian Dengan Blower Udara Pengujian dengan menggunakan blower udara merupakan pengujian untuk
mengukur perbedaaan laju perpindahan panas dengan perisai aliran udara dinding imajiner. Langkah-langkah dalam pengujian ini adalah sebagai berikut.
181
1.
Persiapkan semua peralatan dan bahan yang akan digunakan pada ujicoba tersebut (alat peraga, spesimen uji, tabel pengambilan data, dll)
2.
Pastikan terlebih dahulu bahwa alat peraga tersebut sudah dikalibrasi.
3.
Hubungkan alat peraga perpindahan panas dengan sumber listrik AC pada stop kontak.
4.
Pasang spesimen uji pada penjepit 1 disebelah kiri.
5.
Hidupkan saklar MCB (Miniature Circuit Breaker) dibagian belakang alat peraga pada posisi ON.
6.
Tekan tombol power dibagian depan alat peraga pada posisi ON, maka secara otomatis display 1, display 2 dan heater akan menyala secara bersamaan.
7.
Lakukan pengaturan suhu maksimum penelitian pada display 1 dengan menekan tombok Setting Value dan Tombol UP/DOWN.
8.
Biarkan selama beberapa menit sehingga heater memanaskan spesimen uji sampai suhu yang sudah ditetapkan.
9.
Jika suhu spesimen uji mencapai suhu penelitian, atur jarak dan sudut penerima pancaran (Benda Hitam).
10. Tutup alat peraga dengan menggunakan box kaca untuk mengurangi kehilangan panas melalui konveksi 11. Pasang blower dinding imajiner bagian belakang. 12. Aturlah jarak posisi blower dengan spesimen uji. 13. Atur kecepatan laju udara dinding imajiner dengan bantuan anemometer. 14. Siapkan tabel pengujian dan stopwatch. 15. Ketika suhu benda hitam mencapai suhu awal pengambilan data (misalkan 30 C), mulailah penghitungan stopwatch. 16. Catat kenaikan suhu penerima panas (benda hitam) setiap selang waktu 2 menit selama 20 menit. 17. Setelah waktu penelitian selesai, lakukan pendinginan spesimen uji dengan menggunakan blower udara sebelum melepasnya. 18. Catat data yang didapatkan pada tabel pengujian. (contoh tabel pengujian terlampir). 19. Untuk pengujian selanjutnya, ganti kecepatan laju udara dinding imajiner untuk pengujian selanjutnya.
182
20. Pengujian dilakukan selama 3 kali. Setelah semua pengujian dilakukan, masukkan data pengujian pada tabel.
183
BAGIAN IV PETUNJUK PERAWATAN
A. Perawatan Rutin (Routine Maintenance) Perawatan rutin merupakan kegiatan perawatan yang dilakukan secara rutin setiap hari/setiap pemakaian alat peraga. Beberapa perawatan rutin alat peraga perpindahan panas radiasi dan blower dinding imajiner adalah sebagai berikut: 1.
Pengecekan rutin terhadap alat peraga dan blower dinding imajiner.
2.
Pembersihan rutin pada spesimen uji.
3.
Pengecekan rutin terhadap bagian-bagian alat peraga dan juga blower dinding imajiner.
4.
Pelumasan pada meja luncur (sliding table) dan pengatur sudut.
5.
Pengecekan semburan udara pada blower dinding imajiner.
B. Perawatan Berkala (Periodic Maintenance) Perawatan berkala merupakan perawatan terjadwal yang dilakukan untuk memastikan kinerja mesin/alat selalu dalam kondisi siap pakai. Tujuan lain dari perawatan berkala adalah untuk menghindari kerusakan alat/mesin saat digunakan. 1.
Alat Peraga Perawatan berkala untuk alat peraga perpindahan panas radiasi adalah sebagai
berikut. Perawatan Pengecekan
Pembersihan
Pelumasan
Bagian Display1 Display 2 Heater/Pemanas Thermocouple 1 Thermocouple 2 Sistem Kelistrikan Rumah Heater dan Penjepit Spesimen Uji Bagian dalam Alat Peraga Pengatur Sudut Meja Luncur Meja Luncur (Sliding Table)
Periode Waktu Setiap 1 Bulan Setiap 1 Bulan Setiap 1 Bulan Setiap 1 Bulan Setiap 1 Bulan Setiap 1 Bulan Setiap 3 Bulan Setiap 3 Bulan184 Setiap 1 Bulan Setiap 1 Bulan Setiap 1 Minggu
Pengaturan Ulang (Resetting)
Overhoul 2.
Setiap 1 Minggu Setiap 1 Minggu Setiap Pakai
Bagian Kipas Blower 1 Kipas Blower 2 Kipas Blower 3 Rangkaian Kelistrikan Pengatur Kecepatan Udara Kipas Blower Bagian dalam Blower Udara Saluran Blower Udara Bagian Luar Semua Bagian
Periode Waktu Setiap 1 Bulan Setiap 1 Bulan Setiap 1 Bulan Setiap 1 Bulan Setiap 1 Bulan Setiap 3 Bulan Setiap 3 Bulan Setiap 1 Bulan Setiap 1 Bulan Setiap 1 Tahun
Bagian Tampilan Spesimen Permukaan Spesimen Semua Spesimen Spesimen Aluminium Painting Black dan Aluminium Painting White Spesimen Aluminium Polishing, Stainless Steel, Kuningan.
Periode Waktu Setiap Pakai Setiap Pakai Setiap Pakai
Setiap Pakai Setiap 3 Bulan Setiap 3 Bulan Setiap 3 Bulan Setiap 3 Bulan Setiap 1 Tahun
Blower Udara
Perawatan Pengecekan
Pembersihan
Overhoul 3.
Landasan Meja Luncur Pengatur Sudut Sudut Meja Luncur Jarak Spesimen dan Benda Hitam Ketegak Lurusan Spesimen Uji/Benda Hitam dengan Landasan Meja Kalibrasi Display Kesejajaran Spesimen Uji dan Benda Hitam Kerataan Meja Landasan Semua Bagian
Spesimen Uji
Perawatan Pengecekan Pembersihan Pengecatan Ulang
Pemolesan Ulang
Setiap 3 Bulan Setiap 3 Bulan
185
C. Kalibrasi Display dan Thermocouple Kalibrasi merupakan proses penyetelan ulang pada suatu alat ukur terhadap alat ukur lain yang dianggap standar. Kalibrasi display dan thermocouple pada alat peraga perpindahan panas radiasi ini dilakukan dengan membandingkannya dengan sebuah termometer. Berikut ini adalah daftar alat dan bahan yang digunakan untuk kalibrasi display dan thermocouple. 1.
Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam kalibrasi ini adalah:
Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi Termometer Bejana Berisi Air/Fluida Kunci Pas Lap 2.
Langkah Kalibrasi Berikut ini adalah langkah-langkah dalam kalibrasi.
a.
Persiapkan semua peralan dan bahan yang akan digunakan untuk kalibrasi.
b.
Lepas Spesimen Uji dan Benda Hitam dari alat peraga dengan bantuan kunci pas, untuk memudahkan dalam melepas thermocouple 1 dan thermocouple 2.
c.
Hidupkan alat peraga, sehingga pengukuran dari kedua thermocouple dapat ditampilkan pada display 1 dan display 2.
d.
Masuk ke menu input shift pada adjustment level (lihat Bagian III pada pengaturan input shift suhu). Setting input shift pada nilai 0,0.
e.
Siapkan bejana berisi air dan termometer .
f.
Masukkan termometer, ujung sensor thermocouple 1 dan thermocouple 2 secara bersamaan pada air dalam bejana.
g.
Biarkan selama kurang lebih 5 menit sehingga termometer dan thermocouple dapat membaca suhu air dengan baik.
h.
Catatlah hasil pengukuran pada termometer, display 1 dan display 2.
i.
Hitunglah selisih pengukuran suhu pada termometer dengan hasil pengukuran suhu pada display 1 dan display 2. (lihat rumus dibagian bawah).
186
j.
Masukkan nilai input shift suhu pada display 1 dan display 2 untuk mengatur kalibrasi.
k.
Lakukan pengukuran kembali pada bejana air tersebut.
l.
Diamkan selama 5 menit. Apabila hasil pengukuran pada termometer, display 1 dan display 2 menunjukkan angka yang sama atau selisih maksimum 0,1 C, maka kalibrasi dengan termometer berhasil dilakukan. Apabila hasil pengukuran pada display dengan termometer terdapat selisih yang besar, lakukan kalibrasi ulang.
m. Catat hasil pengukuran pada tabel kalibrasi. n.
Keringkan bagian ujung sensor thermocouple 1 dan thermocouple 2 dengan lap.
o.
Pasang kembali kedua thermocouple pada spesimen uji dan benda hitam.
p.
Kalibrasi selesai.
3.
Rumus Perhitungan Nilai Setting Input Shift Suhu pada Display Untuk melakukan kalibrasi pada display 1 dan dispay 2, maka dilakukan
perhitungan rumus untuk menemukan nilai setting pada display. Hasil pengukuran pada display 1, display 2 dan termometer dicatat dan dihitung selisih suhu pengukurannya. Rumus untuk menghitung selisihnya adalah sebagai berikut. Selisih Suhu
= (Pengukuran Suhu Termometer – Pengukuran Suhu Display)
Contoh: Dalam pengukuran dihasilkan pengukuran suhu air oleh Termometer 30,0 C, hasil pengukuran pada display 1 adalah 27,5 C, dan hasil pengukuran pada display 2 adalah 32,0 C. Berarti dapat disimpulkan bahwa terdapat selisih suhu pengukuran, sehingga perlu dilakukan kalibrasi. Nilai setting kalibrasi pada display 1 adalah: Nilai setting Display 1= 30,0 C – 27,5 C = 2,5 C Nilai setting Display 2= 30,0 C – 32,0 C = -2,0 C
187
Artinya, nilai yang dimasukkan untuk setting kalibrasi pada display 1 adalah 2,5 sedangkan untuk display 2, nilai setting kalibrasinya adalah -2,0. Hal tersebut menandakan kalau display 1 mengukur suhu lebih kecil 2,5 C sehingga perlu disamakan dengan memasukkan nilai input shift suhu pada settingan display 1 sebesar 2,5 C. Untuk display 2, nilai input shift suhu yang dimasukkan bernilai negatif, dikarenakan hasil pengukuran display 2 lebih besar dari pengukuran termometer. Nilai
pengukuran display 2 perlu dikurangi sebesar -2,0 C untuk
menyamakan nilai pengukuran pada zat yang diuji.
D. Troubleshooting Masalah/Kerusakan
Kemungkinan Penyebab Tidak ada aliran listrik
Alat Peraga Tidak Menyala
Display Tidak Menyala
Heater Tidak Menyala
MCB (Miniature Circuit Breaker) putus Relay Putus Kabel putus Display Rusak Tidak ada aliran listrik Heater rusak
Thermocouple Tidak Membaca Suhu
Display Tidak Membaca Suhu dengan Baik Blower tidak menyala
Kabel sambungan ke display lepas Thermocouple rusak Meja kering
Meja Pengatur Sudut dan Jarak Sulit Digerakkan
Penanganan Periksa kabel stop kontak Ganti MCB (Miniature Circuit Breaker) Ganti Relay Perbaiki/ganti kabel Ganti display Periksa kabel heater Periksa rangkaian heater Ganti heater Pasang kembali kabelnya Ganti thermocouple dengan yang baru Beri pelumas atau minyak Lepas baut pengunci
Pengunci masih terpasang Thermocouple rusak Ganti thermocouple Kabel penghubung Perbaiki atau ganti dengan thermocouple kabel rusak Tidak ada aliran listrik
Periksa kabel power
188
Blower rusak
blower Periksa kerja trafo Ganti blower
189
LAMPIRAN Contoh Tabel Pengambilan Data Spesimen Uji
PENGUJIAN ALAT PERAGA PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI DATA 1 Hari/ Tanggal Tempat Pengambilan Data Waktu Nama Peneliti Variabel Penelitian
Spesimen Uji Lama Waktu Jarak Spesimen Sudut Waktu (menit) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
: __________________________________ : __________________________________ : __________________________________ : __________________________________ : __________________________________
PENGUJIAN KE-1 : ............................. Set Value Spesimen : .... C : 20 menit Suhu Awal Penerima : .... C : .... cm Kec. Perisai Udara : ..... m/s : .... Suhu Benda Suhu Spesimen Hitam/Penerima Uji/Pemancar (C) Pancaran (C)
190
BIODATA TIM PENYUSUN
Nama NIM Prodi Alamat
: Agus Eko Saputra : 5201410006 : Pend. Teknik Mesin : Kudus
Nama NIM Prodi Alamat
: Heri Purnomo : 52014100039 : Pend. Teknik Mesin : Kudus
Nama NIM Prodi Alamat
: Riwan Setiarso : 5201410030 : Pend. Teknik Mesin : Kendal
Nama NIM Prodi Alamat
: Kharis Burhani : 5201410063 : Pend. Teknik Mesin : Purwokerto
191
Lampiran 6 DATA SUBJEK PENELITIAN UNTUK UJI COBA PENGGUNAAN MEDIA PEMBELAJARAN PERPINDAHAN PANAS RADIASI ROMBEL 1 Mata Kuliah Dosen Pengampu Rombel Program Studi Jumlah Peserta Waktu Kuliah
NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
NIM 5212413001 5212413003 5212413006 5212413008 5212413015 5212413017 5212413018 5212413019 5212413020 5212413021 5212413022 5212413023 5212413024 5212413026 5212413030 5212413032 5212413033 5212413044 5212413048 5212413053 5212413064 5212413065
: Perpindahan Kalor Dasar (2 sks) : M. Burhan Rubai Wijaya : 525040001 : Teknik Mesin, S1 : 22 orang : 201-202
NAMA Muhammad Azhar Rizki Muhammad Zainal Arifin Suprayoga Edi Lestari Alawi Multazam Asrori Dwi Nanda Bayu Krisna Dwi Apit Hidayatullah Setyo Hartadi Aminullah Ahmad Lukman Haqim Bagus Setiawan Triaji Joko Susilo Elan Prasa Dewa Cahyo Budi Wicaksono Bagus Adi Pratama Muhammad Gifani Al Qadry Burhanuddin Wicaksono Adib Abdillah Hilya Hamzah Raydina Harry Soekarno Putra Wim Widyo Baskoro Alam Saputra Setiawan Ahmad Yusron
ANGKATAN 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013
PRODI Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1
192
DATA SUBJEK PENELITIAN UNTUK UJI COBA PENGGUNAAN MEDIA PEMBELAJARAN PERPINDAHAN PANAS RADIASI ROMBEL 2 Mata Kuliah Dosen Pengampu Rombel Program Studi Jumlah Peserta Waktu Kuliah
NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
NIM 5212413002 5212413004 5212413005 5212413007 5212413009 5212413010 5212413011 5212413012 5212413013 5212413014 5212413016 5212413028 5212413029 5212413034 5212413035 5212413036 5212413037 5212413038 5212413039 5212413040 5212413042 5212413043 5212413045 5212413047 5212413049
: Perpindahan Kalor Dasar (2 sks) : M. Burhan Rubai Wijaya : 525040002 : Teknik Mesin, S1 : 35 orang : 203-204
NAMA Imam Rudianto Rais Alhakim Afri Mukti Pribadi Mukhammad Iwan Setiawan Fahmi Nurul Yahya Amry Wicaksana Giri Susilo Abdul Rokhim Rendi Yulianto Muhammad Faadhil M. Anwar Anas Muhamad Adi Puryadi Dwi Pujasakti Luthfi Eka Maryanto Naftali Ricky Yuliantiarno Sutiyo Dhimas Moehammad Danial Senthot Dimas Wahyu R Fahma Ilmian Syah Kharis Munandar Ahmad Sigit Affandi Galuh Nur Budiandono Achmad Arif Ichwani Fahmi Abdullah Naafi Choirun Nisriina
ANGKATAN 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013
PRODI Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1
193
26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
5212413050 5212413051 5212413054 5212413055 5212413056 5212413057 5212413059 5212413060 5212413061 5212413063
Ahmad Ghani Muzakki Luqmanul Hakim M. Adi Nugroho Thomas Rivaldhi Eko Aprilianto Desca Laily Jehan Nobertus Dodi Rifki Imanudin Ilham Jeri Pranio Panca Ariana
2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2013
Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1 Teknik Mesin, S1
194
Lampiran 7 PRESENSI UJI COBA PENGGUNAAN MEDIA PEMBELAJARAN PERPINDAHAN PANAS RADIASI ROMBEL 1 Mata Kuliah Dosen Pengampu Rombel Program Studi Jumlah Peserta Waktu Kuliah NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
: Perpindahan Kalor Dasar (2 sks) : M. Burhan Rubai Wijaya : 525040001 : Teknik Mesin, S1 : 22 orang : 201-202
NIM 5212413001 5212413003 5212413006 5212413008 5212413015 5212413017 5212413018 5212413019 5212413020 5212413021 5212413022 5212413023 5212413024 5212413026 5212413030 5212413032 5212413033 5212413044 5212413048 5212413053 5212413064 5212413065
Mahasiswa Hadir Mahasswa Tidak Hadir Jumlah Total Mahasiswa
NAMA Muhammad Azhar Rizki Muhammad Zainal Arifin Suprayoga Edi Lestari Alawi Multazam Asrori Dwi Nanda Bayu Krisna Dwi Apit Hidayatullah Setyo Hartadi Aminullah Ahmad Lukman Haqim Bagus Setiawan Triaji Joko Susilo Elan Prasa Dewa Cahyo Budi Wicaksono Bagus Adi Pratama Muhammad Gifani Al Qadry Burhanuddin Wicaksono Adib Abdillah Hilya Hamzah Raydina Harry Soekarno Putra Wim Widyo Baskoro Alam Saputra Setiawan Ahmad Yusron : 18 orang : 4 orang : 22 orang
PRESENSI Hadir Hadir Tidak Hadir Tidak Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Tidak Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Tidak Hadir Hadir Hadir
195
PRESENSI UJI COBA PENGGUNAAN MEDIA PEMBELAJARAN PERPINDAHAN PANAS RADIASI ROMBEL 1 Mata Kuliah Dosen Pengampu Rombel Program Studi Jumlah Peserta Waktu Kuliah
NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
: Perpindahan Kalor Dasar (2 sks) : M. Burhan Rubai Wijaya : 525040002 : Teknik Mesin, S1 : 35 orang : 203-204
NIM 5212413002 5212413004 5212413005 5212413007 5212413009 5212413010 5212413011 5212413012 5212413013 5212413014 5212413016 5212413028 5212413029 5212413034 5212413035 5212413036 5212413037 5212413038 5212413039 5212413040 5212413042 5212413043 5212413045 5212413047 5212413049
NAMA Imam Rudianto Rais Alhakim Afri Mukti Pribadi Mukhammad Iwan Setiawan Fahmi Nurul Yahya Amry Wicaksana Giri Susilo Abdul Rokhim Rendi Yulianto Muhammad Faadhil M. Anwar Anas Muhamad Adi Puryadi Dwi Pujasakti Luthfi Eka Maryanto Naftali Ricky Yuliantiarno Sutiyo Dhimas Moehammad Danial Senthot Dimas Wahyu R Fahma Ilmian Syah Kharis Munandar Ahmad Sigit Affandi Galuh Nur Budiandono Achmad Arif Ichwani Fahmi Abdullah Naafi Choirun Nisriina
PRESENSI Hadir Tidak Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Tidak Hadir Hadir Tidak Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Tidak Hadir
196
26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
5212413050 5212413051 5212413054 5212413055 5212413056 5212413057 5212413059 5212413060 5212413061 5212413063
Mahasiswa Hadir Mahasswa Tidak Hadir Jumlah Total Mahasiswa
Ahmad Ghani Muzakki Luqmanul Hakim M. Adi Nugroho Thomas Rivaldhi Eko Aprilianto Desca Laily Jehan Nobertus Dodi Rifki Imanudin Ilham Jeri Pranio Panca Ariana : 30 orang : 5 orang : 35 orang
Hadir Tidak Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir Hadir
197
Lampiran 8 DATA HASIL ANGKET TANGGAPAN MAHASISWA TERHADAP MODUL PERPINDAHAN PANAS RADIASI PADA MATA KULIAH PERPINDAHAN KALOR DASAR SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2014/2015
No.
NIM
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
5212413001 5212413003 5212413015 5212413017 5212413018 5212413019 5212413020 5212413021 5212413023 5212413024 5212413026 5212413070 5212413032 5212413033 5212413044 5212413048 5212413064 5212413065 5212413002 5212413005 5212413007 5212413009 5212413010 5212413011 5212413012 5212413013 5212413014 5212413016 5212413028
Nama Responden M. Azhar Rizki M. Zainal Arifin Dwi Nanda Bayu Krisna Dwi Apit H. Setyo Haryadi Aminullah Ahmad Lukman Haqim Bagus Setiawan Elan Prasa Dewa Cahyo Budi W. Bagus Adi Pratama M. Gifani Al Qadry Burhanuddin W. Adib Abdillah Hilya Hamzah R. Harry Soekarno Putra Alam Saputra S. Ahmad Yusron Imam Rudianto Afri Mukti Pribadi M. Iwan Setiawan Fahmi Nurul Yahya Amry Wicaksana Giri Susilo Abdul Rokhim Rendi Yulianto Muhammad Faadhil M. Anwar Anas Muhammad Adi Puryadi
1 3 3 3 3 3 3 3 4 4 3 3 4 4 3 4 4 4 4 3 3 4 3 3 3 4 3 4 3 3
Butir Soal 2 3 4 4 4 3 2 3 3 2 3 3 2 3 3 3 3 3 3 4 3 2 4 3 3 3 3 3 3 4 3 3 3 3 4 3 3 4 4 3 4 4 3 4 3 4 4 4 3 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 4 3 3 4 3 4 3 3 2 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 3 4 3 3 3 3 2 3
5 3 2 2 3 2 3 2 3 3 2 3 2 3 3 3 4 3 4 3 3 3 3 4 2 3 3 3 3 3
198
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
5212413029 5212413035 5212413037 5212413038 5212413039 5212413040 5212413042 5212413043 5212413045 5212413047 5212413050 5212413054 5212413055 5212413056 5212413057 5212413059 5212413060 5212413061 5212413063
Dwi Pujasakti Naftali Ricky Y. Dhimas Moehammad D. Senthot Dhimas W.R. Fahma Ilmian S. Kharis Munandar Ahmad Sigit Affandi Galuh Nur Budiandono Achmad Arif Ikhwani Fahmi Abdullah Naafi‟ Ahmad Ghani Muzakki M. Adi Nugroho Thomas Rivaldhi Eko Aprilianto Desca Laily Jehan Nobertus Dodi Rifki Imanudin Ilham Jeri Pranio Panca Ariana Jumlah Rerata Skor Maks % Kriteria Jumlah Total Skor Maks total % Kriteria
4 4 4 4 4 4 3 3 3 4 4 4 3 3 3 3 3 3 4 3 3 4 4 4 4 3 4 3 3 3 4 4 4 4 4 3 3 3 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 4 4 3 4 4 4 3 3 3 166 157 163 3,46 3,27 3,4 192 192 192 86,5 81,8 84,9 SB SB SB 790 960 82,29 SB
3 3 4 3 3 2 4 3 3 3 4 3 4 3 4 3 3 4 4 4 4 3 3 3 3 4 4 3 3 3 3 3 3 4 4 3 3 3 161 143 3,35 2,98 192 192 83,9 74,5 SB B
199
DATA HASIL ANGKET TANGGAPAN MAHASISWA TERHADAP ALAT PERAGA PERPINDAHAN PANAS RADIASI PADA MATA KULIAH PERPINDAHAN KALOR DASAR SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2014/2015
No.
NIM
Nama Responden
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
5212413001 5212413003 5212413015 5212413017 5212413018 5212413019 5212413020 5212413021 5212413023 5212413024 5212413026 5212413070 5212413032 5212413033 5212413044 5212413048 5212413064 5212413065 5212413002 5212413005 5212413007 5212413009 5212413010 5212413011 5212413012 5212413013 5212413014 5212413016 5212413028
M. Azhar Rizki M. Zainal Arifin Dwi Nanda Bayu Krisna Dwi Apit H. Setyo Haryadi Aminullah Ahmad Lukman Haqim Bagus Setiawan Elan Prasa Dewa Cahya Budi W. Bagus Adi Pratama M. Gifani Al Qadry Burhanuddin W. Adib Abdillah Hilya Hamzah R. Harry Soekarno Putra Alam Saputra S. Ahmad Yusron Imam Rudianto Afri Mukti Pribadi M. Iwan Setiawan Fahmi Nurul Yahya Amry Wicaksana Giri Susilo Abdul Rokhim Rendi Yulianto Muhammad Fadhil M. Anwar Anas Muhammad Adi Puryadi
1 3 3 3 3 4 3 3 3 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 3 4
Butir Soal 2 3 4 4 4 4 3 3 4 2 3 3 2 4 3 3 3 4 2 3 3 3 2 3 2 3 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 4 3 3 4 4 4 3 4 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 2 4 3 3 4 4 3 3 3 4 4 3 2 3 2 3 4 4 3 4 3 3 4 4 3 3 4 3 4 3
5 4 4 3 3 3 3 3 2 3 2 4 3 3 2 4 4 4 3 4 4 4 3 4 3 4 3 3 3 4
200
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
5212413029 5212413035 5212413037 5212413038 5212413039 5212413040 5212413042 5212413043 5212413045 5212413047 5212413050 5212413054 5212413055 5212413056 5212413057 5212413059 5212413060 5212413061 5212413063
Dwi Pujasakti Naftali Ricky Y. Dhimas Moehammad D. Senthot Dhimas W.R. Fahma Ilmian S. Kharis Munandar Ahmad Sigit Affandi Galuh Nur Budiandono Achmad Arif Ikhwani Fahmi Abdullah Naafi‟ Ahmad Ghani Muzakki M. Adi Nugroho Thomas Rivaldhi Eko Aprilianto Desca Laily Jehan Nobertus Dodi Rifki Imanudin Ilham Jeri Pranio Panca Ariana Jumlah Rerata Skor Maks % Kriteria Jumlah Total Skor Maks total % Kriteria
4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 3 4 3 3 3 4 4 3 4 3 4 4 4 4 4 4 4 3 4 4 4 3 4 4 4 4 3 3 3 2 4 4 4 4 4 4 3 4 4 3 4 4 4 4 4 4 4 174 155 171 3,63 3,23 3,56 192 192 192 90,6 80,7 89,1 SB B SB 825 960 85,94 SB
3 3 4 4 3 3 4 4 3 3 3 3 3 3 4 3 4 4 3 3 4 3 4 4 3 3 4 3 4 3 4 4 4 4 4 4 4 4 164 161 3,42 3,35 192 192 85,4 83,9 SB SB
201 Lampiran 9 UJI PEMAHAMAN MATERI PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI YANG DISAMPAIKAN DENGAN MENGGUNAKAN PERAGA PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI
LEMBAR SOAL C. Pilihan Ganda Petunjuk :
Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan memberikan tanda (X) di salah satu pilihan a, b, c, d, atau e pada lembar jawab!
11. Bentuk perpindahan panas ada tiga macam, yaitu… f. Radiasi, transimisi, dan absorpsi g. Radiasi, transmisi, dan refleksi h. Radiasi, konduksi, dan refleksi i. Konveksi, radiasi, dan absorpsi j. Konveksi, radiasi, dan konduksi 12. Salah satu contoh dari perpindahan panas secara radiasi adalah sebagai berikut, kecuali… f. Mendekatkan tangan pada nyala lilin g. Panas matahari yang terpancar ke bumi h. Microwave yang sedang beroperasi i. Memanaskan logam dengan api j. Mendekatkan tangan ke perapian yang menyala 13. Radiasi merupakan salah satu cabang bentuk perpindahan panas secara… f. Sentuhan g. Aliran h. Hembusan i. Hantaman j. Pancaran 14. Benda yang dapat dikatakan sebagai radiator ideal adalah… f. Benda nyata g. Benda tak nyata h. Benda abu – abu i. Benda hitam j. Benda kasat mata
202
15. Radiasi termal diukur dengan spektrum elektromagnetik terletak pada kisaran… f. 0,4 sampai 0,7 μm g. 0,1 sampai 100 μm h. 7 sampai 10 μm i. 1 sampai 100 μm j. 0,01 sampai 10 μm 16. Menurut Holman, ada tiga sifat radiasi yaitu… f. Spekular, absorpsi, dan transmisi g. Spekular, absorpsi, dan refleksi h. Absorpsi, refleksi, dan transmisi i. Absorpsi, refleksi, dan konduksi j. Absorpsi, transmisi, dan konveksi 17. Dilihat dari banyaknya energi yang diserap, bendadapat kita bagi menjadi tiga, yaitu benda hitam, benda putih sempurna, dan benda abu – abu. Yang dimaksud dengan benda abu – abu adalah… f. Benda yang dapat menyerap semua energi yang menimpanya g. Benda yang dapat meneruskan semua energi yang menimpanya h. Benda yang dapat memantulkan seua energi yang menimpanya i. Benda yang sebagian menyerap dan sebagian memantulkan energi yang menimpanya j. Benda yang sebagian meneruskan dan memantulkan energi yang menimpanya 18.
Perhatikan gambar di samping! Gambar di samping merupakan bentuk refleksi… a. Baur b. Turbulen c. Laminar d. Spekular e. Diagonal 19. Benda hitam merupakan penyerap dan pemancar radiasi yang ideal. Nilai emisivitas dari benda hitam adalah… a. b. c.
203 d. e. 20. Sifat radiasi yang memantulkan disebut… a. Transmisi b. Konduksi c. Konveksi d. Refleksi e. Absorpsi D. Uraian Petunjuk
: Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan jelas pada lembar jawab!
1. Diketahui sebuah piringan aluminium jari – jari 8 cm dengan suhu yang dijaga konstan sebesar 200° C. Piringan tersebut dihadapkan sejajar dengan piringan yang dianggap sebagai benda hitam. Berapa besar energi radiasi yang dipancarkan oleh piringan alumunium? (Nilai emisivitas alumunium = 0,07)
204 UJI PEMAHAMAN MATERI PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI YANG DISAMPAIKAN DENGAN MENGGUNAKAN PERAGA PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI
LEMBAR JAWAB C. Pilihan Ganda 1.
A
B
C
D
E
6.
A
B
C
D
E
2.
A
B
C
D
E
7.
A
B
C
D
E
3.
A
B
C
D
E
8.
A
B
C
D
E
4.
A
B
C
D
E
9.
A
B
C
D
E
5.
A
B
C
D
E
10.
A
B
C
D
E
D. Uraian 1. ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………........................................
205
Lampiran 10 HASIL NILAI UJI PEMAHAMAN UJI COBA MEDIA PEMBELAJARAN PERPINDAHAN PANAS RADIASI PADA MATA KULIAH PERPINDAHAN KALOR DASAR SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2014/2015
No.
NIM
Nama Responden
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
5212413001 5212413003 5212413015 5212413017 5212413018 5212413019 5212413020 5212413021 5212413023 5212413024 5212413026 5212413070 5212413032 5212413033 5212413044 5212413048 5212413064 5212413065 5212413002 5212413005 5212413007 5212413009 5212413010 5212413011 5212413012 5212413013 5212413014 5212413016 5212413028
M. Azhar Rizki M. Zainal Arifin Dwi Nanda Bayu Krisna Dwi Apit H. Setyo Haryadi Aminullah Ahmad Lukman Haqim Bagus Setiawan Elan Prasa Dewa Cahyo Budi W. Bagus Adi Pratama M. Gifani Al Qadry Burhanuddin W. Adib Abdillah Hilya Hamzah R. Harry Soekarno Putra Alam Saputra S. Ahmad Yusron Imam Rudianto Afri Mukti Pribadi M. Iwan Setiawan Fahmi Nurul Yahya Amry Wicaksana Giri Susilo Abdul Rokhim Rendi Yulianto Muhammad Faadhil M. Anwar Anas Muhammad Adi Puryadi
Nilai Pilihan Ganda 10 9 10 8 10 9 9 10 10 10 10 10 9 10 10 10 10 10 10 10 10 9 10 9 9 10 10 7 10
Nilai Uraian
Nilai Total
Kriteria
4 9 3 5 8 9 5 5 3 3 7 6 4 9 3 9 3 9 8 5 9 4 4 7 9 9 5 7 5
70 90 65 65 90 90 70 75 65 65 85 80 65 95 65 95 65 95 90 75 95 65 70 80 90 95 75 70 75
Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus
206
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
5212413029 5212413035 5212413037 5212413038 5212413039 5212413040 5212413042 5212413043 5212413045 5212413047 5212413050 5212413054 5212413055 5212413056 5212413057 5212413059 5212413060 5212413061 5212413063
Dwi Pujasakti Naftali Ricky Y. Dhimas Moehammad D. Senthot Dhimas W.R. Fahma Ilmian S. Kharis Munandar Ahmad Sigit Affandi Galuh Nur Budiandono Achmad Arif Ikhwani Fahmi Abdullah Naafi‟ Ahmad Ghani Muzakki M. Adi Nugroho Thomas Rivaldhi Eko Aprilianto Desca Laily Jehan Nobertus Dodi Rifki Imanudin Ilham Jeri Pranio Panca Ariana Jumlah Jumlah Maksimal Persentase (%)
10 10 10 9 10 10 9 10 10 10 10 10 10 7 10 10 8 10 10 461 480 96,04
4 7 9 10 8 9 9 8 9 9 9 9 9 7 9 9 9 9 9 337 480 70,21
Persentase Pemahaman Mahasiswa Jumlah Skor Tes Pemahaman Jumlah Skor Maksimal Persentase
70 85 95 95 90 95 90 90 95 95 95 95 95 70 95 95 85 95 95 3990 4800 83,13
798 960 83,13 %
Persentase Ketuntasan Mahasiswa Jumlah Mahasiswa Lulus Jumlah Total Mahasiswa Persentase Ketuntasan Mahasiswa
48 48 100,00
Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus Lulus 48 48 100
207 Lampiran 11 DOKUMENTASI PENELITIAN
A. Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi dengan Variasi Beda Perlakuan Permukaan
Gambar 1. Alat Peraga Perpindahan Panas Radiasi
Gambar 2. Pengujian Spesimen Uji pada Alat Peraga
208
B. Dokumentasi Uji Coba Penggunaan Media Pembelajaran pada Mata Kuliah Perpindahan Kalor Dasar
Gambar 3. Uji Coba Media Pembelajaran Perpindahan Panas Radiasi pada Mata Kuliah Perpindahan Kalor Dasar
Gambar 4. Penggunaan Alat Peraga pada Mata Kuliah Pembelajaran Perpindahan Kalor Dasar
209
Gambar 5. Penggunaan Modul Perpindahan Panas Radiasi sebagai Bahan Kuliah Perpindahan Kalor Dasar
Gambar 6. Pengisian Angket Tanggapan oleh Mahasiswa
