Friday, January 10, 2014

EFEKTIFITAS JENIS LOGAM

EFEKTIFITAS JENIS LOGAM DALAM
 MEMANASKAN AIR
Muhammad Ali Rahman 
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui waktu yang dibutuhkan logam untuk memanaskan air dan mengetahui keefektifitasan logam dalam mengahantarkan panas berdasar jenisnya.
Penelitian ini dilakukan pada tanggal 27 Oktober 2013. Penelitian ini didesain secara eksperimental, yaitu menguji konduktifitas berbagai jenis logam. Penelitian ini mengamati efektifitas berbagai jenis logam terhadap penghantaran panas. Setiap logam dihantarkan listrik yang bertegangan sama. Pengambilan data dalam penelitian ini dicatat dalam tabel pengamatan.Hasil penelitian menunjukkan bahwa logam alumunium memiliki kemampuan untuk menghantarkan listrik lebih kuat dibandingkan dengan besi dan seng.

Kata Kunci: Logam, Konduktor, Energi



1.   Pendahuluan
Jenis logam yang berbeda tentu memiliki kegunaan, kelebihan, dan kekurangan yang berbeda pula. Contoh kegunaan yang berbeda adalah untuk digunakan sebagai bahan bangunan, alat rumah tangga, alat transportasi, alat kedokteran, dan alat industri. Untuk bahan bangunan biasanya digunakan baja karena baja itu kuat untuk menjadi pondasi bangunan. Untuk alat transportasi biasanya digunakan alumunium karena alumunium adalah bahan yang ringan, tahan lama, dan kuat. Untuk alat rumah tangga digunakan bermacam jenis bahan seperti alumunium, tembaga, atau besi.
Salah satu alat rumah tangga adalah pemanas air. Alat ini dihubungkan dengan listrik kemudian listrik dihantarkan melalui logam kemudian logam tersebut memanas. Didalam alat ini terjadi perubahan energi dari energi listrik menjadi energi panas.
Dalam alat pemanas tersebut terdapat logam penghantar panas. Tentunya untuk mendapatkan alat yang sempurna yaitu dapat memanaskan air dengan cepat diperlukan jenis logam yang terbaik.

2.      Metodologi Penelitian
Peneliti menggunakan metode eksperimen dengan menguji konduktifitas berbagai jenis logam. Peneliti menguji energi panas yang dialirkan oleh berbagai jenis logam yang dicelupkan pada air hingga air bersuhu yang telah ditetapkan.
 Variabel bebas yang terdapat pada penelitian ini adalah berbagai jenis logam dan variabel terikat yang terdapat pada penelitian ini adalah suhu air.
Prosedur penelitian pada penelitian ini adalah:
1.       Mengambil 2 buah besi stainles steal berukuran 10 cm
2.       Melilitkan kabel pada setiap ujung besi
3.       Merekatkan kabel dan besi dengan selotip kabel
4.       Menghubungkan kabel pada steker
5.       Menancapkan steker pada stopkontak agar teralirkan oleh listrik
6.       Mencelupkan 2 buah besi yang sudah di alirkan listrik kedalam 0.5 liter air
7.       Mengamati perkembangan suhu air dengan termometer
8.       Menghitung waktu yang dibutuhkan hingga air bersuhu 60°C
9.        Melakukan prosedur 1-8 pada seng dan alumunium

Pengambilan data dalam penelitian ini dicatat dalam tabel pengamatan.


Penelitian ini mengamati efektifitas berbagai jenis logam terhadap penghantaran panas. Setiap logam dihantarkan listrik yang bertegangan sama

3.    Hasil dan Pembahasan
Penelitian dilakukan pada tanggal 27 Oktober, 29 November, 1 Desember 2013 dirumah peneliti. Digunakan sampel yaitu besi, seng dan alumunium yang masing masing dua batang. Berikut hasil penelitiannya.
Jenis Logam
Volume Air (Liter)
Waktu (menit)
Suhu Air Awal (ºC)
Suhu Air Akhir (ºC)
Besi
0.5
23.34
27
60
Seng
0.5
12.42
27
60
Alumunium
0.5
10.04
27
60
Tabel 2. Data Pengamatan 1
Jenis Logam
Volume Air (Liter)
Waktu (menit)
Suhu Air Awal (ºC)
Suhu Air Akhir (ºC)
Besi
0.5
19.25
27
60
Seng
0.5
11.43
27
60
Alumunium
0.5
10.16
27
60
Tabel 3. Data Pengamatan 2
Jenis Logam
Volume Air (Liter)
Waktu (menit)
Suhu Air Awal (ºC)
Suhu Air Akhir (ºC)
Besi
0.5
20.03
27
60
Seng
0.5
12.14
27
60
Alumunium
0.5
09.48
27
60
Tabel 4. Data Pengamatan 3
Jenis Logam
Volume Air (Liter)
Waktu Rata-Rata (menit)
Suhu Air Awal (ºC)
Suhu Air Akhir (ºC)
Besi
0.5
21.01
27
60
Seng
0.5
12.21
27
60
Alumunium
0.5
10.04
27
60
Tabel 5. Rata rata Waktu
Penelitian dilakukan sebanyak 3 kali dengan hari yang berbeda-beda. Setiap besi dialirkan listrik dengan tegangan yang sama yaitu 220 Volt dan setiap logam memiliki berat yang sama yaitu 75 gram. Peniliti memilih massa yang sama karena diketahui rumus perpidahan kalor adalah Q = m C ΔT.
 Pada percobaan hari pertama, suhu air mula-mula adalah 27˚C. Jenis logam yang pertama peneliti gunakan adalah besi yaitu isi cutter. Kemudian peneliti menghubungkan masing-masing ujung kabel dengan cutter. Setiap ujung dihubungkan sebuah cutter. Lalu peneliti mencelupkan isi cutter kedalam 500cc air yang terdapat didalam wadah. Kabel peneliti alirkan listrik dan kemudian isi cutter mulai mengahantarkan listrik. Karena air bersifat konduktor, air juga ikut teraliri listrik. Ini terbukti ketika peneliti mencelupkan tespen kedalam air lalu lampu tespen itu menyala. Antara dua ujung isi cutter diberi beda potensial, maka elektron-elektron bebas akan bergerak di sepanjang isi cutter tersebut. Elektron akan menumbuk partikel konduktor selama terjadi beda potensial. Dengan demikian dapat dianggap elektron berkecepatan rata-rata tetap. Dengan adanya tumbukan tersebut, maka sebagian energi gerak elektron akan diberikan pada partikel. Getaran partikel akan bertambah besar dan inilah yang menyebabkan panas. Dalam suatu percobaan kawat spiral yang dialiri arus listrik dimasukkan ke dalam air sehingga terjadi perpindahan panas dari spiral ke air(www.terasfisika.blogspot.com). Setelah 23 menit 34 detik, suhu air sudah mencapai 60˚C. Ini sudah mencapai suhu yang peneliti tetapkan. Kemudian peneliti memutuskan aliran listrik dan merasakan dengan tangan peneliti air sudah hangat seperti air yang digunakan untuk mandi.
Kemudian jenis logam kedua yang digunakan adalah seng dan didapatkan waktu untuk memanaskan air hingga 60˚C adalah 12 menit 42 detik. Sehingga didapatkan waktu yang lebih cepat dibanding besi. Jenis logam ketiga yang digunakan adalah alumunium dan didapatkan waktu untuk memanaskan air hingga 60˚C adalah 10 menit 4 detik.
Pada percobaan hari kedua pada tanggal 29 November 2013, logam pertama yang digunakan adalah besi dan diapatkan waktu untuk memanaskan air hingga 60˚C adalah 19 menit 25 detik. Selanjutnya logam yang dipakai adalah seng dan didapatkan waktu yaitu 11 menit 43 detik. Kemudian logam yang dipakai adalah alumunium dan didapatkan waktu yaitu 10 menit 14 detik
Pada percobaan hari ketiga yaitu tanggal 1 Desember 2013, logam pertama yang digunakan adalah besi dan diapatkan waktu untuk memanaskan air hingga 60˚C adalah 20 menit 3 detik. Selanjutnya logam yang dipakai adalah seng dan didapatkan waktu yaitu 12 menit 14 detik. Kemudian logam yang dipakai adalah alumunium dan didapatkan waktu yaitu 9 menit 48 detik.
Kemudian seluruh waktu dari 3 kali percobaan yang telah dilakukan dirata rata dan diapatkan hasil yaitu besi dengan waktu 21 menit 1 detik, seng dengan waktu 12 menit 21 detik, dan alumunium dengan waktu 10 menit 4 detik.
Faktor pertama yang mempengaruhi perbedaan waktu adalah hambatan yang terdapat pada logam alumunium, seng, dan besi berbeda-beda
Faktor kedua yang mempengaruhi perbedaan konduktivitas setiap logam adalah pita energi. Pita energi adalah rentang nilai konduktivitas listrik zat padat yang lebar. Pada model ini potensial dari gugus ion tidak diabaikan atau adanya potensial berkala pada zat padat. Pita energi yang terdapat pada alumunium lebih sempit dibanding dengan besi dan seng sehingga kemampuan untuk menghantarkan listrik lebih bagus dibanding dengan besi dan seng.

4.      Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa alumunium dapat menghantarkan listrik lebih baik dibandingkan dengan besi dan seng. Ini ditunjukkan oleh alumunium yang dapat memanaskan air dengan waktu 10 menit 4 detik.  Hal ini dikarenakan hambatan pada alumunium kecil dan pita energi yang terdapat pada ion-ion alimunium lebih lebar dibanding seng dan besi. Bahan-bahan yang digunakan berharga murah dan kita bisa membuat sendiri alat pemanas air dengan murah dan menggunakan seng sebagai penghantar listrik.

5.      Saran
Pada penelitian selanjutnya peneliti menyarankan untuk:
1.       Menggunakan jenis logam yang lain.
2.       Menggunakan logam murni.
3.       Menggunakan alat agar air tidak menyetrum.

6.      Daftar Pustaka

1.       Drs. Jamal, abdul & A. Tamrin, B. 2000. BUKU PINTAR FISIKA SMU UNTUK KELAS I, II, dan III. Surabaya: Gitamedia Press
2.       Gautreau, Ronald. Fisika Zat Padat
3.       Ing, B.J.M Beumer. 1974. Ilmu Bahan Logam Jilid II. Jakarta: Bhatara Karya Aksara
4.       Port, Richard C. 1978. Energy & Resources. Massachusets: Adison-Wesley P.C.



No comments:

Post a Comment