Upload
lamque
View
234
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
i
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
ii
iii
iv
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
v
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.
vi
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
vii
wawasan penulis. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada
umumnya dan dunia pendidikan pada khususnya.
Semarang, 2015
Penulis
viii
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
ix
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
x
C. Keterbatasan Penelitian ............................................................................... 97
BAB V SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan ...................................................................................................... 98
B. Saran ............................................................................................................. 99
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 101
xi
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
xii
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
xiii
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
1
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
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.
1
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
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 ( J.s)
m= massa partikel(kg)
c = kecepatan cahaya (m/s)
v = frekuensi (Hz)
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).
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,
Absorpsi (α)
Radiasi datang Refleksi (ρ)
Transmisi (τ)
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.
Gambar 3. (a)Refleksi spekular dan (b) refleksi baur
Sumber: (Holman, 1995: 344)
Terlihat jelas (pada Gambar 3) bahwa refleksi spekular
Sinar
Refleksi
Sumber Sumber
Bayangan
cermin
sumber
(b) (a)
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 lebih besar dari nol dan lebih kecil dari
satu (0 < < 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.
2.
Aluminium,Pelat dipoles sangat
licin, kemurnian 98,3 %
Aluminium ,Pelat kasar
225-575
40
0,039-0,057
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 luas-
permukaan-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 10⁸־ 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, FG = Faktor geometri
Fij = Faktor geometris dari lingkaran i ke j.
Fji = Faktor geometris dari lingkaran j ke i.
R = Perbandingan jari-jari lingkaran terhadap
jarak.
f. 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?
35
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 langkah, yaitu Analisys (Analisis), Design
(Desain/Perancangan), Development (Pengembangan), 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.
36
Gambar 5. Diagram alir penelitian
Ya
Tidak
Analisis
Desain awal peraga perpindahan panas secara radiasi
Penyusunan instrumen
Pembuatan media pembelajaran (alat
peraga dan modul)
Media pembelajaran
Uji validasi
Media
layak?
Uji coba media pembelajaran (Alat peraga
perpindahan panas secara radiasi dan Modul)
Selesai
Pembahasan dan simpulan
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 bahan-
bahan 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
Kompetensi Dasar Kompetensi Materi Belajar
Perpindahan
kalor dasar
1. Memahami proses
perpindahan panas
secara radiasi.
a. Pengertian radiasi.
b. Sifat-sifat radiasi.
c. Radiasi benda hitam.
d. Emisivitas Benda.
2. Menganalisis laju
perpindahan panas
secara radiasi.
a. Hukum Stefan-
Bolzmann.
b. Perhitungan laju
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 Stefan-
Boltzmann 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 masing-
masing 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
Tabel 4. Responden penelitian
No. Tahapan Responden
Penelitian
Jumlah Penentuan
1. Validasi ahli
media
pembelajaran
Dosen ahli media
pembelajaran
1 orang Berdasarkan
keahlian/kepakaran
2. Validasi ahli
materi
perpindahan
panas
Dosen ahli materi
perpindahan panas
2 orang Berdasarkan
keahlian/kepakaran
3. Uji coba
lapangan
produk
Mahasiswa Teknik
Mesin Unnes
48 orang 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
No Aspek Penilaian Indikator Jumlah
Butir
1. Desain bagian-
bagian alat peraga
Desain konstruksi dan
penempatan bagian-bagian
alat peraga
15
2. Kejelasan
pembacaan suhu
Kejelasan pembacaan suhu
pada display dan
thermocouple
2
3. Spesimen Uji Tampilan spesimen uji 7
4. Perawatan Kemudahan dalam perawatan
alat peraga
1
5. Tampilan alat peraga Tampilan peraga secara
umum
2
6. Penggunaan alat
peraga
Kemudahan dalam
menggunakan dan
mengoperasikan alat peraga
1
Jumlah 28
Tabel 6. Kisi-kisi instrument validasi modul perpindahan panas radiasi
untuk ahli media pembelajaran
No Aspek
Penilaian Indikator
Jumlah
Butir
1. Format Kesesuaian format. 1
2. Bahasa Kesesuaian struktur kalimat dengan
KBBI.
Kejelasan Kalimat.
Kemudahan bahasa.
Kefektifan.
1
1
1
1
3. Isi materi Kesesuaian dengan kebutuhan
Kejelasan gambar dengan materi.
Gambar mampu membantu
pemahaman materi.
1
1
1
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
No Aspek
Penilaian Indikator
Jumlah
Butir
1. Pembacaan suhu Kemudahan pembacaan suhu pada
spesimen dan benda hitam.
2
2. Waktu Waktu pencapaian pengaturan
suhu.
Pembacaaan suhu spesimen uji.
Pembacaan suhu benda hitam.
1
1
1
3. Panas Panas terbuang.
Panas yang diterima benda hitam.
Panas pancaran spesimen uji.
1
1
1
4. Kemampuan
pengukuran
Kemampuan pengukuran masing-
masing spesimen uji dengan
variasi beda perlakuan
permukaan.
4
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
No Aspek Penilaian Indikator Jumlah
Butir
1. Petunjuk
penggunaan
Kejelasan petunjuk.
Kegunaan.
1
1
2. Isi modul Kesesuaian dengan kebutuhan.
Kesesuaian dengan teori
perpindahan panas.
Kegunaan Gambar.
Kerapihan.
1
1
1
1
3. Bahasa Kesesuaian dengan KBBI.
Kefektifan bahasa.
Bahasa mudah dipahami.
1
1
1
4. Penilaian umum Modul dapat dipelajari secara
mandiri.
Tampilan modul.
1
1
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
No Aspek
Penilaian Indikator
Jumlah
Butir
1. Daya tarik Daya tarik terhadap peraga. 1
2. Kemudahan Kemudahan penggunaan. 1
3 Kegunaan Alat peraga membantu dalam
memahami konsep.
1
4. Sumber belajar Penggunaan alat peraga sebagai
sumber belajar.
1
5. Tampilan Tampilan peraga menarik. 1
Jumlah 5
Tabel 10. Kisi-Kisi Angket Tanggapan Mahasiswa Terhadap Modul
Perpindahan Panas Radiasi
No Aspek Penilaian Indikator Jumlah
Butir
1. Petunjuk Kejelasan petunjuk penggunaan. 1
2. Gambar Kemudahan pemahaman gambar 1
3. Daya tarik Daya tarik dalam penggunaan
modul.
1
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 % = persentase sub variabel
= jumlah skor tiap variabel
N = 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
Tabel 12. Range persentase dan kriteria kualitatif
No. Interval Kriteria
1. 81,25% < skor ≤ 100 % Sangat Baik
2. 62,50% < skor ≤ 81,25% Baik
3. 43,75% < skor ≤ 62,50% Kurang
4. 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”.
98
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
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.
101
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 Standards-
C 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
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 : SENIN, 15 DESEMBER 2014
Tempat Pengambilan Data : LAB. TEKNIK MESIN
Waktu : PUKUL 12.30 - 15.05 WIB
Nama Peneliti : KHARIS BURHANI
Variabel Penelitian : PERBEDAAN PERLAKUAN PERMUKAAN SPESIMEN
PENGUJIAN KE-1
Spesimen Uji : Al-Polishing Set Value Spesimen : 100 C
Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30 C
Jarak Spesimen : 4 cm Kec. Perisai Udara : --
Sudut : 0
Waktu (menit) Suhu Spesimen
Uji/Pemancar (C)
Suhu Benda
Hitam/Penerima
Pancaran (C)
0 102,3 30,0
2 103,5 30,4
4 103,4 30,8
6 102,2 31,1
8 100,6 31,5
10 98,9 31,9
12 98,7 32,2
14 101,0 32,6
16 101,6 33,0
18 101,1 33,3
20 100,0 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
Waktu (menit) Suhu Spesimen
Uji/Pemancar (C)
Suhu Benda
Hitam/Penerima
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
Waktu (menit) Suhu Spesimen
Uji/Pemancar (C)
Suhu Benda
Hitam/Penerima
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
Waktu (menit) Suhu Spesimen
Uji/Pemancar (C)
Suhu Benda
Hitam/Penerima
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 : KAMIS, 18 DESEMBER 2014
Tempat Pengambilan Data : LAB. TEKNIK MESIN
Waktu : PUKUL 13.00 - 15.35 WIB
Nama Peneliti : KHARIS BURHANI
Variabel Penelitian : PERBEDAAN PERLAKUAN PERMUKAAN SPESIMEN
PENGUJIAN KE-1
Spesimen Uji : Al-Polishing Set Value Spesimen : 100 C
Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30 C
Jarak Spesimen : 4 cm Kec. Perisai Udara : --
Sudut : 0
Waktu (menit) Suhu Spesimen
Uji/Pemancar (C)
Suhu Benda
Hitam/Penerima
Pancaran (C)
0 100,2 30,0
2 98,9 30,4
4 99,1 30,8
6 101,2 31,2
8 101,2 31,6
10 100,3 32,0
12 99,2 32,3
14 98,8 32,7
16 101,1 33,1
18 101,4 33,5
20 100,8 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
Waktu (menit) Suhu Spesimen
Uji/Pemancar (C)
Suhu Benda
Hitam/Penerima
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
Waktu (menit) Suhu Spesimen
Uji/Pemancar (C)
Suhu Benda
Hitam/Penerima
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
Waktu (menit) Suhu Spesimen
Uji/Pemancar (C)
Suhu Benda
Hitam/Penerima
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 : SENIN, 22 DESEMBER 2014
Tempat Pengambilan Data : LAB. TEKNIK MESIN
Waktu : PUKUL 13.40 - 15.20 WIB
Nama Peneliti : KHARIS BURHANI
Variabel Penelitian : PERBEDAAN PERLAKUAN PERMUKAAN SPESIMEN
PENGUJIAN KE-1
Spesimen Uji : Al-Polishing Set Value Spesimen : 100 C
Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30 C
Jarak Spesimen : 4 cm Kec. Perisai Udara : --
Sudut : 0
Waktu (menit) Suhu Spesimen
Uji/Pemancar (C)
Suhu Benda
Hitam/Penerima
Pancaran (C)
0 102,3 30,0
2 101,4 30,4
4 100,0 30,9
6 98,6 31,3
8 99,6 31,8
10 101,2 32,2
12 101,0 32,6
14 100,1 33,0
16 98,9 33,4
18 99,4 33,8
20 101,2 34,2
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
Waktu (menit) Suhu Spesimen
Uji/Pemancar (C)
Suhu Benda
Hitam/Penerima
Pancaran (C)
0 101,5 30,0
2 99,9 30,5
4 98,5 31,1
6 100,8 31,7
8 101,9 32,2
10 100,9 32,7
12 99,4 33,2
14 98,8 33,8
16 101,6 34,2
18 101,7 34,7
20 100,6 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
Waktu (menit) Suhu Spesimen
Uji/Pemancar (C)
Suhu Benda
Hitam/Penerima
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
Waktu (menit) Suhu Spesimen
Uji/Pemancar (C)
Suhu Benda
Hitam/Penerima
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 Rata-
Rata
0 30,0 30,0 30,0 30,0
2 30,4 30,4 30,4 30,4
4 30,8 30,8 30,9 30,8
6 31,1 31,2 31,3 31,2
8 31,5 31,6 31,8 31,6
10 31,9 32,0 32,2 32,0
12 32,2 32,3 32,6 32,4
14 32,6 32,7 33,0 32,8
16 33,0 33,1 33,4 33,2
18 33,3 33,5 33,8 33,5
20 33,6 33,8 34,2 33,9
Spesimen Uji : Aluminium Roughing
Waktu Data 1 Data 2 Data 3 Rata-
Rata
0 30,0 30,0 30,0 30,0
2 30,5 30,5 30,5 30,5
4 31,0 31,0 31,1 31,0
6 31,5 31,5 31,7 31,6
8 32,0 32,0 32,2 32,1
10 32,5 32,4 32,7 32,5
12 33,0 32,8 33,2 33,0
14 33,5 33,3 33,8 33,5
16 33,9 33,8 34,2 34,0
18 34,4 34,2 34,7 34,4
20 34,8 34,6 35,2 34,9
112
Spesimen Uji : Aluminium Paint-Black Doff
Waktu Data 1 Data 2 Data 3 Rata-
Rata
0 30,0 30,0 30,0 30,0
2 30,9 31,2 31,2 31,1
4 31,8 32,0 32,1 32,0
6 32,6 32,7 32,8 32,7
8 33,4 33,5 33,6 33,5
10 34,2 34,2 34,4 34,3
12 34,9 34,9 35,2 35,0
14 35,6 35,6 35,8 35,7
16 36,3 36,2 36,5 36,3
18 36,9 36,9 37,1 37,0
20 37,5 37,5 37,7 37,6
Spesimen Uji : Aluminium Paint-White
Waktu Data 1 Data 2 Data 3 Rata-
Rata
0 30,0 30,0 30,0 30,0
2 30,9 31,1 31,0 31,0
4 31,7 31,9 31,8 31,8
6 32,4 32,7 32,7 32,6
8 33,0 33,5 33,5 33,3
10 33,7 34,2 34,2 34,0
12 34,5 35,0 35,0 34,8
14 35,1 35,7 35,7 35,5
16 35,7 36,3 36,4 36,1
18 36,3 36,9 37,0 36,7
20 36,8 37,5 37,6 37,3
Semarang, 20 Januari 2015
Mahasiswa
Kharis Burhani
NIM 5201410063
mengetahui,
Teknisi/Laboran Kepala Laboratorium
Lab. Prestasi Mesin Unnes Jurusan TeknikMesin Unnes
________________________ Rusiyanto, S.Pd., M.T
NIP. 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 Al-Polish Al-Rough Al-Black Al-White
0 30,0 30,0 30,0 30,0
2 30,4 30,5 31,1 31,0
4 30,8 31,0 32,0 31,8
6 31,2 31,6 32,7 32,6
8 31,6 32,1 33,5 33,3
10 32,0 32,5 34,3 34,0
12 32,4 33,0 35,0 34,8
14 32,8 33,5 35,7 35,5
16 33,2 34,0 36,3 36,1
18 33,5 34,4 37,0 36,7
20 33,9 34,9 37,6 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 : 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/ .
3. Faktor Emisivitas (ε)
No. Bahan/Permukaan Emisivitas (ε)
1 Aluminium Dipoles * 0,039
2 Aluminium Pelat Kasar * 0,07
3 White Paint on Metallic Substrate ** 0,96
4 Black Paint on Metallic Substrate ** 0,97
* (Koestoer, 2002: 442)
**(Incropera dan Dewitt, 1987: 774)
4. Luas Permukaan Pancaran Spesimen Uji ( )
Diameter pancaran spesimen uji (D) : 16 cm = 0,16 m
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 Set Value Spesimen : 100° C
Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30° C
Jarak Spesimen: 4 cm Kec. Perisai Udara : --
Sudut : 0° Pengujian ke- : 1
Ket : * Emisivitas Bahan menurut Koestoer (2002: 442).
Waktu
Suhu
Pemancar
(T1)
Suhu
Penerima
(T2)
Jari-Jari
Spesimen
(m)
Suhu
Mutlak
T1
Suhu
Mutlak
T2
(T1⁴-T2⁴)
Konstansta
Stefan-
Boltzmann
(σ)
Luas
(m²)
Emisivitas
Spesimen
Uji (ε) *
Faktor
Geometris
(Fg)
Laju Perpindahan
Panas Radiasi
(Watt)
0 102,3 30,0 0,08 375,3 303,0 11409855372 5,67 x 100,31 0,61 0,039 0,02 ⁸־
2 103,5 30,4 0,08 376,5 303,4 11620210682 5,67 x 100,31 0,61 0,039 0,02 ⁸־
4 103,4 30,8 0,08 376,4 303,8 11554097340 5,67 x 100,31 0,61 0,039 0,02 ⁸־
6 102,2 31,1 0,08 375,2 304,1 11265651499 5,67 x 100,31 0,61 0,039 0,02 ⁸־
8 100,6 31,5 0,08 373,6 304,5 10884683003 5,67 x 100,30 0,61 0,039 0,02 ⁸־
10 98,9 31,9 0,08 371,9 304,9 10487241063 5,67 x 100,28 0,61 0,039 0,02 ⁸־
12 98,7 32,2 0,08 371,7 305,2 10412060465 5,67 x 100,28 0,61 0,039 0,02 ⁸־
14 101,0 32,6 0,08 374,0 305,6 10843349253 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־
16 101,6 33,0 0,08 374,6 306,0 10923450033 5,67 x 100,30 0,61 0,039 0,02 ⁸־
18 101,1 33,3 0,08 374,1 306,3 10784094988 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־
20 100,0 33,6 0,08 373,0 306,6 10520209348 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־
118
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI
PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN
DATA PENGUJIAN 1-2
Spesimen Uji : Aluminium Roughing Set Value Spesimen : 100° C
Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30° C
Jarak Spesimen: 4 cm Kec. Perisai Udara : --
Sudut : 0° Pengujian ke- : 1
Ket : * Emisivitas Bahan menurut Koestoer (2002: 442).
Waktu
Suhu
Pemancar
(T1)
Suhu
Penerima
(T2)
Jari-Jari
Spesimen
(m)
Suhu
Mutlak
T1
Suhu
Mutlak
T2
(T1⁴-T2⁴)
Konstansta
Stefan-
Boltzmann
(σ)
Luas
(m²)
Emisivitas
Spesimen
Uji (ε) *
Faktor
Geometris
(Fg)
Laju Perpindahan
Panas Radiasi
(Watt)
0 102,0 30,0 0,08 375,0 303,0 11346498144 5,67 x 100,55 0,61 0,07 0,02 ⁸־
2 100,8 30,5 0,08 373,8 303,5 11038811435 5,67 x 100,54 0,61 0,07 0,02 ⁸־
4 99,3 31,0 0,08 372,3 304,0 10671263785 5,67 x 100,52 0,61 0,07 0,02 ⁸־
6 99,1 31,5 0,08 372,1 304,5 10573686540 5,67 x 100,51 0,61 0,07 0,02 ⁸־
8 101,5 32,0 0,08 374,5 305,0 11016482000 5,67 x 100,54 0,61 0,07 0,02 ⁸־
10 101,0 32,5 0,08 374,0 305,5 10854759811 5,67 x 100,53 0,61 0,07 0,02 ⁸־
12 99,5 33,0 0,08 372,5 306,0 10485596418 5,67 x 100,51 0,61 0,07 0,02 ⁸־
14 98,8 33,5 0,08 371,8 306,5 10283835243 5,67 x 100,50 0,61 0,07 0,02 ⁸־
16 101,4 33,9 0,08 374,4 306,9 10777825674 5,67 x 100,52 0,61 0,07 0,02 ⁸־
18 101,2 34,4 0,08 374,2 307,4 10677920190 5,67 x 100,52 0,61 0,07 0,02 ⁸־
20 99,8 34,8 0,08 372,8 307,8 10339569163 5,67 x 100,50 0,61 0,07 0,02 ⁸־
119
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI
PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN
DATA PENGUJIAN 1-3
Spesimen Uji : Aluminium Painting-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° Pengujian ke- : 1
Ket : * Emisivitas Bahan menurut Incropera dan Dewitt (1990: 753).
Waktu
Suhu
Pemancar
(T1)
Suhu
Penerima
(T2)
Jari-Jari
Spesimen
(m)
Suhu
Mutlak
T1
Suhu
Mutlak
T2
(T1⁴-T2⁴)
Konstansta
Stefan-
Boltzmann
(σ)
Luas
(m²)
Emisivitas
Spesimen
Uji (ε) *
Faktor
Geometris
(Fg)
Laju Perpindahan
Panas Radiasi
(Watt)
0 101,8 30,0 0,08 374,8 303,0 11304344382 5,67 x 107,62 0,61 0,97 0,02 ⁸־
2 100,7 30,9 0,08 373,7 303,9 10973109706 5,67 x 107,40 0,61 0,97 0,02 ⁸־
4 98,9 31,8 0,08 371,9 304,8 10498573377 5,67 x 107,08 0,61 0,97 0,02 ⁸־
6 99,7 32,6 0,08 372,7 305,6 10572733467 5,67 x 107,13 0,61 0,97 0,02 ⁸־
8 101,4 33,4 0,08 374,4 306,4 10835496901 5,67 x 107,31 0,61 0,97 0,02 ⁸־
10 100,1 34,2 0,08 373,1 307,2 10471600852 5,67 x 107,06 0,61 0,97 0,02 ⁸־
12 98,6 34,9 0,08 371,6 307,9 10080401111 5,67 x 106,80 0,61 0,97 0,02 ⁸־
14 100,5 35,6 0,08 373,5 308,6 10391370618 5,67 x 107,01 0,61 0,97 0,02 ⁸־
16 101,3 36,3 0,08 374,3 309,3 10476069989 5,67 x 107,06 0,61 0,97 0,02 ⁸־
18 100,0 36,9 0,08 373,0 309,9 10133579276 5,67 x 106,83 0,61 0,97 0,02 ⁸־
20 98,6 37,5 0,08 371,6 310,5 9772961748 5,67 x 106,59 0,61 0,97 0,02 ⁸־
120
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI
PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN
DATA PENGUJIAN 1-4
Spesimen Uji : Aluminium Painting-White Set Value Spesimen : 100° C
Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30° C
Jarak Spesimen: 4 cm Kec. Perisai Udara : --
Sudut : 0° Pengujian ke- : 1
Ket : * Emisivitas Bahan menurut Incropera dan Dewitt (1990: 753).
Waktu
Suhu
Pemancar
(T1)
Suhu
Penerima
(T2)
Jari-Jari
Spesimen
(m)
Suhu
Mutlak
T1
Suhu
Mutlak
T2
(T1⁴-T2⁴)
Konstansta
Stefan-
Boltzmann
(σ)
Luas
(m²)
Emisivitas
Spesimen
Uji (ε) *
Faktor
Geometris
(Fg)
Laju Perpindahan
Panas Radiasi
(Watt)
0 101,9 30,0 0,08 374,9 303,0 11325412830 5,67 x 107,56 0,61 0,96 0,02 ⁸־
2 102,4 30,9 0,08 375,4 303,9 11330415907 5,67 x 107,56 0,61 0,96 0,02 ⁸־
4 101,5 31,7 0,08 374,5 304,7 11050478949 5,67 x 107,37 0,61 0,96 0,02 ⁸־
6 100,0 32,4 0,08 373,0 305,4 10657742434 5,67 x 107,11 0,61 0,96 0,02 ⁸־
8 98,4 33,0 0,08 371,4 306,0 10259180313 5,67 x 106,85 0,61 0,96 0,02 ⁸־
10 99,7 33,7 0,08 372,7 306,7 10446476059 5,67 x 106,97 0,61 0,96 0,02 ⁸־
12 101,8 34,5 0,08 374,8 307,5 10792352449 5,67 x 107,20 0,61 0,96 0,02 ⁸־
14 101,5 35,1 0,08 374,5 308,1 10659261191 5,67 x 107,11 0,61 0,96 0,02 ⁸־
16 100,3 35,7 0,08 373,3 308,7 10337959419 5,67 x 106,90 0,61 0,96 0,02 ⁸־
18 98,7 36,3 0,08 371,7 309,3 9936354217 5,67 x 106,63 0,61 0,96 0,02 ⁸־
20 99,1 36,8 0,08 372,1 309,8 9959331046 5,67 x 106,65 0,61 0,96 0,02 ⁸־
121
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI
PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN
DATA PENGUJIAN 2-1
Spesimen Uji : Aluminium Polishing Set Value Spesimen : 100° C
Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30° C
Jarak Spesimen: 4 cm Kec. Perisai Udara : --
Sudut : 0° Pengujian ke- : 2
Ket : * Emisivitas Bahan menurut Koestoer (2002: 442).
Waktu
Suhu
Pemancar
(T1)
Suhu
Penerima
(T2)
Jari-Jari
Spesimen
(m)
Suhu
Mutlak
T1
Suhu
Mutlak
T2
(T1⁴-T2⁴)
Konstansta
Stefan-
Boltzmann
(σ)
Luas
(m²)
Emisivitas
Spesimen
Uji (ε) *
Faktor
Geometris
(Fg)
Laju Perpindahan
Panas Radiasi
(Watt)
0 100,2 30,0 0,08 373,2 303,0 10969535656 5,67 x 100,30 0,61 0,039 0,02 ⁸־
2 98,9 30,4 0,08 371,9 303,4 10656058520 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־
4 99,1 30,8 0,08 372,1 303,8 10652467645 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־
6 101,2 31,2 0,08 374,2 304,2 11043965041 5,67 x 100,30 0,61 0,039 0,02 ⁸־
8 101,2 31,6 0,08 374,2 304,6 10998836206 5,67 x 100,30 0,61 0,039 0,02 ⁸־
10 100,3 32,0 0,08 373,3 305,0 10765577326 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־
12 99,2 32,3 0,08 372,2 305,3 10503599717 5,67 x 100,28 0,61 0,039 0,02 ⁸־
14 98,8 32,7 0,08 371,8 305,7 10375613691 5,67 x 100,28 0,61 0,039 0,02 ⁸־
16 101,1 33,1 0,08 374,1 306,1 10807062058 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־
18 101,4 33,5 0,08 374,4 306,5 10823985216 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־
20 100,8 33,8 0,08 373,8 306,8 10663728979 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־
122
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI
PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN
DATA PENGUJIAN 2-2
Spesimen Uji : Aluminium Roughing Set Value Spesimen : 100° C
Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30° C
Jarak Spesimen: 4 cm Kec. Perisai Udara : --
Sudut : 0° Pengujian ke- : 2
Ket : * Emisivitas Bahan menurut Koestoer (2002: 442).
Waktu
Suhu
Pemancar
(T1)
Suhu
Penerima
(T2)
Jari-Jari
Spesimen
(m)
Suhu
Mutlak
T1
Suhu
Mutlak
T2
(T1⁴-T2⁴)
Konstansta
Stefan-
Boltzmann
(σ)
Luas
(m²)
Emisivitas
Spesimen
Uji (ε) *
Faktor
Geometris
(Fg)
Laju Perpindahan
Panas Radiasi
(Watt)
0 99,8 30,0 0,08 372,8 303,0 10886503445 5,67 x 100,53 0,61 0,07 0,02 ⁸־
2 98,4 30,5 0,08 371,4 303,5 10542214209 5,67 x 100,51 0,61 0,07 0,02 ⁸־
4 100,8 31,0 0,08 373,8 304,0 10982760979 5,67 x 100,53 0,61 0,07 0,02 ⁸־
6 102,1 31,5 0,08 375,1 304,5 11199448054 5,67 x 100,54 0,61 0,07 0,02 ⁸־
8 101,2 32,0 0,08 374,2 305,0 10953529232 5,67 x 100,53 0,61 0,07 0,02 ⁸־
10 99,7 32,4 0,08 372,7 305,4 10595543383 5,67 x 100,52 0,61 0,07 0,02 ⁸־
12 98,5 32,8 0,08 371,5 305,8 10302580284 5,67 x 100,50 0,61 0,07 0,02 ⁸־
14 101,0 33,3 0,08 374,0 306,3 10763161144 5,67 x 100,52 0,61 0,07 0,02 ⁸־
16 102,1 33,8 0,08 375,1 306,8 10936743757 5,67 x 100,53 0,61 0,07 0,02 ⁸־
18 101,1 34,2 0,08 374,1 307,2 10680185035 5,67 x 100,52 0,61 0,07 0,02 ⁸־
20 99,5 34,6 0,08 372,5 307,6 10300776407 5,67 x 100,50 0,61 0,07 0,02 ⁸־
123
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI
PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN
DATA PENGUJIAN 2-3
Spesimen Uji : Aluminium Painting-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° Pengujian ke- : 2
Ket : * Emisivitas Bahan menurut Incropera dan Dewitt (1990: 753).
Waktu
Suhu
Pemancar
(T1)
Suhu
Penerima
(T2)
Jari-Jari
Spesimen
(m)
Suhu
Mutlak
T1
Suhu
Mutlak
T2
(T1⁴-T2⁴)
Konstansta
Stefan-
Boltzmann
(σ)
Luas
(m²)
Emisivitas
Spesimen
Uji (ε) *
Faktor
Geometris
(Fg)
Laju Perpindahan
Panas Radiasi
(Watt)
0 101,8 30,0 0,08 372,3 303,0 11304344382 5,67 x 107,62 0,61 0,97 0,02 ⁸־
2 102,2 31,2 0,08 371,5 304,2 11254397070 5,67 x 107,59 0,61 0,97 0,02 ⁸־
4 101,2 32,0 0,08 374,1 305,0 10953529232 5,67 x 107,38 0,61 0,97 0,02 ⁸־
6 99,4 32,7 0,08 374,5 305,7 10499262669 5,67 x 107,08 0,61 0,97 0,02 ⁸־
8 98,5 33,5 0,08 373,6 306,5 10222234815 5,67 x 106,89 0,61 0,97 0,02 ⁸־
10 101 34,2 0,08 372,0 307,2 10659251191 5,67 x 107,19 0,61 0,97 0,02 ⁸־
12 101,9 34,9 0,08 371,8 307,9 10766808369 5,67 x 107,26 0,61 0,97 0,02 ⁸־
14 100,9 35,6 0,08 374,4 308,6 10474871180 5,67 x 107,06 0,61 0,97 0,02 ⁸־
16 99,2 36,2 0,08 374,5 309,2 10051100569 5,67 x 106,78 0,61 0,97 0,02 ⁸־
18 98,6 36,9 0,08 373,4 309,9 9844598688 5,67 x 106,64 0,61 0,97 0,02 ⁸־
20 101,3 37,5 0,08 371,9 310,5 10333210993 5,67 x 106,97 0,61 0,97 0,02 ⁸־
124
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI
PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN
DATA PENGUJIAN 2-4
Spesimen Uji : Aluminium Painting-White Set Value Spesimen : .100° C
Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30° C
Jarak Spesimen: 4 cm Kec. Perisai Udara : --
Sudut : 0° Pengujian ke- : 2
Ket : * Emisivitas Bahan menurut Incropera dan Dewitt (1990: 753).
Waktu
Suhu
Pemancar
(T1)
Suhu
Penerima
(T2)
Jari-Jari
Spesimen
(m)
Suhu
Mutlak
T1
Suhu
Mutlak
T2
(T1⁴-T2⁴)
Konstansta
Stefan-
Boltzmann
(σ)
Luas
(m²)
Emisivitas
Spesimen
Uji (ε) *
Faktor
Geometris
(Fg)
Laju Perpindahan
Panas Radiasi
(Watt)
0 99,2 30,0 0,08 372,2 303,0 10762455277 5,67 x 107,18 0,61 0,96 0,02 ⁸־
2 101,8 31,1 0,08 374,8 303,7 11181276475 5,67 x 107,46 0,61 0,96 0,02 ⁸־
4 101,3 31,9 0,08 374,3 304,5 10985840143 5,67 x 107,33 0,61 0,96 0,02 ⁸־
6 99,8 32,7 0,08 372,8 305,2 10582028039 5,67 x 107,06 0,61 0,96 0,02 ⁸־
8 98,5 33,5 0,08 371,5 306,0 10222234815 5,67 x 106,82 0,61 0,96 0,02 ⁸־
10 100,9 34,2 0,08 373,9 306,6 10638334132 5,67 x 107,10 0,61 0,96 0,02 ⁸־
12 101,4 35,0 0,08 374,4 307,2 10649953055 5,67 x 107,11 0,61 0,96 0,02 ⁸־
14 100,4 35,7 0,08 373,4 307,9 10358775955 5,67 x 106,91 0,61 0,96 0,02 ⁸־
16 98,7 36,3 0,08 371,7 308,5 9936354217 5,67 x 106,63 0,61 0,96 0,02 ⁸־
18 99,7 36,9 0,08 372,7 309,1 10071380225 5,67 x 106,72 0,61 0,96 0,02 ⁸־
20 101,6 37,5 0,08 374,6 309,6 10396214224 5,67 x 106,94 0,61 0,96 0,02 ⁸־
125
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI
PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN
DATA PENGUJIAN 3-1
Spesimen Uji : Aluminium Polishing Set Value Spesimen : 100° C
Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30° C
Jarak Spesimen: 4 cm Kec. Perisai Udara : --
Sudut : 0° Pengujian ke- : 3
Ket : * Emisivitas Bahan menurut Koestoer (2002: 442).
Waktu
Suhu
Pemancar
(T1)
Suhu
Penerima
(T2)
Jari-Jari
Spesimen
(m)
Suhu
Mutlak
T1
Suhu
Mutlak
T2
(T1⁴-T2⁴)
Konstansta
Stefan-
Boltzmann
(σ)
Luas
Spesi
men
(m²)
Emisivitas
Spesimen
Uji (ε) *
Faktor
Geometris
(Fg)
Laju Perpindahan
Panas Radiasi
(Watt)
0 102,3 30,0 0,08 375,3 303,0 11409855372 5,67 x 100,31 0,61 0,039 0,02 ⁸־
2 101,4 30,4 0,08 374,4 303,4 11175641853 5,67 x 100,30 0,61 0,039 0,02 ⁸־
4 100,0 30,9 0,08 373,0 303,9 10827393827 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־
6 98,6 31,3 0,08 371,6 304,3 10493417702 5,67 x 100,28 0,61 0,039 0,02 ⁸־
8 99,6 31,8 0,08 372,6 304,8 10643005081 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־
10 101,2 32,2 0,08 374,2 305,2 10930808797 5,67 x 100,30 0,61 0,039 0,02 ⁸־
12 101,0 32,6 0,08 374,0 305,6 10843349253 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־
14 100,1 33,0 0,08 373,1 306,0 10609944541 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־
16 98,9 33,4 0,08 371,9 306,4 10315913568 5,67 x 100,28 0,61 0,039 0,02 ⁸־
18 99,4 33,8 0,08 372,4 306,8 10372881500 5,67 x 100,28 0,61 0,039 0,02 ⁸־
20 101,2 34,2 0,08 374,2 307,2 10701135672 5,67 x 100,29 0,61 0,039 0,02 ⁸־
126
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI
PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN
DATA PENGUJIAN 3-2
Spesimen Uji : Aluminium Roughing Set Value Spesimen : 100° C
Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30° C
Jarak Spesimen: 4 cm Kec. Perisai Udara : --
Sudut : 0° Pengujian ke- : 3
Ket : * Emisivitas Bahan menurut Koestoer (2002: 442).
Waktu
Suhu
Pemancar
(T1)
Suhu
Penerima
(T2)
Jari-Jari
Spesimen
(m)
Suhu
Mutlak
T1
Suhu
Mutlak
T2
(T1⁴-T2⁴)
Konstansta
Stefan-
Boltzmann
(σ)
Luas
(m²)
Emisivitas
Spesimen
Uji (ε) *
Faktor
Geometris
(Fg)
Laju Perpindahan
Panas Radiasi
(Watt)
0 101,5 30,0 0,08 374,5 303,0 11241240144 5,67 x 100,55 0,61 0,07 0,02 ⁸־
2 99,9 30,5 0,08 372,9 303,5 10851462340 5,67 x 100,53 0,61 0,07 0,02 ⁸־
4 98,5 31,1 0,08 371,5 304,1 10495420762 5,67 x 100,51 0,61 0,07 0,02 ⁸־
6 100,8 31,7 0,08 373,8 304,7 10903824360 5,67 x 100,53 0,61 0,07 0,02 ⁸־
8 101,9 32,2 0,08 374,9 305,2 11077934250 5,67 x 100,54 0,61 0,07 0,02 ⁸־
10 100,9 32,7 0,08 373,9 305,7 10811010430 5,67 x 100,53 0,61 0,07 0,02 ⁸־
12 99,4 33,2 0,08 372,4 306,2 10441985485 5,67 x 100,51 0,61 0,07 0,02 ⁸־
14 98,8 33,8 0,08 371,8 306,8 10249232521 5,67 x 100,50 0,61 0,07 0,02 ⁸־
16 101,6 34,2 0,08 374,6 307,2 10785106344 5,67 x 100,52 0,61 0,07 0,02 ⁸־
18 101,7 34,7 0,08 374,7 307,7 10748017317 5,67 x 100,52 0,61 0,07 0,02 ⁸־
20 100,6 35,2 0,08 373,6 308,2 10459152000 5,67 x 100,51 0,61 0,07 0,02 ⁸־
127
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI
PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN
DATA PENGUJIAN 3-3
Spesimen Uji : Aluminium Painting-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° Pengujian ke- : 3
Ket : * Emisivitas Bahan menurut Incropera dan Dewitt (1990: 753).
Waktu
Suhu
Pemancar
(T1)
Suhu
Penerima
(T2)
Jari-Jari
Spesimen
(m)
Suhu
Mutlak
T1
Suhu
Mutlak
T2
(T1⁴-T2⁴)
Konstansta
Stefan-
Boltzmann
(σ)
Luas
(m²)
Emisivitas
Spesimen
Uji (ε) *
Faktor
Geometris
(Fg)
Laju Perpindahan
Panas Radiasi
(Watt)
0 102,9 30,0 0,08 375,9 303,0 11537026426 5,67 x 107,77 0,61 0,97 0,02 ⁸־
2 101,9 31,2 0,08 374,9 304,2 11191090494 5,67 x 107,55 0,61 0,97 0,02 ⁸־
4 100,2 32,1 0,08 373,2 305,1 10733422880 5,67 x 107,24 0,61 0,97 0,02 ⁸־
6 98,5 32,8 0,08 371,5 305,8 10302580284 5,67 x 106,95 0,61 0,97 0,02 ⁸־
8 100,2 33,6 0,08 373,2 306,6 10561758845 5,67 x 107,12 0,61 0,97 0,02 ⁸־
10 101,9 34,4 0,08 374,9 307,4 10825045644 5,67 x 107,30 0,61 0,97 0,02 ⁸־
12 100,9 35,2 0,08 373,9 308,2 10521802555 5,67 x 107,09 0,61 0,97 0,02 ⁸־
14 99,2 35,8 0,08 372,2 308,8 10098306395 5,67 x 106,81 0,61 0,97 0,02 ⁸־
16 98,9 36,5 0,08 371,9 309,5 9953776223 5,67 x 106,71 0,61 0,97 0,02 ⁸־
18 101,7 37,1 0,08 374,7 310,1 10465053105 5,67 x 107,06 0,61 0,97 0,02 ⁸־
20 101,6 37,7 0,08 374,6 310,7 10372242769 5,67 x 106,99 0,61 0,97 0,02 ⁸־
128
ANALISIS LAJU PERPINDAHAN PANAS RADIASI
PADA SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN
DATA PENGUJIAN 3-4
Spesimen Uji : Aluminium Painting-White Set Value Spesimen : 100° C
Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30° C
Jarak Spesimen: 4 cm Kec. Perisai Udara : --
Sudut : 0° Pengujian ke- : 3
Ket : * Emisivitas Bahan menurut Incropera dan Dewitt (1990: 753).
Waktu
Suhu
Pemancar
(T1)
Suhu
Penerima
(T2)
Jari-Jari
Spesimen
(m)
Suhu
Mutlak
T1
Suhu
Mutlak
T2
(T1⁴-T2⁴)
Konstansta
Stefan-
Boltzmann
(σ)
Luas
Spesi
men
(m²)
Emisivitas
Spesimen
Uji (ε) *
Faktor
Geometris
(Fg)
Laju Perpindahan
Panas Radiasi
(Watt)
0 99,3 30,0 0,08 372,3 303,0 10783088360 5,67 x 107,20 0,61 0,96 0,02 ⁸־
2 98,5 31,0 0,08 371,5 304,0 10506664094 5,67 x 107,01 0,61 0,96 0,02 ⁸־
4 101,0 31,8 0,08 374,0 304,8 10934320535 5,67 x 107,30 0,61 0,96 0,02 ⁸־
6 101,5 32,7 0,08 374,5 305,7 10936764738 5,67 x 107,30 0,61 0,96 0,02 ⁸־
8 100,7 33,5 0,08 373,7 306,5 10677448185 5,67 x 107,12 0,61 0,96 0,02 ⁸־
10 99,3 34,2 0,08 372,3 307,2 10305936656 5,67 x 106,88 0,61 0,96 0,02 ⁸־
12 98,7 35,0 0,08 371,7 308,0 10089253030 5,67 x 106,73 0,61 0,96 0,02 ⁸־
14 101,0 35,7 0,08 374,0 308,7 10484026843 5,67 x 107,00 0,61 0,96 0,02 ⁸־
16 101,5 36,4 0,08 374,5 309,4 10506213717 5,67 x 107,01 0,61 0,96 0,02 ⁸־
18 100,6 37,0 0,08 373,6 310,0 10246517763 5,67 x 106,84 0,61 0,96 0,02 ⁸־
20 99,3 37,6 0,08 372,3 310,6 9905064597 5,67 x 106,61 0,61 0,96 0,02 ⁸־
129
RERATA HASIL BESAR LAJU PERPINDAHAN PANAS SECARA
RADIASI DENGAN VARIASI SPESIMEN UJI
Spesimen Uji : Al-Polishing Set Value Spesimen : .100° C
Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30° C
Jarak Spesimen: 4 cm Kec. Perisai Udara : 0
Sudut : 0°
Waktu Laju Perpindahan Panas (Watt)
Data 1 Data 2 Data 3 Rata-Rata
0 0,31 0,30 0,31 0,31
2 0,31 0,29 0,30 0,30
4 0,31 0,29 0,29 0,30
6 0,31 0,30 0,28 0,30
8 0,30 0,30 0,29 0,29
10 0,28 0,29 0,30 0,29
12 0,28 0,28 0,29 0,29
14 0,29 0,28 0,29 0,29
16 0,30 0,29 0,28 0,29
18 0,29 0,29 0,28 0,29
20 0,29 0,29 0,29 0,29
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 : 0
Sudut : 0°
Waktu Laju Perpindahan Panas (Watt)
Data 1 Data 2 Data 3 Rata-Rata
0 0,55 0,53 0,55 0,54
2 0,54 0,51 0,53 0,53
4 0,52 0,53 0,51 0,52
6 0,51 0,54 0,53 0,53
8 0,54 0,53 0,54 0,54
10 0,53 0,52 0,53 0,52
12 0,51 0,50 0,51 0,51
14 0,50 0,52 0,50 0,51
16 0,52 0,53 0,52 0,53
18 0,52 0,52 0,52 0,52
20 0,50 0,50 0,51 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°
Waktu Laju Perpindahan Panas (Watt)
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 Set Value Spesimen : .100° C
Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : 30° C
Jarak Spesimen: 4 cm Kec. Perisai Udara : 0
Sudut : 0°
Waktu Laju Perpindahan Panas (Watt)
Data 1 Data 2 Data 3 Rata-Rata
0 7,56 7,18 7,20 7,31
2 7,56 7,46 7,01 7,34
4 7,37 7,33 7,30 7,33
6 7,11 7,06 7,30 7,16
8 6,85 6,82 7,12 6,93
10 6,97 7,10 6,88 6,98
12 7,20 7,11 6,73 7,01
14 7,11 6,91 7,00 7,01
16 6,90 6,63 7,01 6,85
18 6,63 6,72 6,84 6,73
20 6,65 6,94 6,61 6,73
131
REKAPITULASI RERATA LAJU PERPINDAHAN PANAS PADA
SPESIMEN UJI DENGAN VARIASI BEDA PERLAKUAN PERMUKAAN
Waktu Laju Perpindahan Panas (Watt)
Al-Polish Al-Roughing Al-Black Al-White
0 0,31 0,54 7,67 7,31
2 0,30 0,53 7,51 7,34
4 0,30 0,52 7,23 7,33
6 0,30 0,53 7,05 7,16
8 0,29 0,54 7,11 6,93
10 0,29 0,52 7,18 6,98
12 0,29 0,51 7,05 7,01
14 0,29 0,51 6,96 7,01
16 0,29 0,53 6,85 6,85
18 0,29 0,52 6,84 6,73
20 0,29 0,50 6,85 6,73
Rata-rata 0,29 0,52 7,12 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 : Kharis Burhani
NIM. : 5201410063
Prodi : PTM, S1
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2014
133
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)
A. Identitas
Nama Institusi : Universitas Negeri Semarang
Program Pendidikan : Pendidikan Teknik Mesin, S1
Mata Kuliah : Perpindahan Kalor Dasar
Semester : Gasal
Standar Kompetensi : Perpindahan Panas secara Radiasi
Kompetensi Dasar : Menjelaskan pengertian, proses, dan menghitung besar laju
perpindahan panas secara radiasi
Indikator : - Mahasiswa memahami prinsip perpindahan panas
secara radiasi
- Mahasiswa menganalisis besar laju perpindahan
secara radiasi
Alokasi Waktu : 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 Waktu
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
5 menit
2. Kegiatan Inti
a. Menyebutkan contoh dari perpindahan panas secara
20 menit
134
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.
3. 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. Kharis Burhani
NIP. 196302131988031001 NIM. 5201410063
135
PENGEMBANGAN MEDIA PEMBELAJARAN
Mata Kuliah : Perpindahan Kalor Dasar
Semester : Gasal
Standar kompetensi : Perpindahan Panas secara Radiasi
Kompetensi Dasar Indikator Media Alasan
a) Menjelaskan
prinsip dasar
perpindahan
panas secara
radiasi.
b) Menjelaskan sifat-
sifat radiasi pada
perpindahan
panas.
c) Menganalisis
besar laju
perpindahan
panas secara
radiasi.
Mahasiswa dapat
menjelaskan prinsip
dasar perpindahan
panas secara radiasi.
Mahasiswa dapat
menjelaskan sifat-
sifat radiasi pada
perpindahan panas.
Mahasiswa dapat
menganalisis besar
laju perpindahan
panas secara radiasi.
Presentasi Power
Point, Modul, dan
Alat Peraga
Perpindahan
Panas Radiasi
Mahasiswa lebih
tertarik dengan
media belajar
sehingga termotivasi
untuk memahami
prinsip dasar
perpindahan panas
secara radiasi, sifat-
sifat radiasi, dan
menganalisis besar
laju perpindahan
panas secara radiasi.
136
KISI-KISI SOAL (ALAT EVALUASI)
Mata Kuliah : Perpindahan Kalor Dasar
Semester : Gasal
Standar kompetensi : Perpindahan Panas secara Radiasi
Kompetensi
Dasar Indikator Jenis Bentuk Ranah
Nomor
Soal
a) Menjelaskan
prinsip dasar
perpindahan
panas secara
radiasi.
b) Menjelaskan
sifat- sifat
radiasi pada
perpindahan
panas.
c) Menganalisis
besar laju
perpindahan
panas secara
radiasi.
a) Mahasiswa
dapat
menjelaskan
prinsip dasar
perpindahan
panas secara
radiasi.
b) Mahasiswa
dapat
menjelaskan
sifat- sifat
radiasi pada
perpindahan
panas.
c) Mahasiswa
dapat
menganalisis
besar laju
perpindahan
panas secara
radiasi.
Tertulis
Tertulis
Tertulis
Pilihan
Ganda
Pilihan
Ganda
Uraian
C1
C2
C2
1 - 5
6 - 10
1
Skor Penilaian Tes Tertulis
No. ASPEK PENILAIAN NILAI
MAKS
NILAI
PEROLEHAN
(X1)
KETERANGAN
1.
2.
Soal No.1 sampai No. 10
pilihan ganda
Soal No.2
Diuraikan dengan benar dan
tepat
10
10
Syarat lulus,
nilai minimal 65
Jumlah Skor 20
Nilai = Jumlah Skor x 5 20 x 5 = 100
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
2. A B C D E
3. A B C D E
4. A B C D E
5. 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).( watt/ ).(3,14).(0,08m)².
= (0,07).( watt/ ).(0,02 m²).( )
= 3,97 W
6. A B C D E
7. A B C D E
8. A B C D E
9. A B C D E
10. A B C D E
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 Materi Belajar Kegiatan Media
1. Memahami
proses
perpindahan
panas secara
radiasi.
Pengertian
radiasi.
Sifat-sifat radiasi.
Radiasi benda
hitam.
Emisivitas
Benda.
Penyajian
materi.
Demonstrasi/
Peragaan.
Tanya
Jawab.
Modul.
Komputer,
LCD
proyektor
dan
perlengkapan
nya.
Papan tulis
dan spidol.
Alat peraga
perpindahan
panas radiasi.
2. Menganalisis
laju
perpindahan
panas secara
radiasi.
Hukum Stefan-
Bolzmann.
Perhitungan laju
perpindahan
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 panjang-
gelombang 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 abu-
abu (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.
Gambar 5. (a)Refleksi spekular dan (b) refleksi baur
Sumber: (Koestoer 2002: 344)
Sinar Refleksi
Sumber Sumber
Bayangan cermin
sumber
(b) (a)
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 benda-
benda nyata, merupakan hasil dari perbandingan daya emisi benda tersebut
dengan daya emisi benda hitam pada suhu yang sama.
152
Dengan = 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)
C. Laju Perpindahan Panas Radiasi
Telah kita singgung di atas bahwa benda hitam adalah benda yang
memancarkan energi menurut hukum . Jadi untuk benda hitam (black body),
Temperatur
(°K)
Stainless
Steel Seng Kuningan Aluminium Tembaga
398 0,227 0,1766 0,115 0,071 0,042
423 0,230 0,1401 0,097 0,073 0,044
473 0,211 0,1627 0,074 0,075 0,048
523 0,201 0,1422 0,075 0,078 0,056
573 0,209 0,1698 0,081 0,080 0,060
623 0,218 0,1790 0,070 0,083 0,060
673 0,202 0,1820 0,067 0,086 0,064
698 0,213 0,1896 0,061 0,087 0,066
11
12
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.
: 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
13
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 ( ) pada suhu yang sama.
7. 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, faktor pandang/faktor geometri,
luas permukaan pancaran m², Suhu mutlak permukaan pancaran
benda dalam K, serta Konstanta Stefan-Boltzmann dengan nilai
watt/ .
158
4. Soal Latihan
A. Pilihan Ganda
Pilihlah jawaban yang paling tepat!
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
17
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…
a. Baur
b. Turbulen
c. Laminar
d. Spekular
e. Diagonal
19
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
BUKU MANUAL Lampiran 5
2015
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI
SEMARANG
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI
SEMARANG
BUKU MANUAL
ALAT PERAGA PERPINDAHAN PANAS RADIASI
DENGAN PERISAI DINDING IMAJINER
162
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
163
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
164
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.
165
BAGIAN II
CARA KERJA DAN SPESIFIKASI TEKNIS ALAT
A. Bagian-Bagian Alat
2
10
6
9 8
5
4
3
1
7
11
166
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 FUNGSI
Penjepit Spesimen Menjepit Spesimen Uji saat pengujian .
Penjepit Benda Hitam Menjepit Benda Hitam saat pengujian.
Heater/Pemanas Memanaskan spesimen yang akan diuji.
Thermocouple Sebagai sensor suhu untuk pengukuran suhu
spesimen uji dan benda hitam/penerima panas
Pengatur Sudut Mengatur sudut meja landasan benda hitam/penerima
panas.
Meja Pengatur Jarak Mengatur jarak pengujian antara spesimen uji dan
benda hitam.
Indikator
Heater/Pemanas
Sebagai lampu indikator menyala/tidaknya heater.
Jika lampu indikator menyala maka heater juga
menyala. Begitu juga sebaliknya.
Saklar Power Untuk menghidupkan/mematikan alat.
Display 1
Menampilkan suhu pengukuran pada spesimen uji
(digit atas) serta digunakan untuk mengatur suhu
pengujian spesimen (digit bawah).
Display 2 Menampilkan suhu pengukuran pada benda
hitam/penerima panas
Box Kaca
Manutup alat peraga agar tidak terjadi aliran udara
selama pengujian sehingga kehilangan panas akibat
konveksi dapat dikurangi.
167
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.
168
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
169
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 SPESIFIKASI
Dimensi
Panjang : 550 mm
Lebar : 330 mm
Tinggi : 550 mm
Input Power Tegangan : 220-240 V AC
Bahan/Material
Rangka : Baja Siku
Landasan Meja : Pelat Baja
Penjepit Spesimen : Pelat Baja
Penjepit Benda Hitam : Pelat Baja
Meja Pengatur Jarak : Pelat Baja
Heater/Pemanas Tegangan : 220 Volt
Daya : 300 Watt
Display 1
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
Display 2
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
170
Thermocouple 1 Type : K
Rentang Suhu Pengukuran : 0 - 400 C
Thermocouple 2 Type : K
Rentang Suhu Pengukuran : 0 - 400 C
Box Kaca Dimensi (P x L x T) : 550 x 350 x 350 mm
Tebal Kaca : 5 mm.
Pengatur Sudut Pengaturan Sudut Maksimal : 12
Pengatur Jarak Pengaturan Jarak Maksimal : 200 mm
Berat Berat Alat Peraga : ±40 kg
2. Blower Udara Dinding Imajiner (Air Flow Shield)
BAGIAN SPESIFIKASI
Dimensi Alar
Panjang : 180 mm
Lebar : 150 mm
Tinggi : 540 mm
Input Power Tegangan : 220-240 V AC
Bahan/Material Rangka : Baja Pelat
Bodi : Baja Pelat
Kipas/Blower Jumlah : 3 buah
Input Power : 12 V DC 2A
Anemometer
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
Kecepatan Udara Kec. Udara Maksimum : 3 m/s
Kec. Udara Minimum : 0,8 m/s
Berat Berat Blower Udara : 15 kg
Semburan Udara Tebal Semburan Udara : 10 mm
Lebar Semburan Udara : 270 mm
3. Spesimen Uji
VARIABEL SPESIMEN UJI SPESIFIKASI
Bahan Aluminium
Diameter : 170 mm
Tebal : 10 mm
Stainless Steel Diameter : 170 mm
Tebal : 10 mm
Kuningan Diameter : 170 mm
Tebal : 10 mm
Perlakuan
Permukaan
Aluminium
Polishing
Diameter : 170 mm
Tebal : 10 mm
171
Permukaan : Dipoles Halus
Aluminium
Roughing
Diameter : 170 mm
Tebal : 10 mm
Permukaan : Pengerjaan Kasar
Aluminium
Painting-Black
Doff
Diameter : 170 mm
Tebal : 10 mm
Permukaan : Dicat Warna Hitam Doff
Merk Cat : RJ London
Aluminium
Painting-White
Diameter : 170 mm
Tebal : 10 mm
Permukaan : Dicat Warna Putih
Merk Cat : RJ London
172
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
173
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
pada Display 1
Tombol Down dan Up
1. Perhatikan digit baris kedua pada display 1.
Digit kedua merupakan display untuk
pengaturan suhu pengujian.
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
174
pengaturan.
Pengaturan Nilai
Temperatur Input shift
(Untuk Kalibrasi Display)
Menu Input shift
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.
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
175
tekan 2 kali
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.
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.
176
SETTING LANGKAH
Pengaturan Sudut Meja Landasan
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 LANGKAH
Setting Jarak Pengujian
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
177
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 LANGKAH
Melepas Spesimen Uji
1. Lepas baut kunci pada penjepit
spesimen dengan kunci pas.
178
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.
179
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.
180
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.
181
20. Pengujian dilakukan selama 3 kali. Setelah semua pengujian dilakukan,
masukkan data pengujian pada tabel.
182
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 Bagian Periode Waktu
Pengecekan Display1 Setiap 1 Bulan
Display 2 Setiap 1 Bulan
Heater/Pemanas Setiap 1 Bulan
Thermocouple 1 Setiap 1 Bulan
Thermocouple 2 Setiap 1 Bulan
Sistem Kelistrikan Setiap 1 Bulan
Pembersihan Rumah Heater dan Penjepit
Spesimen Uji Setiap 3 Bulan
Bagian dalam Alat Peraga Setiap 3 Bulan
Pengatur Sudut Setiap 1 Bulan
Meja Luncur Setiap 1 Bulan
Pelumasan Meja Luncur (Sliding Table) Setiap 1 Minggu
183
184
Landasan Meja Luncur Setiap 1 Minggu
Pengatur Sudut Setiap 1 Minggu
Pengaturan Ulang
(Resetting)
Sudut Meja Luncur Setiap Pakai
Jarak Spesimen dan Benda
Hitam Setiap Pakai
Ketegak Lurusan Spesimen
Uji/Benda Hitam dengan
Landasan Meja
Setiap 3 Bulan
Kalibrasi Display Setiap 3 Bulan
Kesejajaran Spesimen Uji dan
Benda Hitam Setiap 3 Bulan
Kerataan Meja Landasan Setiap 3 Bulan
Overhoul Semua Bagian Setiap 1 Tahun
2. Blower Udara
Perawatan Bagian Periode Waktu
Pengecekan Kipas Blower 1 Setiap 1 Bulan
Kipas Blower 2 Setiap 1 Bulan
Kipas Blower 3 Setiap 1 Bulan
Rangkaian Kelistrikan Setiap 1 Bulan
Pengatur Kecepatan Udara Setiap 1 Bulan
Pembersihan Kipas Blower Setiap 3 Bulan
Bagian dalam Blower Udara Setiap 3 Bulan
Saluran Blower Udara Setiap 1 Bulan
Bagian Luar Setiap 1 Bulan
Overhoul Semua Bagian Setiap 1 Tahun
3. Spesimen Uji
Perawatan Bagian Periode Waktu
Pengecekan Tampilan Spesimen Setiap Pakai
Permukaan Spesimen Setiap Pakai
Pembersihan Semua Spesimen Setiap Pakai
Pengecatan Ulang Spesimen Aluminium Painting
Black dan Aluminium Painting
White
Setiap 3 Bulan
Pemolesan Ulang Spesimen Aluminium Polishing,
Stainless Steel, Kuningan. Setiap 3 Bulan
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).
185
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.
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
Selisih Suhu = (Pengukuran Suhu Termometer – Pengukuran Suhu Display)
186
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 Penanganan
Alat Peraga Tidak
Menyala
Tidak ada aliran listrik Periksa kabel stop
kontak
MCB (Miniature
Circuit Breaker) putus
Ganti MCB
(Miniature Circuit
Breaker)
Relay Putus Ganti Relay
Display Tidak Menyala Kabel putus Perbaiki/ganti kabel
Display Rusak Ganti display
Heater Tidak Menyala Tidak ada aliran listrik
Periksa kabel heater
Periksa rangkaian
heater
Heater rusak Ganti heater
Thermocouple Tidak
Membaca Suhu
Kabel sambungan ke
display lepas
Thermocouple rusak
Pasang kembali
kabelnya
Ganti thermocouple
dengan yang baru
Meja Pengatur Sudut dan
Jarak Sulit Digerakkan
Meja kering
Pengunci masih
terpasang
Beri pelumas atau
minyak
Lepas baut pengunci
Display Tidak Membaca
Suhu dengan Baik
Thermocouple rusak
Kabel penghubung
dengan thermocouple
rusak
Ganti thermocouple
Perbaiki atau ganti
kabel
Blower tidak menyala Tidak ada aliran listrik Periksa kabel power
187
blower
Periksa kerja trafo
Blower rusak Ganti blower
188
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 : __________________________________
PENGUJIAN KE-1
Spesimen Uji : ............................. Set Value Spesimen : .... C
Lama Waktu : 20 menit Suhu Awal Penerima : .... C
Jarak Spesimen : .... cm Kec. Perisai Udara : ..... m/s
Sudut : ....
Waktu (menit) Suhu Spesimen
Uji/Pemancar (C)
Suhu Benda
Hitam/Penerima
Pancaran (C)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
189
BIODATA TIM PENYUSUN
Nama : Agus Eko Saputra
NIM : 5201410006
Prodi : Pend. Teknik Mesin
Alamat : Kudus
Nama : Heri Purnomo
NIM : 52014100039
Prodi : Pend. Teknik Mesin
Alamat : Kudus
Nama : Riwan Setiarso
NIM : 5201410030
Prodi : Pend. Teknik Mesin
Alamat : Kendal
Nama : Kharis Burhani
NIM : 5201410063
Prodi : Pend. Teknik Mesin
Alamat : Purwokerto
190
191
Lampiran 6
DATA SUBJEK PENELITIAN UNTUK UJI COBA PENGGUNAAN MEDIA
PEMBELAJARAN PERPINDAHAN PANAS RADIASI
ROMBEL 1
Mata Kuliah : Perpindahan Kalor Dasar (2 sks)
Dosen Pengampu : M. Burhan Rubai Wijaya
Rombel : 525040001
Program Studi : Teknik Mesin, S1
Jumlah Peserta : 22 orang
Waktu Kuliah : 201-202
NO. NIM NAMA ANGKATAN PRODI
1 5212413001 Muhammad Azhar Rizki 2013 Teknik Mesin, S1
2 5212413003 Muhammad Zainal Arifin 2013 Teknik Mesin, S1
3 5212413006 Suprayoga Edi Lestari 2013 Teknik Mesin, S1
4 5212413008 Alawi Multazam Asrori 2013 Teknik Mesin, S1
5 5212413015 Dwi Nanda Bayu Krisna 2013 Teknik Mesin, S1
6 5212413017 Dwi Apit Hidayatullah 2013 Teknik Mesin, S1
7 5212413018 Setyo Hartadi 2013 Teknik Mesin, S1
8 5212413019 Aminullah Ahmad 2013 Teknik Mesin, S1
9 5212413020 Lukman Haqim 2013 Teknik Mesin, S1
10 5212413021 Bagus Setiawan 2013 Teknik Mesin, S1
11 5212413022 Triaji Joko Susilo 2013 Teknik Mesin, S1
12 5212413023 Elan Prasa Dewa 2013 Teknik Mesin, S1
13 5212413024 Cahyo Budi Wicaksono 2013 Teknik Mesin, S1
14 5212413026 Bagus Adi Pratama 2013 Teknik Mesin, S1
15 5212413030 Muhammad Gifani Al Qadry 2013 Teknik Mesin, S1
16 5212413032 Burhanuddin Wicaksono 2013 Teknik Mesin, S1
17 5212413033 Adib Abdillah 2013 Teknik Mesin, S1
18 5212413044 Hilya Hamzah Raydina 2013 Teknik Mesin, S1
19 5212413048 Harry Soekarno Putra 2013 Teknik Mesin, S1
20 5212413053 Wim Widyo Baskoro 2013 Teknik Mesin, S1
21 5212413064 Alam Saputra Setiawan 2013 Teknik Mesin, S1
22 5212413065 Ahmad Yusron 2013 Teknik Mesin, S1
192
DATA SUBJEK PENELITIAN UNTUK UJI COBA PENGGUNAAN MEDIA
PEMBELAJARAN PERPINDAHAN PANAS RADIASI
ROMBEL 2
Mata Kuliah : Perpindahan Kalor Dasar (2 sks)
Dosen Pengampu : M. Burhan Rubai Wijaya
Rombel : 525040002
Program Studi : Teknik Mesin, S1
Jumlah Peserta : 35 orang
Waktu Kuliah : 203-204
NO. NIM NAMA ANGKATAN PRODI
1 5212413002 Imam Rudianto 2013 Teknik Mesin, S1
2 5212413004 Rais Alhakim 2013 Teknik Mesin, S1
3 5212413005 Afri Mukti Pribadi 2013 Teknik Mesin, S1
4 5212413007 Mukhammad Iwan Setiawan 2013 Teknik Mesin, S1
5 5212413009 Fahmi Nurul Yahya 2013 Teknik Mesin, S1
6 5212413010 Amry Wicaksana 2013 Teknik Mesin, S1
7 5212413011 Giri Susilo 2013 Teknik Mesin, S1
8 5212413012 Abdul Rokhim 2013 Teknik Mesin, S1
9 5212413013 Rendi Yulianto 2013 Teknik Mesin, S1
10 5212413014 Muhammad Faadhil 2013 Teknik Mesin, S1
11 5212413016 M. Anwar Anas 2013 Teknik Mesin, S1
12 5212413028 Muhamad Adi Puryadi 2013 Teknik Mesin, S1
13 5212413029 Dwi Pujasakti 2013 Teknik Mesin, S1
14 5212413034 Luthfi Eka Maryanto 2013 Teknik Mesin, S1
15 5212413035 Naftali Ricky Yuliantiarno 2013 Teknik Mesin, S1
16 5212413036 Sutiyo 2013 Teknik Mesin, S1
17 5212413037 Dhimas Moehammad Danial 2013 Teknik Mesin, S1
18 5212413038 Senthot Dimas Wahyu R 2013 Teknik Mesin, S1
19 5212413039 Fahma Ilmian Syah 2013 Teknik Mesin, S1
20 5212413040 Kharis Munandar 2013 Teknik Mesin, S1
21 5212413042 Ahmad Sigit Affandi 2013 Teknik Mesin, S1
22 5212413043 Galuh Nur Budiandono 2013 Teknik Mesin, S1
23 5212413045 Achmad Arif Ichwani 2013 Teknik Mesin, S1
24 5212413047 Fahmi Abdullah Naafi 2013 Teknik Mesin, S1
25 5212413049 Choirun Nisriina 2013 Teknik Mesin, S1
193
26 5212413050 Ahmad Ghani Muzakki 2013 Teknik Mesin, S1
27 5212413051 Luqmanul Hakim 2013 Teknik Mesin, S1
28 5212413054 M. Adi Nugroho 2013 Teknik Mesin, S1
29 5212413055 Thomas Rivaldhi 2013 Teknik Mesin, S1
30 5212413056 Eko Aprilianto 2013 Teknik Mesin, S1
31 5212413057 Desca Laily Jehan 2013 Teknik Mesin, S1
32 5212413059 Nobertus Dodi 2013 Teknik Mesin, S1
33 5212413060 Rifki Imanudin Ilham 2013 Teknik Mesin, S1
34 5212413061 Jeri Pranio 2013 Teknik Mesin, S1
35 5212413063 Panca Ariana 2013 Teknik Mesin, S1
194
Lampiran 7
PRESENSI UJI COBA PENGGUNAAN MEDIA PEMBELAJARAN
PERPINDAHAN PANAS RADIASI
ROMBEL 1
Mata Kuliah : Perpindahan Kalor Dasar (2 sks)
Dosen Pengampu : M. Burhan Rubai Wijaya
Rombel : 525040001
Program Studi : Teknik Mesin, S1
Jumlah Peserta : 22 orang
Waktu Kuliah : 201-202
NO. NIM NAMA PRESENSI
1 5212413001 Muhammad Azhar Rizki Hadir
2 5212413003 Muhammad Zainal Arifin Hadir
3 5212413006 Suprayoga Edi Lestari Tidak Hadir
4 5212413008 Alawi Multazam Asrori Tidak Hadir
5 5212413015 Dwi Nanda Bayu Krisna Hadir
6 5212413017 Dwi Apit Hidayatullah Hadir
7 5212413018 Setyo Hartadi Hadir
8 5212413019 Aminullah Ahmad Hadir
9 5212413020 Lukman Haqim Hadir
10 5212413021 Bagus Setiawan Hadir
11 5212413022 Triaji Joko Susilo Tidak Hadir
12 5212413023 Elan Prasa Dewa Hadir
13 5212413024 Cahyo Budi Wicaksono Hadir
14 5212413026 Bagus Adi Pratama Hadir
15 5212413030 Muhammad Gifani Al Qadry Hadir
16 5212413032 Burhanuddin Wicaksono Hadir
17 5212413033 Adib Abdillah Hadir
18 5212413044 Hilya Hamzah Raydina Hadir
19 5212413048 Harry Soekarno Putra Hadir
20 5212413053 Wim Widyo Baskoro Tidak Hadir
21 5212413064 Alam Saputra Setiawan Hadir
22 5212413065 Ahmad Yusron Hadir
Mahasiswa Hadir : 18 orang
Mahasswa Tidak Hadir : 4 orang
Jumlah Total Mahasiswa : 22 orang
195
PRESENSI UJI COBA PENGGUNAAN MEDIA PEMBELAJARAN
PERPINDAHAN PANAS RADIASI
ROMBEL 1
Mata Kuliah : Perpindahan Kalor Dasar (2 sks)
Dosen Pengampu : M. Burhan Rubai Wijaya
Rombel : 525040002
Program Studi : Teknik Mesin, S1
Jumlah Peserta : 35 orang
Waktu Kuliah : 203-204
NO. NIM NAMA PRESENSI
1 5212413002 Imam Rudianto Hadir
2 5212413004 Rais Alhakim Tidak Hadir
3 5212413005 Afri Mukti Pribadi Hadir
4 5212413007 Mukhammad Iwan Setiawan Hadir
5 5212413009 Fahmi Nurul Yahya Hadir
6 5212413010 Amry Wicaksana Hadir
7 5212413011 Giri Susilo Hadir
8 5212413012 Abdul Rokhim Hadir
9 5212413013 Rendi Yulianto Hadir
10 5212413014 Muhammad Faadhil Hadir
11 5212413016 M. Anwar Anas Hadir
12 5212413028 Muhamad Adi Puryadi Hadir
13 5212413029 Dwi Pujasakti Hadir
14 5212413034 Luthfi Eka Maryanto Tidak Hadir
15 5212413035 Naftali Ricky Yuliantiarno Hadir
16 5212413036 Sutiyo Tidak Hadir
17 5212413037 Dhimas Moehammad Danial Hadir
18 5212413038 Senthot Dimas Wahyu R Hadir
19 5212413039 Fahma Ilmian Syah Hadir
20 5212413040 Kharis Munandar Hadir
21 5212413042 Ahmad Sigit Affandi Hadir
22 5212413043 Galuh Nur Budiandono Hadir
23 5212413045 Achmad Arif Ichwani Hadir
24 5212413047 Fahmi Abdullah Naafi Hadir
25 5212413049 Choirun Nisriina Tidak Hadir
196
26 5212413050 Ahmad Ghani Muzakki Hadir
27 5212413051 Luqmanul Hakim Tidak Hadir
28 5212413054 M. Adi Nugroho Hadir
29 5212413055 Thomas Rivaldhi Hadir
30 5212413056 Eko Aprilianto Hadir
31 5212413057 Desca Laily Jehan Hadir
32 5212413059 Nobertus Dodi Hadir
33 5212413060 Rifki Imanudin Ilham Hadir
34 5212413061 Jeri Pranio Hadir
35 5212413063 Panca Ariana Hadir
Mahasiswa Hadir : 30 orang
Mahasswa Tidak Hadir : 5 orang
Jumlah Total Mahasiswa : 35 orang
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 Nama Responden Butir Soal
1 2 3 4 5
1 5212413001 M. Azhar Rizki 3 4 4 3 3
2 5212413003 M. Zainal Arifin 3 2 3 3 2
3 5212413015 Dwi Nanda Bayu Krisna 3 2 3 3 2
4 5212413017 Dwi Apit H. 3 2 3 3 3
5 5212413018 Setyo Haryadi 3 3 3 3 2
6 5212413019 Aminullah Ahmad 3 3 4 3 3
7 5212413020 Lukman Haqim 3 2 4 3 2
8 5212413021 Bagus Setiawan 4 3 3 3 3
9 5212413023 Elan Prasa Dewa 4 3 3 4 3
10 5212413024 Cahyo Budi W. 3 3 3 3 2
11 5212413026 Bagus Adi Pratama 3 3 4 3 3
12 5212413070 M. Gifani Al Qadry 4 3 4 4 2
13 5212413032 Burhanuddin W. 4 3 4 4 3
14 5212413033 Adib Abdillah 3 3 4 3 3
15 5212413044 Hilya Hamzah R. 4 4 4 4 3
16 5212413048 Harry Soekarno Putra 4 3 4 4 4
17 5212413064 Alam Saputra S. 4 4 4 4 3
18 5212413065 Ahmad Yusron 4 4 4 4 4
19 5212413002 Imam Rudianto 3 3 3 3 3
20 5212413005 Afri Mukti Pribadi 3 4 3 3 3
21 5212413007 M. Iwan Setiawan 4 4 3 4 3
22 5212413009 Fahmi Nurul Yahya 3 3 3 2 3
23 5212413010 Amry Wicaksana 3 4 3 3 4
24 5212413011 Giri Susilo 3 3 3 3 2
25 5212413012 Abdul Rokhim 4 3 3 3 3
26 5212413013 Rendi Yulianto 3 3 3 3 3
27 5212413014 Muhammad Faadhil 4 4 3 4 3
28 5212413016 M. Anwar Anas 3 3 3 3 3
29 5212413028 Muhammad Adi Puryadi 3 3 2 3 3
198
30 5212413029 Dwi Pujasakti 4 4 4 3 3
31 5212413035 Naftali Ricky Y. 4 4 4 4 3
32 5212413037 Dhimas Moehammad D. 3 3 3 3 2
33 5212413038 Senthot Dhimas W.R. 4 4 4 4 3
34 5212413039 Fahma Ilmian S. 3 3 3 3 3
35 5212413040 Kharis Munandar 3 3 3 4 3
36 5212413042 Ahmad Sigit Affandi 4 3 3 4 3
37 5212413043 Galuh Nur Budiandono 4 4 4 4 3
38 5212413045 Achmad Arif Ikhwani 4 3 4 3 4
39 5212413047 Fahmi Abdullah Naafi‟ 3 3 3 4 4
40 5212413050 Ahmad Ghani Muzakki 4 4 4 4 3
41 5212413054 M. Adi Nugroho 4 4 3 3 3
42 5212413055 Thomas Rivaldhi 3 3 4 3 4
43 5212413056 Eko Aprilianto 4 4 4 4 3
44 5212413057 Desca Laily Jehan 3 3 3 3 3
45 5212413059 Nobertus Dodi 3 3 3 3 3
46 5212413060 Rifki Imanudin Ilham 4 4 3 3 4
47 5212413061 Jeri Pranio 4 4 4 4 3
48 5212413063 Panca Ariana 3 3 3 3 3
Jumlah 166 157 163 161 143
Rerata 3,46 3,27 3,4 3,35 2,98
Skor Maks 192 192 192 192 192
% 86,5 81,8 84,9 83,9 74,5
Kriteria SB SB SB SB B
Jumlah Total 790
Skor Maks total 960
% 82,29
Kriteria SB
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 Butir Soal
1 2 3 4 5
1 5212413001 M. Azhar Rizki 3 4 4 4 4
2 5212413003 M. Zainal Arifin 3 3 3 4 4
3 5212413015 Dwi Nanda Bayu Krisna 3 2 3 3 3
4 5212413017 Dwi Apit H. 3 2 4 3 3
5 5212413018 Setyo Haryadi 4 3 3 4 3
6 5212413019 Aminullah Ahmad 3 2 3 3 3
7 5212413020 Lukman Haqim 3 3 2 3 3
8 5212413021 Bagus Setiawan 3 2 3 2 2
9 5212413023 Elan Prasa Dewa 4 3 3 3 3
10 5212413024 Cahya Budi W. 3 3 3 3 2
11 5212413026 Bagus Adi Pratama 3 3 3 3 4
12 5212413070 M. Gifani Al Qadry 4 3 3 3 3
13 5212413032 Burhanuddin W. 4 3 3 2 3
14 5212413033 Adib Abdillah 4 4 3 3 2
15 5212413044 Hilya Hamzah R. 4 4 4 4 4
16 5212413048 Harry Soekarno Putra 4 3 4 4 4
17 5212413064 Alam Saputra S. 4 4 4 4 4
18 5212413065 Ahmad Yusron 4 4 4 4 3
19 5212413002 Imam Rudianto 4 3 3 3 4
20 5212413005 Afri Mukti Pribadi 4 2 4 3 4
21 5212413007 M. Iwan Setiawan 4 3 4 4 4
22 5212413009 Fahmi Nurul Yahya 4 3 3 3 3
23 5212413010 Amry Wicaksana 4 4 4 3 4
24 5212413011 Giri Susilo 4 2 3 2 3
25 5212413012 Abdul Rokhim 3 3 4 4 4
26 5212413013 Rendi Yulianto 3 3 4 3 3
27 5212413014 Muhammad Fadhil 3 3 4 4 3
28 5212413016 M. Anwar Anas 3 3 3 4 3
29 5212413028 Muhammad Adi Puryadi 4 3 4 3 4
200
30 5212413029 Dwi Pujasakti 4 3 3 3 3
31 5212413035 Naftali Ricky Y. 4 4 4 4 4
32 5212413037 Dhimas Moehammad D. 4 4 4 3 3
33 5212413038 Senthot Dhimas W.R. 4 3 4 4 4
34 5212413039 Fahma Ilmian S. 3 3 3 3 3
35 5212413040 Kharis Munandar 4 4 3 3 3
36 5212413042 Ahmad Sigit Affandi 4 3 4 3 3
37 5212413043 Galuh Nur Budiandono 4 4 4 4 3
38 5212413045 Achmad Arif Ikhwani 4 4 4 4 4
39 5212413047 Fahmi Abdullah Naafi‟ 3 4 4 3 3
40 5212413050 Ahmad Ghani Muzakki 4 3 4 4 3
41 5212413054 M. Adi Nugroho 4 4 4 4 4
42 5212413055 Thomas Rivaldhi 3 3 3 3 3
43 5212413056 Eko Aprilianto 2 4 4 4 3
44 5212413057 Desca Laily Jehan 4 4 4 4 3
45 5212413059 Nobertus Dodi 4 3 4 4 4
46 5212413060 Rifki Imanudin Ilham 4 3 4 4 4
47 5212413061 Jeri Pranio 4 4 4 4 4
48 5212413063 Panca Ariana 4 4 4 4 4
Jumlah 174 155 171 164 161
Rerata 3,63 3,23 3,56 3,42 3,35
Skor Maks 192 192 192 192 192
% 90,6 80,7 89,1 85,4 83,9
Kriteria SB B SB SB SB
Jumlah Total 825
Skor Maks total 960
% 85,94
Kriteria 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
2. A B C D E
3. A B C D E
4. A B C D E
5. A B C D E
D. Uraian
1. ………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………........................................
6. A B C D E
7. A B C D E
8. A B C D E
9. A B C D E
10. A B C D E
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
Nilai
Pilihan
Ganda
Nilai
Uraian
Nilai
Total Kriteria
1 5212413001 M. Azhar Rizki 10 4 70 Lulus
2 5212413003 M. Zainal Arifin 9 9 90 Lulus
3 5212413015 Dwi Nanda Bayu Krisna 10 3 65 Lulus
4 5212413017 Dwi Apit H. 8 5 65 Lulus
5 5212413018 Setyo Haryadi 10 8 90 Lulus
6 5212413019 Aminullah Ahmad 9 9 90 Lulus
7 5212413020 Lukman Haqim 9 5 70 Lulus
8 5212413021 Bagus Setiawan 10 5 75 Lulus
9 5212413023 Elan Prasa Dewa 10 3 65 Lulus
10 5212413024 Cahyo Budi W. 10 3 65 Lulus
11 5212413026 Bagus Adi Pratama 10 7 85 Lulus
12 5212413070 M. Gifani Al Qadry 10 6 80 Lulus
13 5212413032 Burhanuddin W. 9 4 65 Lulus
14 5212413033 Adib Abdillah 10 9 95 Lulus
15 5212413044 Hilya Hamzah R. 10 3 65 Lulus
16 5212413048 Harry Soekarno Putra 10 9 95 Lulus
17 5212413064 Alam Saputra S. 10 3 65 Lulus
18 5212413065 Ahmad Yusron 10 9 95 Lulus
19 5212413002 Imam Rudianto 10 8 90 Lulus
20 5212413005 Afri Mukti Pribadi 10 5 75 Lulus
21 5212413007 M. Iwan Setiawan 10 9 95 Lulus
22 5212413009 Fahmi Nurul Yahya 9 4 65 Lulus
23 5212413010 Amry Wicaksana 10 4 70 Lulus
24 5212413011 Giri Susilo 9 7 80 Lulus
25 5212413012 Abdul Rokhim 9 9 90 Lulus
26 5212413013 Rendi Yulianto 10 9 95 Lulus
27 5212413014 Muhammad Faadhil 10 5 75 Lulus
28 5212413016 M. Anwar Anas 7 7 70 Lulus
29 5212413028 Muhammad Adi Puryadi 10 5 75 Lulus
206
30 5212413029 Dwi Pujasakti 10 4 70 Lulus
31 5212413035 Naftali Ricky Y. 10 7 85 Lulus
32 5212413037 Dhimas Moehammad D. 10 9 95 Lulus
33 5212413038 Senthot Dhimas W.R. 9 10 95 Lulus
34 5212413039 Fahma Ilmian S. 10 8 90 Lulus
35 5212413040 Kharis Munandar 10 9 95 Lulus
36 5212413042 Ahmad Sigit Affandi 9 9 90 Lulus
37 5212413043 Galuh Nur Budiandono 10 8 90 Lulus
38 5212413045 Achmad Arif Ikhwani 10 9 95 Lulus
39 5212413047 Fahmi Abdullah Naafi‟ 10 9 95 Lulus
40 5212413050 Ahmad Ghani Muzakki 10 9 95 Lulus
41 5212413054 M. Adi Nugroho 10 9 95 Lulus
42 5212413055 Thomas Rivaldhi 10 9 95 Lulus
43 5212413056 Eko Aprilianto 7 7 70 Lulus
44 5212413057 Desca Laily Jehan 10 9 95 Lulus
45 5212413059 Nobertus Dodi 10 9 95 Lulus
46 5212413060 Rifki Imanudin Ilham 8 9 85 Lulus
47 5212413061 Jeri Pranio 10 9 95 Lulus
48 5212413063 Panca Ariana 10 9 95 Lulus
Jumlah 461 337 3990 48
Jumlah Maksimal 480 480 4800 48
Persentase (%) 96,04 70,21 83,13 100
Persentase Pemahaman Mahasiswa
Jumlah Skor Tes Pemahaman 798
Jumlah Skor Maksimal 960
Persentase 83,13 %
Persentase Ketuntasan Mahasiswa
Jumlah Mahasiswa Lulus 48
Jumlah Total Mahasiswa 48
Persentase Ketuntasan Mahasiswa 100,00
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