Pengukuran Emisivitas Efektif rata-rata Suatu Material Padat (Solid Materials)

Emisivitas efektif rata-rata

Pengukuran Emisivitas Efektif rata-rata Suatu Material Padat (Solid Materials) Mei Budi Utami (081211332009)

Dosen Pembimbing : Dyah Hikmawati Laboratorium Material, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Abstrak

Pada era abad ke 19, ada sebuah fenomena baru yaitu radiasi benda hitam dimana fisika klasik tidak mampu menjelaskan. maka para Fisikawan mulai menggagas teori – teori baru yaitu teori Fisika Modern. Didalam Fisika Modern, kajian radiasi benda hitam dibahas terlebih dahulu. Dimana pembahasanya dimulai dari stefan – boltzmann. Menurut Stefan – boltzmann intensitas radiasi benda hitam sempurna adalah sebanding dengan pangkat empat suhu mutlaknya, akan tetapi saat dikaji secara eksperimental benda hitam tidak ada yang sempurna, jadi suatu benda yang menerima kalor belum tentu memancarkan seluruh kalor yang didapatkannya. Oleh karena itu didalam intensitas radiasi benda hitam oleh stefan – boltzmann diperkenalkan sebuah koefisien yang disebut emisivitas yang memiliki makna fisis yaitu berapa kalikah dari benda hitam ideal kah kalor yang dipancarkan oleh benda hitam didalam dunia nyata dan koefisien emisivitas ini akan selalu berbeda untuk tiap material. Untuk praktikum ini didapatkan nilai emisivitas bahan kuningan sebesar. Kata kunci : Stefan – Boltzmann, Benda Hitam Ideal, emisivitas, bahan kuningan

PENDAHULUAN Pada akhir abad ke-19 perhatian para ahli fisika antara lain tercurahkan pada emisi cahaya permukaan material logam yang dipanaskan, khususnya pada spektrum emisi tersebu. Kita ketahui bagaimana cahaya berubah dari warna merah tua menjadi pijar apabila suhu logam terus ditingkatkan sampai titik leburnya. Perubahan warna itu berarti pergeseran intensitas maksimum dari panjang gelombang panjang ke panjang gelombang pendek. Spectrum radiasi termal inilah yang menarik minat para fisikawan pada akhir abab ke- 19, terutama karena teori-teori fisika yang ada tidak dapat menerangkan bentuk lengkung radiasi termal tersebut. Berkaitan dengan hal tersebut di atas maka salah satu proses yang sangat penting dan menjadi dasar dari studi tentang transfer radiasi termal adalah bagaimana menentukan emisivitas efektif rata-rata suatu material padat ( solid materials ) secara akurat pada berbagai temperature. Untuk mencapai tujuan tersebut maka diperlukan desain instrument untuk menentukan besaran fisis tersebut sekaligus kita dapat mengetahui faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi nilai emisivitas efektif rata-rata suatu material padat, misalnya suhu material padat, sifat permukaan material padat, jenis material padat dan sebagainya.

DASAR TEORI Universitas Airlangga

Page 1

Emisivitas efektif rata-rata Energi radian yang dipancarkan dari sebuah radiator ideal (Planckian) dapat dinyatakan dengan persamaan Stefan – Boltzmann : 𝐸𝑖 = 𝜎 𝑇 4 Dengan menandai 𝐸𝜆 𝑖 sebagai energi radiant yang dipancarkan persatuan panjang gelombang pada panjang gelombang λ untuk sebuah radiator ideal, maka daya emisif selanjutnya dapat dinyatakan sebagai ∞

𝐸𝑖 =

𝐸𝜆 𝑖 𝑑𝜆 0

Untuk sebuah radiator non – ideal, daya emisif menjadi : ∞

𝐸𝑖 =

𝑒𝜆 𝐸𝜆 𝑖 𝑑𝜆 0

Dimana eλ adalah rasio antara radiasi ideal dengan radiasi actual untuk temperature permukaan yang sama pada panjang gelombang yang telah tertentu dan diartikan sebagai emisivitas monokromatik. Dengan meninjau emisivitas monokromatik eλi sebagai fungsi dari arah radiasi yang berkenaan dengan normal dari permukaan pancaran dan E diartikan sebagai energi yang dipancarkan dari permukaan atas, maka pengukuran yang dibuat untuk penentuan E diambil atas daerah kecil disekitar normalnya. Kemudian dengan membagi yang dipancarkan dari permukaan E berkenaan dengan pengukuran yang dibuat pada normalnya dengan radiasi ideal, maka nilai emisivitas efektif rata – raa yang berkenaan dengan panjang gelombang pada normalnya diperoleh : 𝑒𝑚𝑒

∞ 𝑒 𝐸 𝑑𝜆 0 ∞ 𝐸 𝑑𝜆 0

𝐸 = = 𝐸𝑖

Persamaan diatas merupakan definisi dari emisivitas efektif rata – rata berkenaan dengan radiasi dari permukaan pada sembarang sudut. Sehingga persamaan untuk radiator non – ideal, daya emisivitasnya menjadi : ∞

𝐸𝑖 = 𝑒𝑚𝑒

𝐸𝜆 𝑖 𝑑𝜆 0

atau dituliskan didalam : 𝐸 = 𝑒𝑚𝑒 𝐸𝑖 Dengan melakukan substitusi persamaan stefan – boltzmann dengan persamaan radiator non ideal diatas, maka diperoleh: 𝐸 = 𝑒𝑚𝑒 𝜎𝑇 4 atau dapat dituliskan kembali dalam bentuk integral menjadi : 𝑒𝑚𝑒

𝐸 1 = = 4 𝜎𝑇 𝜎𝑇 4

∞

𝑒 𝐸 𝑑𝜆 0

Nilai eme selanjutnya dinyatakan sebagai rasio energi radian yang dipancarkan oleh sebuah permukaan pada temperature T dengan energi radiasi dari sebuah radiator ideal pada temperature yang sama. Universitas Airlangga

Page 2

Emisivitas efektif rata-rata Dari persamaan eme, nilai E ditentukan dengan mengukur energi yang dipancarkan dari sebuah permukaan dengan radiator. Dengan mengacu pada hasil penelitian dari Boelter analisis dari hasil yang diperoleh dengan radiometer dinyatakan sebagai : 𝑞𝑛𝑒𝑡𝑡 = 𝑒𝑚𝑒 𝐹𝑅𝑂 𝜎 𝑇𝑜4 − 𝑇𝑅4 𝐴𝑅 Namun

𝑞 𝑛𝑒𝑡𝑡 𝐴𝑅

sama dengan energi yang terdeteksi oleh radiometer sebagai 𝐸𝑚𝑉 𝑅 . Oleh karena

itu : 𝑒𝑚𝑒 =

𝐹𝑅𝑂

𝐸𝑚𝑉 𝑅 𝜎 𝑇𝑜4 − 𝑇𝑅4

Dimana FRO adalah faktor bentuk yang ditentukan oleh persamaan : 𝑟2 𝐹𝑅𝑂 = 2 𝑟 + 𝐿2 Dimana r dan L secara berturut – turut adalah jari – jari sampel dan jarak permukaan sampel ke sensor. Pada peralatan yang digunakan ini, nilai emisivitas efektif rata – rata suatu material padat dapat diperoleh melalui rumusan berikut ini : 𝑐 𝐸𝑚𝑉 𝑅

𝑒𝑚𝑒 = 4,88 𝐹𝑅𝑂

𝑇𝑜 100

4

𝑇𝑅 − 100

4

Dimana c adalah konstanta sensitivitas kalibrasi radiometer 86,83 kcal/mh2/mV, EmV (R) adalah output radiometer, To adalah suhu absolut permukaan sampel dan T R adalah suhu absolut termokopel.

METODE PRAKTIKUM Pada praktikum ini menggunakan bahan plat aluminium, plat seng, plat tembaga, plat besi serta alat Heat Transfer OSK 4569 dengan prosedur percobaan seperti berikut : 1. “Radiometer Conical Shield” dan lempengan logam terletak pada satu garis lurus. 2. Perangkat Radiasi Heat Transfer OSK 4569 dihubungkan dengan sumber tegangan 220 volt, 50 Hz. 3. Lempengan bahan uji dipanaskan dengan “Electric Heater Unit” dan mengatur suhunya dengan “Temperatur Regulator” yaitu dengan memutar ke kanan untuk menaikkan suhunya dan ke kiri untuk menurunkan suhunya. 4. Suhu lempengan logam diukur dengan mengarahkan saklar “Thermo Taps Selector“ pada t1 dan mengarahkan saklar pada “radio-Thermo Couple Selector“ pada thermometer, serta mencatat beda potensial pada digital milivoltmeter. 5. Suhu radiometer diukur dengan mengarahkan saklar “Thermo Taps Selector” pada t2 dan mencatat beda potensial pada digital milivoltmeter. 6. Banyaknya intensitas radiasi diukur dengan mengarahkan saklar radiometer Thermo Couple Selector pada radiometer dan mencatat beda potensialnya pada digital voltmeter. 7. Mengukur jarak antara radiometer dan lingkaran yang lebih kecil pada Conical Shield. Universitas Airlangga

Page 3

Emisivitas efektif rata-rata 8. Langkah 7 diulangi dengan jarak yang berbeda

DATA PENGAMATAN Bahan Kuningan (jari-jari = 9cm) 1. Variasi Suhu Percobaan Temperatur ke regulator

Jarak (L)

Eov (t1)

Emv (t2)

To (C)

Tr (C)

Emv (R)

1

6

19,4 cm

03,05 mv

01,26 mv

75 ºC

32 ºC

0,04

2

7

19,4 cm

03,55 mv

01,26 mv

87 ºC

32 ºC

0,05

3

8

19,4 cm

07,55 mv

01,26 mv

186 ºC

32 ºC

0,12

4

9

19,4 cm

09,26 mv

01,26 mv

228 ºC

32 ºC

0,19

Jarak (L)

Eov (t1)

Emv (t2)

To (C)

Tr (C)

Emv (R)

2. Variasi Jarak Percobaan Temperatur ke regulator 5

8

19,4 cm

10,02 mv

01,27 mv

247 ºC

32 ºC

0,38

6

8

16,8 cm

12,68 mv

01,27 mv

312 ºC

32 ºC

0,55

7

8

21,8 cm

15,14 mv

01,27 mv

370 ºC

32 ºC

0,73

8

8

24,3 cm

14,38 mv

01,27 mv

352 ºC

32 ºC

0,55

9

8

26,7 cm

13,95 mv

01,27 mv

342 ºC

32 ºC

0,42

HASIL DAN PEMBAHASAN Praktikum pengukuran emisivitas efektif rata-rata suatu material padat dilakukan dengan dua variasi dalam pengukurannya, yaitu variasi jarak dan variasi suhu untuk setiap bahan yang berbeda. Pada saat memanaskan suatu material logam dengan suhu tertentu akan ada suatu aliran energi panas dari material logam tersebut secara radian dengan besar energy tertentu (emisivitas) yang dipengaruhi oleh temperatur alat pemanas. Material logam memiliki besar emisivitas yang berbeda – beda. Pada praktikum ini kami hanya menggunakkan 1 bahan material saja yaitu kuningan dengan jari jari ssebesar 0,09 m. Berdasarkan hasil analisis data, diperoleh besarnya emisivitas efektif rata – rata untuk variasi suhu percobaan pertama sebesar 𝑒𝑚 1 = (0,0668 ± 0,0111) , percobaan kedua sebesar 𝑒𝑚 2 = (0,0617 ± 0,0087) , percobaan ketiga sebesar 𝑒𝑚 3 = (0,0337 ± 0,0039) , dan percobaan keempat sebesar 𝑒𝑚 4 = (0,0668 ± 0,0041). Untuk variasi jarak didapatkan 5 nilai 𝑒𝑚 yaitu sebesar 𝑒𝑚 5 = (0,0592 ± 0,0065) , 𝑒𝑚 6 = (0,0405 ± 0,0056) , 𝑒𝑚 7 = (0,0549 ± 0,0095), 𝑒𝑚 8 = (0,0564 ± 0,0036) , 𝑒𝑚 9 = (0,0545 ± 0,0086). Hasil nilai emisivitas efektif rata – rata yang berbeda dengan adanya variasi (perlakuan) yang dikenakan memberikan bukti bahwa ada faktor – faktor yang mempengaruhinya. Faktor – faktor itu yaitu Jika kita memvariasi jarak dengan suhu dan jari – jari yang tetap, maka secara Universitas Airlangga

Page 4

Emisivitas efektif rata-rata tidak langsung kita telah merubah nilai FRO atau lebih dikenal dengan faktor bentuk. Makin besar FRO maka akan semakin mengecil emisivitas materialnya. Dan jika suhunya divariasi maka emisivitasnya akan semakin tinggi bila suhunya diturunkan dan akan semakin rendah bila suhunya dinaikkan. Oleh karena itu secara garis besar faktor yang mempengaruhi emisivitas material adalah bentuk material (nilai FRO) dan suhu yang diradiasikan material tersebut. Hasil emisivitas efektif rata – rata diatas jika dibandingkan dengan emisivitas kuninganhasil literatur yaitu sebebar 0,6 memberikan beda yang sangat jauh. Perbedaan nilai emisivitas disemua pengukuran tersebut mungkin disebabkan oleh ketidak sensitivitas radiometer oleh Radiator Heat Transfer OSK 4569 ,dikarenakan ada pertukaran kalor antara pelat dengan udara disekitar ruang percobaan yang ber – AC, praktikan yang kurang terampil dan sabar dalam pengambilan nilai suhunya, sehingga saat suhunya belum stabil praktikan sudah mengambil datayang salah, serta alat yang digunakan sudah tua dan berkurang kegunaannya terbukti dari saat praktikum suhunya naik terus, walau set up temperature diturunkan.

KESIMPULAN Berdasarkan eksperimen yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa : 1. Emisivitas efektif rata – rata dapat diukur menggunakan set peralatan Radiation Heat Transfer OSK 4569 yaitu dengan prinisp menyusun pelat logam yang akan diuji satu garis lurus terhadap radiometer (pengukur intensitas radiasi). 2. Nilai emisivitas efektif rata – rata kuningan yang di dapat dari praktikum ini berkisar antara 0,003 – 0,006 yang jauh bila dibandingkan dengan emisivitas literatur yaitu sebesar 0,6. 3. Faktor – faktor yang mempengaruhi emisivitas material padat adalah bentuk material dan suhu yang diradiasikan oleh material.

DAFTAR PUSTAKA 1. Instruction Manual For Radiation Heat Transfer Experiment Apparatus, Ogawa Seiki Co., Ltd. Tokyo. Japan. 2. Emisivity Coefficient of Some common materials from Engineering toolbox (Internet Source : www. engineeringtoolbox.com/emisivity-coefficients-d_447.html) diakses pada tanggal 13 mei 2014 jam 18.19

Universitas Airlangga

Page 5


LAMPIRAN Perhitungan data a. Variasi suhu a. Mencari nilai 𝑭𝑹𝑶 Karena jarak (L) pada variasi suhu ini tetap, maka nilai 𝐹𝑅𝑂 akan tetap untuk semua percobaan dalam variasi suhu, dengan nilainya sebagai berikut : 𝐹𝑅𝑂 =

𝑟2 0,092 0,0081 = = = 0,1771 𝑚 2 2 2 2 2 𝑟 +𝐿 0,09 + 0,194 0,0457

Universitas Airlangga

Page 6

Emisivitas efektif rata-rata 𝜕𝐹𝑅𝑂 𝜕𝐹𝑅𝑂 ∆𝑟 + ∆𝐿 𝜕𝑟 𝜕𝐿

∆𝐹𝑅𝑂 =

2𝑟𝐿2 𝑟 2 + 𝐿2

=

2

−2𝑟 2 𝐿 𝑟 2 + 𝐿2

∆𝑟 +

2

∆𝐿

=

2 0,09 0,1942 0,0457 2

2 0,092 0,194 0,0457 2

=

0,00677448 0,0031428 0,5 𝑥 10−3 + 0,5 𝑥 10−3 0,00208849 0,00208849

0,5 𝑥 10−3 +

0,5 𝑥 10−3

= 0,0016 + 0,0008 = 0,0024 𝑚2 Maka nilai 𝐹𝑅𝑂 = 0,1771 ± 0,0024 𝑚2 b. Mencari nilai 𝒆𝒎  Percobaan ke 1 𝑒𝑚 =

𝑐𝐸𝑀𝑉 (𝑅) 4,88𝐹𝑅𝑂

𝑇0

100

4

𝑇𝑅

−

100

86,83(0,04)

=

348

4,88(0,177) =

4

4

− 305 100

100

4

3,473 = 0,0668 0,864 (60,12)

∆𝑒𝑚 =

𝜕𝑒𝑚𝑒 𝜕𝑒𝑚𝑒 𝜕𝑒𝑚𝑒 𝜕𝑒𝑚𝑒 ∆𝐸𝑀𝑉 + ∆𝑇0 + ∆𝐹𝑅𝑂 + ∆𝑇𝑅 𝜕𝐸𝑀𝑉 𝜕𝑇0 𝜕𝐹𝑅𝑂 𝜕𝑇𝑅 𝑐

= 4,88𝐹𝑅𝑂

𝑇0

4,88𝐹𝑅𝑂 2

=

4

100

−

𝑇𝑅

∆𝐸𝑀𝑉 +

4

100

−𝑐𝐸𝑀𝑉 𝑅 4 𝑇0 𝑇𝑅 100 − 100

4

∆𝐹𝑅𝑂 +

86,83 4,88 0,177

348

4

100

− 305 100

4,88(0,177)2

348

100

− 305 100

4

5

−4𝑐𝐸𝑀𝑉 (𝑅) 4,88𝐹𝑅𝑂

0,005 +

4

−86,83(0,04) 4

−4𝑐𝐸𝑀𝑉 (𝑅) 𝑇0 4,88𝐹𝑅𝑂 100

0.0024

𝑇𝑅

5

∆𝑇0 +

∆𝑇𝑅

100

−4 86,83 0,04 4,88 0,177

348

5

−4(86,83)(0,04) 4,88(0,177)

305

0,05 +

100

5

0.05

100

= 0,00836 + 0,00157 + 0,00089 + 0,0003 = 0,0111

Maka nilai 𝒆𝒎𝟏 (𝒑𝒆𝒓𝒄𝒐𝒃𝒂𝒂𝒏 𝟏) = (𝟎, 𝟎𝟔𝟔𝟖 ± 𝟎, 𝟎𝟏𝟏𝟏)  Percobaan ke 2 Sha Ra .IQ/ Universitas Airlangga

Page 7

Emisivitas efektif rata-rata 𝑒𝑚 =

𝑐𝐸𝑀𝑉 (𝑅) 4

𝑇0

4,88𝐹𝑅𝑂

100

4

𝑇𝑅

100

86,83(0,05)

=

360

4,88(0,177) =

−

4

− 305 100

100

4

4,3415 = 0,0617 0,864 (81,425)

∆𝑒𝑚 =


=

𝑇0

4,88𝐹𝑅𝑂

4,88𝐹𝑅𝑂

=

4

100

−

4

𝑇𝑅

−4𝑐𝐸𝑀𝑉 (𝑅) 𝑇0 4,88𝐹𝑅𝑂 100

∆𝐹𝑅𝑂 +

−4𝑐𝐸𝑀𝑉 (𝑅) 𝑇𝑅 4,88𝐹𝑅𝑂 100

100

−𝑐𝐸𝑀𝑉 𝑅 4 𝑇0 𝑇𝑅 100 − 100

2

∆𝐸𝑀𝑉 +

4

86,83 360

4,88 0,177

4

100

− 305 100

0,005 +

4

−86,83(0,04) 360

4,88(0,177)2

4

− 305 100

100

4

5

5

∆𝑇0 +

∆𝑇𝑅

−4 86,83 0,04 360

4,88 0,177

5

100

−4(86,83)(0,04)

0.0024

4,88(0,177)

305

0,05 +

5

0.05

100

= 0,006169 + 0,001662 + 0,00083 + 0,00038 = 0,0087

Maka nilai 𝒆𝒎𝟐 (𝒑𝒆𝒓𝒄𝒐𝒃𝒂𝒂𝒏 𝟐) = (𝟎, 𝟎𝟔𝟏𝟕 ± 𝟎, 𝟎𝟎𝟖𝟕)  Percobaan ke 3 𝑒𝑚 =


𝑇0

100

−

4

𝑇𝑅

100

86,83(0,12)

= 4,88(0,177) =

4

459

4

100

− 305 100

4

10,419 = 0,0337 0,864 (357,33)

∆𝑒𝑚 =


= 4,88𝐹𝑅𝑂

𝑇0

4

100

Sha Ra .IQ/ Universitas Airlangga

−

𝑇𝑅

4

100

∆𝐸𝑀𝑉 +

−4𝑐𝐸𝑀𝑉 (𝑅) 4,88𝐹𝑅𝑂

𝑇0

5

∆𝑇0 +

100

Page 8

Emisivitas efektif rata-rata −𝑐𝐸𝑀𝑉 𝑅 4 𝑇0 𝑇𝑅 100 − 100

4,88𝐹𝑅𝑂 2

86,83

=

459

4,88 0,177

4

− 305 100

100

4

4,88 0,177

459

4,88(0,177)2

− 305 100

100

4

∆𝑇𝑅

5

−4 86,83 0,12

0,005 +

−86,83(0,12) 4

−4𝑐𝐸𝑀𝑉 (𝑅) 𝑇𝑅 4,88𝐹𝑅𝑂 100

∆𝐹𝑅𝑂 +

4

459

5

0,05 +

100

−4(86,83)(0,12)

0.0024

4,88(0,177)

305

5

0.05

100

= 0,00141 + 0,00118 + 0,00045 + 0,000914 = 0,0039

Maka nilai 𝒆𝒎𝟑 (𝒑𝒆𝒓𝒄𝒐𝒃𝒂𝒂𝒏 𝟑) = (𝟎, 𝟎𝟑𝟑𝟕 ± 𝟎, 𝟎𝟎𝟑𝟗)  Percobaan ke 4 𝑒𝑚 =


𝑇0

100

4

𝑇𝑅

−

100

86,83(0,19)

=

501

4,88(0,177) =

4

4

100

− 305 100

4

16,4977 = 0,0351 0,864 (543,4785)

∆𝑒𝑚 =


= 4,88𝐹𝑅𝑂

𝑇0

4,88𝐹𝑅𝑂 2

4

100

−

𝑇𝑅

∆𝐸𝑀𝑉 +

4

100

−𝑐𝐸𝑀𝑉 𝑅 4 𝑇0 𝑇𝑅 100 − 100

4

4,88 0,177

501

4

100

− 305 100

4

4,88(0,177)2

501

100

− 305 100

𝑇0

100

4,88𝐹𝑅𝑂

𝑇𝑅

∆𝑇𝑅

5

100

−4 86,83 0,19 4,88 0,177

4

∆𝑇0 +

5

−4𝑐𝐸𝑀𝑉 (𝑅)

0,005 +

−86,83(0,19) 4

4,88𝐹𝑅𝑂

∆𝐹𝑅𝑂 +

86,83

=


0.0024

501

5

0,05 +

100

−4(86,83)(0,19) 4,88(0,177)

305

5

0.05

100

= 0,00092 + 0,00121 + 0,00047 + 0,00145 = 0,0041

Maka nilai 𝒆𝒎𝟒 (𝒑𝒆𝒓𝒄𝒐𝒃𝒂𝒂𝒏 𝟒) = (𝟎, 𝟎𝟔𝟔𝟖 ± 𝟎, 𝟎𝟎𝟒𝟏) Sha Ra .IQ/ Universitas Airlangga

Page 9

Emisivitas efektif rata-rata b. Variasi jarak Mencari nilai 𝑭𝑹𝑶 dan 𝒆𝒎  Percobaan 5 𝑟2 0,092 0,0081 = = = 0,1771 𝑚 2 2 2 2 2 𝑟 +𝐿 0,09 + 0,194 0,0457

𝐹𝑅𝑂 =

𝜕𝐹𝑅𝑂 𝜕𝐹𝑅𝑂 ∆𝑟 + ∆𝐿 𝜕𝑟 𝜕𝐿

∆𝐹𝑅𝑂 = =

2𝑟𝐿2 𝑟 2 + 𝐿2

−2𝑟 2 𝐿 𝑟 2 + 𝐿2

∆𝑟 +

2

∆𝐿

2

=

2 0,09 0,1942 0,0457 2

=

0,00677448 0,0031428 0,5 𝑥 10−3 + 0,5 𝑥 10−3 0,00208849 0,00208849

0,5 𝑥 10−3 +

2 0,092 0,194 0,0457 2

0,5 𝑥 10−3

= 0,0016 + 0,0008 = 0,0024 𝑚2 Maka nilai 𝐹𝑅𝑂 = 0,1771 ± 0,0024 𝑚2 𝑒𝑚 =


𝑇0

4

100

100

86,83(0,38)

=

520

4,88(0,177) =

4

𝑇𝑅

−

4

100

− 305 100

4

32,9954 = 0,0592 0,864 (644,625)

∆𝑒𝑚 =


= 4,88𝐹𝑅𝑂

𝑇0

4

100

−

𝑇𝑅

4,88𝐹𝑅𝑂

100

−𝑐𝐸𝑀𝑉 𝑅 4,88𝐹𝑅𝑂 2

=

𝑇0

4

100

𝑇𝑅

−

4

4,88𝐹𝑅𝑂

100

4,88 0,177

520

100

− 305 100

4

4,88(0,177)2

520

100

− 305 100

100

𝑇𝑅

∆𝑇𝑅

5

100

4,88 0,177

4

∆𝑇0 +

5

−4 86,83 0,38

0,005 +

−86,83(0,38) 4

𝑇0


∆𝐹𝑅𝑂 +

86,83 4


∆𝐸𝑀𝑉 +

4

0.0024

520

5

0,05 +

100

−4(86,83)(0,38) 4,88(0,177)

305

5

0.05

100

= 0,00078 + 0,002008 + 0,000793 + 0,00289 Sha Ra .IQ/ Universitas Airlangga

Page 10

Emisivitas efektif rata-rata = 0,0065

Maka nilai 𝒆𝒎𝟓 (𝒑𝒆𝒓𝒄𝒐𝒃𝒂𝒂𝒏 𝟓) = (𝟎, 𝟎𝟓𝟗𝟐 ± 𝟎, 𝟎𝟎𝟔𝟓)  Percobaan 6 𝑟2 0,092 0,0081 = = = 0,2229 𝑚 2 2 2 2 2 𝑟 +𝐿 0,09 + 0,168 0,0363

𝐹𝑅𝑂 =


∆𝐹𝑅𝑂 = = =

2𝑟𝐿2 𝑟 2 + 𝐿2

−2𝑟 2 𝐿 𝑟 2 + 𝐿2

∆𝑟 +

2

2 0,09 0,1682 0,0363 2

∆𝐿

2

0,5 𝑥 10−3 +

2 0,092 0,168 0,0363 2

0,5 𝑥 10−3



4

𝑇0

100

100

86,83(0,55)

=

4

585

4,88(0,2229) =

4

𝑇𝑅

−

4

− 305 100

100

47,7565 = 0,0405 1,088 (1084,643)

∆𝑒𝑚 =


= 4,88𝐹𝑅𝑂

𝑇0

4

100

−

𝑇𝑅

4,88𝐹𝑅𝑂

100


=

𝑇0

4

100

−

𝑇𝑅

4

4,88𝐹𝑅𝑂

100

4,88 0,2229

585

100

− 305 100

4

−86,83(0,55) 4,88(0,2229)2

585

4

100

− 305 100

4

𝑇0

5

0,005 +

𝑇𝑅

5

∆𝑇𝑅

100

−4 86,83 0,55 4,88 0,2229

0.0029

∆𝑇0 +

100


∆𝐹𝑅𝑂 +

86,83 4


∆𝐸𝑀𝑉 +

4

585

5

0,05 +

5

0.05

100

−4(86,83)(0,55) 4,88(0,2229)

305

100

= 0,00037 + 0,00128 + 0,000536 + 0,00332 = 0,0056 Sha Ra .IQ/ Universitas Airlangga

Page 11

Emisivitas efektif rata-rata Maka nilai 𝒆𝒎𝟔 (𝒑𝒆𝒓𝒄𝒐𝒃𝒂𝒂𝒏 𝟔) = (𝟎, 𝟎𝟒𝟎𝟓 ± 𝟎, 𝟎𝟎𝟓𝟔)  Percobaan 7 𝑟2 0,092 0,0081 = = = 0,1456 𝑚 2 2 2 2 2 𝑟 +𝐿 0,09 + 0,218 0,0556

𝐹𝑅𝑂 =


∆𝐹𝑅𝑂 = = =

2𝑟𝐿2 𝑟 2 + 𝐿2

−2𝑟 2 𝐿 𝑟 2 + 𝐿2

∆𝑟 +

2

2 0,09 0,2182 0,0556 2

∆𝐿

2

0,5 𝑥 10−3 +

2 0,092 0,218 0,0556 2

0,5 𝑥 10−3


=

=


4

𝑇0

100

4

𝑇𝑅

−

100

86,83(0,73) 4

4,88(0,1456) 643 100

4

− 305 100

63,3859 = 0,0549 0,71 (1622,864)

∆𝑒𝑚 =


=

𝑇0

4,88𝐹𝑅𝑂

4

100

−

𝑇𝑅

4,88𝐹𝑅𝑂

100

−𝑐𝐸𝑀𝑉 𝑅 4,88𝐹𝑅𝑂

=

2

𝑇0

4

100

−

𝑇𝑅

4

4,88𝐹𝑅𝑂

100

4,88 0,1456

643

100

− 305 100

4

−86,83(0,73) 4,88(0,1456)2

643

4

100

− 305 100

4

𝑇0

5

0,005 +

0.0019

𝑇𝑅

∆𝑇0 +

100


∆𝐹𝑅𝑂 +

86,83 4


∆𝐸𝑀𝑉 +

4

5

∆𝑇𝑅

100

−4 86,83 0,73 4,88 0,2229

643

5

0,05 +

5

0.05

100

−4(86,83)(0,73) 4,88(0,1456)

305

100

= 0,00038 + 0,00162 + 0,000737 + 0,00676 = 0,0095

Maka nilai 𝒆𝒎𝟕 (𝒑𝒆𝒓𝒄𝒐𝒃𝒂𝒂𝒏 𝟕) = (𝟎, 𝟎𝟓𝟒𝟗 ± 𝟎, 𝟎𝟎𝟗𝟓) Sha Ra .IQ/ Universitas Airlangga

Page 12

Emisivitas efektif rata-rata  Percobaan 8 𝑟2 0,092 0,0081 = = = 0,1206 𝑚 2 2 2 2 2 𝑟 +𝐿 0,09 + 0,243 0,0672

𝐹𝑅𝑂 =


∆𝐹𝑅𝑂 = = =

2𝑟𝐿2 𝑟 2 + 𝐿2

−2𝑟 2 𝐿 𝑟 2 + 𝐿2

∆𝑟 +

2

2 0,09 0,2432 0,0672 2

∆𝐿

2

0,5 𝑥 10−3 +

2 0,092 0,243 0,0672 2

0,5 𝑥 10−3



4

𝑇0

100

100

86,83(0,55)

=

4

625

4,88(0,1026) =

4

𝑇𝑅

−

4

− 305 100

100

47,7565 = 0,0564 0,5887 (1439,342)

∆𝑒𝑚 =


=

𝑇0

4,88𝐹𝑅𝑂

4

100

−

𝑇𝑅

4,88𝐹𝑅𝑂

100

−𝑐𝐸𝑀𝑉 𝑅 4,88𝐹𝑅𝑂

=

2

𝑇0

4

100

−

𝑇𝑅

4

4,88𝐹𝑅𝑂

100

4,88 0,1026

625

100

− 305 100

4

−86,83(0,55) 4,88(0,1026)2

625

4

100

− 305 100

4

𝑇0

5

0,005 +

𝑇𝑅

5

∆𝑇𝑅

100

−4 86,83 0,55 4,88 0,1026

0.0016

∆𝑇0 +

100


∆𝐹𝑅𝑂 +

86,83 4


∆𝐸𝑀𝑉 +

4

625

5

0,05 +

5

0.05

100

−4(86,83)(0,55) 4,88(0,1026)

305

100

= 0,00051 + 0,0017 + 0,000755 + 0,000614 = 0,0036

Maka nilai 𝒆𝒎𝟖 (𝒑𝒆𝒓𝒄𝒐𝒃𝒂𝒂𝒏 𝟏) = (𝟎, 𝟎𝟓𝟔𝟒 ± 𝟎, 𝟎𝟎𝟑𝟔)  Percobaan 9 Sha Ra .IQ/ Universitas Airlangga

Page 13

Emisivitas efektif rata-rata 𝑟2 0,092 0,0081 = = = 0,1020 𝑚 2 2 2 2 2 𝑟 +𝐿 0,09 + 0,267 0,0794

𝐹𝑅𝑂 =


∆𝐹𝑅𝑂 = = =

2𝑟𝐿2 𝑟 2 + 𝐿2

−2𝑟 2 𝐿 𝑟 2 + 𝐿2

∆𝑟 +

2

2 0,09 0,2672 0,0794 2

∆𝐿

2

0,5 𝑥 10−3 +

2 0,092 0,267 0,0794 2

0,5 𝑥 10−3



4

𝑇0

100

100

86,83(0,42)

=

4

615

4,88(0,1020) =

4

𝑇𝑅

−

4

− 305 100

100

36,4686 = 0,0545 0,498 (1344,005)

∆𝑒𝑚 =


= 4,88𝐹𝑅𝑂

𝑇0

4

100

−

𝑇𝑅

4,88𝐹𝑅𝑂

100


=

𝑇0

4

100

−

𝑇𝑅

4

4,88𝐹𝑅𝑂

100

4,88 0,1020

615

100

− 305 100

4

−86,83(0,42) 4,88(0,1020)2

615

4

100

− 305 100

4

𝑇0

5

0,005 +

𝑇𝑅

5

∆𝑇𝑅

100

−4 86,83 0,42 4,88 0,1020

0.0013

∆𝑇0 +

100


∆𝐹𝑅𝑂 +

86,83 4


∆𝐸𝑀𝑉 +

4

615

5

0,05 +

5

0.05

100

−4(86,83)(0,42) 4,88(0,1020)

305

100

= 0,000649 + 0,00167 + 0,00073 + 0,0056 = 0,0086

Maka nilai 𝒆𝒎𝟗 (𝒑𝒆𝒓𝒄𝒐𝒃𝒂𝒂𝒏 𝟗) = (𝟎, 𝟎𝟓𝟒𝟓 ± 𝟎, 𝟎𝟎𝟖𝟔)


Page 14



Page 15

Pengukuran Emisivitas Efektif rata-rata Suatu Material Padat (Solid Materials)

Recommend Documents