KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA (K3)
Besarnya sumber pencemaran di AS pada tahun 1968
Batu bara 454 juta metrik ton
Minyak residu 92 juta M3
Minyak destilasi 94 juta M3
Gas alam 566.000 juta M3
Pada tahun 1971 untuk proses industri digunakan air sebanyak 50.000 milyar galon atau kurang lebih 12,5 milyar M3. setiap detik 6,3 M3 air yg dikotori oleh industri dan dibuang melalui sungai ke danau dan ke muara sungai (laut) di seluruh AS
Pada pembakaran batu bara, bahan bakar residu, bahan bakar destilasi, dan gas alam akan menghasilkan penyebaran gas-gas beracun CO,CO2,NO2,CH3,HF,H2S
Dan sebagainya yg kesemuanya akan meracuni kehidupan manusia, hewan dan tumbuh-tumbuhan
Dalam hal ini masih perlu ditambahkan sumber-sumber lainnya dari berbagai macam industri seperti: industri baja, industri pengecoran, industri pelapisan logam, industri pabrikan logam, industri kimia (pabrik kertas, industri makanan & minuman, industri farmasi dll), industri tekstil, elektronika dlsebagainya
Ukuran-ukuran yg biasa dipakai dalam menilai adanya polusi :
1. TLV (thresold limit value) adalah konsentrasi rata-rata dari suatu unsur pencemar dalam ruang kerja dimana pekerja selama delapan jam per hari selama waktu bekerja tidak mengalami gangguan kesehatan. TLV dinyatakan dalam mg/m3 udara, ppm atau mppf. Koreksi karena adanya fluktuasi dapat dihitung dengan Exursion Factor (EF)
Exursion Factor (EF) sebagai berikut
• 0 – 1 (ppm atau mg/m3) – EF = 3
• 1 – 10 “ - EF = 2
• 10-100 “ - EF = 1,5
• 100-1000 “ - EF = 1,25
TLV dari bermacam-macam unsur telahditetapkan oleh American Conference of Govermental Industry Hygienist (ACGIH) yg berkumpul pada tiap tahun dan kalau perlumengadakan perubahan-perubahan
2. Mac (maximum allowable concentration) adalah konsentrasi tertinggi yg diperbolehkan untuk sesuatu unsur pencemar dalam ruang kerja dimana pekerja selama delapan jam per hari selama waktu kerja tidak menderita gangguan kesehatan
3. Standard Mutu Udara adalah konsentrasi pencemar dalam udara atau atmosfir (air quality standard) yg tidak boleh dilampaui
4. Standad Emisi adalah konsentrasi sesuatu pencemar yg dikeluarkan dari suatu sumber yg tidak boleh dilebihi
5. Ppm adalah singkatan dari part per million yg berarti berapa suatu satuan (mg, ml) air atau udara
6. Mpccf adalah singkatan dari millions of particles per cubic feet yg berarti berapa juta butiran partikel dalam setiap kubik kaki
7. Karena pengontrolan pencemaran bertujuan untuk meningkatkan mutu lingkungan hidup, maka, Yg menjadi ukuran adalah pengaruhnya terhadap kehidupan dan kesehatan manusia dan mahluk-mahluk hidup lainnya
Berikut ini akan dibahas mengenai pencemaran air dan udara oleh industri
Pencemaran Udara
Masalah utama yg dihadapi dalam pencegahan pencemaran udara terutama berpusat pada bagian-bagian industri yg berhubungan dengan pengolahan besi dan baja
Proses ini menyebabkan pengeluaran partikel-partikel dan gas-gas seperti oksida belerang (SO2), karbon dioksida (CO2), karbon monoksida (CO) dan hidrokarbon (CxHx), karena banyaknya kemungkinan keluarnya asap dari proses yg memakai suhu tinggi ini
Butiran-butiran partikel yg ukurannya lebih kecil dari molekul gas akan dikeluarkan selama proses ini, Sehinnga pengontrolan menjadi lebih sukar dari pada pengontrolan pengeluaran gas
Untuk mencegah butiran partikel mengotori udara sekeliling perlu dihilangkan sumber atau diberikan aliran udara sebelum aliran tersebut ke atmosfir.
Supaya asap yg mengandung butiran-butiran partikel yg akan dikeluarkan ke atmosfir tidak mengotori udara sekitarnya, maka perlu terlebih dahulu dilakukan pengurangan jumlah butiran partikel dalam asap dg memakai alat pembersih butiran partikel
Empat macam alat pembersih butiran partikel yg dikenal adalah
1. Cyclone (siklon)
2. Wet scrubers (Penyikat basah)
3. Electrostatic preccipitator (Pengendap elektrostatis)
4. Fabric filters (saringan kain)
a. Efisiensi masing-masing alat ini akan tergantung pada ukuran butiran partikel dan beberapa parameter operasi alat tersebut
b. Juga dikenal alat pembersih udara lainnya seperti saringan kertas berefisiensi tinggi,
c. Penyemprotan uap yg diikuti oleh densasi, serta lapisan kerikil
d. Cyclone mempunyai efisiensi yg sangat rendah sehingga hanya dipakai sebelum dipergunakannya alat-alat yg lebih efisien atau bila ukuran partikel besar-besar
e. Penyikat basah, pengendap elektrostatis & saringan kain merupakan alat-alat pengontrol pencemaran udara oleh butiran-butiran partikel
Beberapa cara untuk mencegah pengontrolan udara, antara lain :
1. Ventilasi biasa dibantu dengan kipas angin (fan) yg ditempatkan di tempat-tempat yg strategis untuk menyedot udara luar yg lebih bersih serta meniupkan udara yg tercemar ke arah yg tidak ada karyawannya
2. Pemakaian pelindung pernafasan (respiratori protection), yg bersifat mekanis untuk karyawan-karyawan tertentu sehubungan dengan pekerjaannya
3. Wet dust collector / wet spray chambers
4. Cerobong-cerobong asap dengan atau tanpa alat pengisap (blower), keduanya tanpa saringan pembersih debu
Pengotoran debu serta pengaruhnya terrhadap manusia
a. Dr. Arthur M. Bueche, Reserch and Development Center General Electric Co, Scanectady, NY menyatakan bahwa belum diketahui banyak tentang debu-debu yg sangat halus mengelilingi kita.
b. Yg dimaksud dengan debu disini adalah partikel-partikel dengan diameter kurang dari seperjuta sentimeter dan yg sangat mengejutkan adalah bahwa partikel-partikel yg lebih kecil dari 0,1 mikron ini merupakan 90% dari berat seluruh debu, akan tetapi jumlah 95% dari semua partikel
c. Yg lebih lagi adalah jumlah seluruh permukaan dari debu yg halus paling tidak sama dengan seluruh permukaan debu yg kasar
d. Pada permukaan-permukaan partikel yg halus inilah gas-gas buangan diserap; lebih halus partikel-partikel tadi lebih mudah masuk ke paru-paru dan dapat mengakibatkan gejala-gejala yang tidak diinginkan, seperti :
a). Pneumoconiosis
Ialah penyakit paru-paru yg disebabkan oleh infeksi partikel debu.
Partikel debu selalu terdapat dalam udara yg diisap waktu pernafasan, akan tetapi tidak selalu menimbulkan pneumoconiosis
Karena tubuh mempunyai daya pencegahnya, seperti :
- rambut hidung yg dpt menahan kira-kira 50% debu
- rambut getar dan selaput lendir bronkus
- transudasi melalui dinding alveolus
- fagsitisis sel makrofag ke kelenjar limpa
Bila udara mengandung partikel debu terlalu banyak, maka debu itu mencapai jaringan paru-paru dalam jumlah banyak, sehingga
Menimbulkan kerusakan-kerusakan yg biasa dikenal dengan pneumocosis. Hal ini biasanya dijumpai pada tempat tertentu dan penyakit ini termasuk penyakit jabatan (occupational)
Terdapat berbagai jenis pneumoconiosis berdasarkan jenis debu yg diisapnya, yaitu :
1. Anthracosis, yg disebabkan oleh debu arang (coal) dapat menyebabkan emfisema sentrilobuler
2. Byassunosis, karena debu kapas (cotton). Kelainan anatomic biasanya sedikit. Kadang-kadang dapat menimbulkan gangguan pernafasan
3. Bagassosis, karena debu batang debu. Dapat menimbulkan bronkhiolitis & bronkhoneumosis mirip dengan ‘silofiller’s disease’
4. Fibrosis paru-paru disebabkan oleh debu yg mengandung aluminium, besi, talk & mika
5. Silicosis, yg disebabkan oleh debu silica (SiO2)
6. Asbestosis, karena debu yg mengandung serabut (serat) asbes
7. Berylliosis, karena debu baryllium
Hingga kini belum diketahui tepat bagaimana cara partikel debu itu menimbulkan perubahan atau kerusakan pada paru-paru. Yg sudah diketahui bahwa pengaruh debu itu pada paru-paru akan menimbulkan hal-hal sbb:
- Mengadakan penetrasi pada histiosit,
- Menimbulkan dislokasi sitoplasma histiosit,
- Menyebabkan degenerasi dan kematian histiosit tsb
Kematian histiosit dapat diikuti dengan keluarnya zat yg bersifat sitotoksik atau dapat menimbulkan reaksi imun. Mungkin inilah dasar terjadinya perubahan pada jaringan paru-paru. Perubahan pada paru-paru pada umumnya bersifat proliferatif fibratik
b). Silicosis
Adalah penyakit yg disebabkan oleh debu silika yg terdapat dalam bentuk kristal atau koloid amorf. Debu ini dapat ditemukan pada daerah industri, misalnya tambang emas, besi, batu bara, pembelahan batu pasir & industri keramik
c). Patogenesis
Adalah penyakit yg disebabkan oleh partikel debu yg berukuran kecil, yaitu kurang dari 3 mikron yg dapat menimbulkan kelainan. Makin kecil ukurannya makin besar daya perusaknya. Biasanya dibutuhkan waktu 10 sampai 15 tahun sebelum timbul kerusakan yg nyata gejala kliniknya
d). Kikroskopis
Adalah penyakit yg disebabkan debu silika. Mula-mula tampak tonjolan yg keras pada daerah subpleural, peribronchioler & perivaskuler dalam paru-paru. lama- kelamaan tonjolan itu menjadi lebih besar & tersebar rata, terutama daerah hilus. Tampak tonjolan itu berbatas tegas, berlapis seperti daun bawang, keras & berwarna kelabu hitam (karena bercampur dengan amthracosis)
PENGOTORAN KARENA GAS-GAS BERACUN
Beberapa proses pengolahan mengakibatkan terdapatnya pencemaran berbentuk gas seperti oksida belerang, oksida nitrogen, karbon monoksida & hidro karbon. Tiga yg pertama merupakan gas yg paling banyak dikeluarkan karena gas tersebut terbentuk oleh pemakaian bahan bakar fosil dengan proses suhu tinggi
Konsentrasi tertinggi pencemar berbentuk gas untuk setiap negara berbeda tergantung keperluannya.
Tabel :
No Nama Unsur
Mg/cu m ppm Mg/cu m ppm
1
2
3
4
5
6
7
8 Karbon disulfida
Karbon monoksida
Gasoline
Hidrogen sulfida
Nitrogen oksida
Sulfur dioksida
Asam sulfat
debu
0,045
3
2,5
0,06
0,6
0,9
0,3
0,6 0,015
2,7
0,6
0,04
0,33
0,35 0,015
0,5
0,75
0,02
0,2
0,35
0,1
0,2 0,005
0,45
0,2
0,013
0,11
0,13
Walaupun pengeluaran hidro karbon dapat juga diakibatkan oleh bahan bakar pada mesin, juga sering diakibatkan oleh penguapan minyak dan gemuk pada pemanfaatan limbah
Jumlah keseluruhan dari pada oksida belerang dan oksida nitrogen yg dihasilkan oleh pabrik baja relatif kecil jika dibandingkan dengan gas-gas yg dikeluarkan oleh operasi pembakaran bahan-bahan fosil
Pusat-pusat tenaga pada pabrik besi & baja yg menggunakan batu bara atau minyak sebagai bahan bakar akan merupakan sumber utama dari oksida belerang
PENCEMARAN AIR
Pengolahan air buangan biasa dapat diharapkan untuk dapat lebih banyak digunakan kembali. Lebih-lebih jika kontrol yg mahal tidak diperlukan untuk membuat air buangan cocok dengan operasi pengolahan
Yg merupakan masalah besar adalah perubahan karakteristik kimia seperti PH dan zat padat yg melarut
Standard Mutu Air dari WHO
Tabel :
NO Uraian Konsentrasi yg diusulkan Konsentrasi maksimum
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16 Jumlah zat padat
Warna
Kekeruhan
Rasa
Bau
Zat Besi (Fe)
Manganese (Mn)
Tembaga (Cu)
Seng (Zn)
Kalsium (Ca)
Magnesium (Mg)
Sulfat (SO4)
Chlorida
PH
(Mg+Na) SO4
Phenolik
500 mg/l
5 unit
5 unit
Tak tertentu
Tak tertentu
0,3 mg/l
0,1 mg/l
1,0 mg/l
5,0 mg/l
75 mg/l
50 mg/l
200 mg/l
200 mg/l
7,0 – 8,5
500 mg/l
0,001 mg/l 1500 mg/l
50 unit
25 unit
-
-
1,0 mg/l
0,5 mg/l
1,5 mg/l
15 mg/l
200 mg/l
150 mg/l
400 mg/l
600 mg/l
(6,5 atau 9,2)
1500 mg/l
0,002 mg/l
BEBERAPA CARA PENCEGAHAN PENCEMARAN AIR
1. NETRALISASI air buangan dengan kapur NaOH; air yg sudah netral perlu dengan pengenceran dibuang ke sungai/kali. Endapan yg terbentuk dikumpulkan di halaman dekat pabrik
2. OIL REMOVAL (menghilangkan minyak) dengan cara memasukkan kedalam bak-bak, kemudian menyapu permukaan yg terdapat dimana air dan setelah partikel-partikel (butir-butir) terak turun, air dipergunakan lagi sebagai pendingin
Berdasarkan pemakaiannya air dibagi atas lima kelompok
1. Air kebutuhan masyarakat
2. Air untuk memelihara ikan atau binatang lainnya
3. Air untuk pertanian
4. Air untuk industri
5. Air untuk rekreasi
Warna, bau dan rasa
Untuk kebutuhan masyarakat, warna air tidak boleh lebih dari 75 color unit ( Standard Platium Cobalt)
Untuk perikanan dan kehidupan tidak boleh lebih dari 50 color unit
Tidak boleh menaikkan temperatur sungai atau danau tempat membuang air melebihi 5ºF
Kadar tertentu dari zat kimia dapat menyebabkan bau tidak enak atau rasa air yg kurang sedap. Hal ini dapat mengakibatkan rasa ikan atau kerang menjadi kurang sedap/enak
Kekeruhan air dibatasi, tidak boleh mengeruhkan air sungai atau danau melebihi batas yg mengganggu kehidupan air dan untuk air minum
Pencemaran kimia dan organik
Khusus untuk air bagi kebutuhan masyarakat dan yg dipergunakan untuk pertanian ditentukan batas jenis unsur kimia yg boleh dikandung didalamnya seperti terlihat pada tabel berikut
Tabel :
Air untuk masyarakat Air untuk pertanian
pH
Kandungan logam alkali
Amonia
Arsenik
Barium
Boron
Cadmium
Chlorida
Chromium
Tembaga
Besi
Timah hitam
Seng
Nitrat dan Nitrit
Sulfat dan Sulfit
6,0 – 8,0
30 mg/l
Max.0,5 mg/l
0,05 mg/l
1,0 mg/l
1,0 mg/l
0,01 mg/l
Max.250 mg/l
Max.-0,05 mg/l
1 mg/l
0,3 mg/l
Max.0,05 mg/l
Max.5 mg/l
10 mg/l
250 mg/l 4,5 – 9,0
-
Max.0,5 mg/l
1,0 mg/l
-
0,5 mg/l
0,005 mg/l
Max.250 mg/l
5 mg/l
1 mg/l
-
5 mg/l
-
-
1 mg/l
GANGGUAN SUARA
Gangguan suara merupakan suatu kebisingan yg sulit untuk diatasi
Bising adalah suara yg kita dengar akibat adanya getaran udara yg berasal dari sumber getaran dan sampai pada telinga kita
Tidak semua getaran dapat kita terima menjadi suara yg bisa kita dengar
Adanya batas-batas jumlah frekuensi dan amplitudo tertentu
Bila seseorang sering mendapat gangguan bising yg tingkat bunyinya tinggi, maka makin cepatlah pengurangan pendengarannya
Demikian pula halnya pada frekuensi tinggi yg sangat pekak bagi telinga, pengurangan pendengaran akan lebih cepat terjadi
Disamping itu bising juga sangat mempengaruhi manusia baik secara psikologis maupun fisiologis
Penyelidikan telah menunjukkan bahwa disekitar bandara udara, prosentase timbulnya penyakit lebih besar dibandingkan dengan daerah yg jauh dari daerah bandara udara (penyakit jantung, keguguran dan kemerosotan prestasi kerja)
Ada empat cara mengatasi kebisingan
1. Perencanaan tata ruang yg baik
2. Penggunaan bahan-bahan bangunan dan akustika yg tepat
3. Pembuatan bangunan penahan kebisingan
4. Penggunaan getaran suara
ALAT-ALAT KESELAMATAN KERJA
1. ALAT-ALAT PELINDUNG ANGGAUTA BADAN
a). Pakaian Kerja
b). Pelindung Tangan dan Pelindung Kaki
c). Alat Pelindung Mata
d). Pelindung Hidung dan Mulut
e). Kaca Pengaman
f). Pelindung Pada Mesin
g). Pelindung Rambut Kepala
2. ALAT-ALAT DAN ALAT PENOLONG
a). Sudut & pinggir yg tajam
b). Beram
c). Kepala Martil
d). Terbangnya Bilah-bilah kayu
e). Keselamatan terhadap jatuh
f). Kikir
g). Tangga
h). Mengangkat benda yg berat dg tangan
i). Mengangkat benda berat
MENGATASI BAHAYA KEBAKARAN
Bahaya kebakaran adalah suatu bencana api yg sangat berbahaya & tidak kita kehendaki karena dapat memusnahkan harta benda ataupun jiwa manusia
Menanggulangi bahaya kebakaran
1. Jenis api kebakaran
2. Jenis benda (bahan) yg dapat terbakar
3. Alat-alat & bahan pemadam kebakaran
4. Orang-orang yg mendapat tugas pada regu-regu keamanan pemadam kebakaran serta petugas P3K
Yang perlu diketahui
1. Adanya tanda-tanda bahaya kebakaran
2. Letak alat-alat untuk memberi isyarat tanda-tanda kebakaran
3. Letak alat-alat pemadam kebakaran
4. Cara-cara menghubungi yg berwajib, petugas pemadam kebakaran, dokter, rumah sakit, ambulance dll baik dg telpon maupun secara langsung
Menguasai Kebakaran
1. Menghindarkan bahaya kebakaran
2. Bertindak cepat, cekatan, tepat, tetapi tenang & hati-hati
3. Jangan panik, tidak berarti boleh lamban
4. Menyelamatkan jiwa manusia, barang-barang/dokumen berharga, alat bangunan, mesin-mesin dll
5. Mencegah terjadinya kebakaran
6. Mencegah api menjalar ke tempat lain
7. Memadamkan api yg menyala
Jenis-jenis api kebakaran
1. Api kelas A : yaitu api dari kebakaran bahan-bahan benda padat (misal; kayu, tekstil, dll)
2. Api kelas B : yaitu api dari kebakaran bahan cairan (misalnya, bensin, minyak, dll)
3. Api kelas C : yaitu api dari kebakaran bahan-bahan gas, acetyleen dll
4. Api kelas D : yaitu api dari akibat kebakaran aliran listrik
5. Api kelas E : yaitu api dari kebakaran logam
Jenis-jenis benda (bahan) yg mudah terbakar
1. Bahan padat ; kayu, bambu, tekstil, kertas, karet, aspal, lilin, sampah, dll
2. Bahan cairan ; bensin, minyak lampu, solar, asam belerang dll
3. Bahan gas ; gas acetyleen, gas hydrogen dll
Sebab-sebab kebakaran
1. Penyalaan sendiri (tanpa sengaja)
2. Perbuatan sengaja
3. Alat-alat (mesin-mesin) yg sedang dipergunakan
4. Kortsluiting listrik (hubungan pendek arus listrik)
5. Gerakan alam
6. Disambar petir
Cara pemadaman kebakaran
1. Cara Isolasi; yaitu dengan memutuskan (menutup) hubungan antara udara luar dengan benda terbakar
2. Cara Pendinginan; yaitu dengan menyerap panas antara, antara lain dengan air, lumpur
3. Cara Urai; yaitu dengan memindahkan sejauh mungkin benda-benda yg belum terbakar, sehingga api tidak dapat menjalar lebih lanjut
Yg perlu diperhatikan pada waktu memadamkan kebakaran
Harus mengenal (mengetahui) jenis benda (bahan) yg terbakar dengan adanya:
- bau asap; yaitu dari macamnya bau yg tercium, misalnya; antara bau karet & bau tekstil
- warna asap; yaitu dari permulaan warna yg terlihat, misalnya; kebakaran minyak akan mengeluarkan warna hitam, kebakaran pospor akan mengeluarkan warna putih
- arah pada waktu memadamkan api kebakaran, pancaran dari zat pemadam harus searah dengan arah angin, baik dari samping kiri maupun dari samping kanan
Usaha pencegahan kebakaran pada waktu bekerja
1. Dapur tempa
2. Kompor (kompor penyalaan gas-gas, elpiji)
3. Motor bensin, motor diesel
4. Las karbid, las listrik
5. Listrik
6. Diesel/generator
7. Lampu minyak, lilin
8. Pemusnahan (pembakaran) sampah
9. Obat nyamuk
10. Tempat yg banyak orang, misalnya api dari rokok
ALAT-ALAT (BAHAN-BAHAN) UNTUK PEMADAM KEBAKARAN
1. Batang Pengait :
Gunanya untuk merobohkan bagian-bagian bangunan yg belum terbakar & terdekat dengan api kebakaran dengan maksud untuk memisahkan (memutuskan) api jangan sampai meluas (menjalar) ke bagian-bagian lain yg belum terbakar
2. Tangga
Gunanya untuk membantu, apabila ada bagian-bagian yg tinggi perlu dirobohkan yg belum terbakar & tidak terjangkau oleh batang pengait agar terputus tidak menjalar ke bagian lain
3. Karung
yg telah dimasukkan ke dalam air : gunanya untuk memadamkan api kebakaran yg masih agak kecil & karena kebakaran pada umumnya, caranya dengan menutup bagian yg terbakar
4. Pasir
Gunanya untuk memadamkan api kebakaran yg masih kecil, pasir dapat disimpan di suatu tempat bak pasir dengan terisi ± 0,25 m3 pasir. Dalam bak itu disediakan sekop pada ember. Pasir itu dapat juga disimpan dalam kantong-kantong plastik (kira-kira 3 kg). Penggunaan karung basah, juga dapat membantu agar api tidak meluas (menjalar) ke tempat-tempat lain
5. Alat-alat Hidrant
Gunanya untuk memadamkan api kebakaran yg telah membesar & tidak boleh dipergunakan untuk memadamkan api yg diakibatkan kebakaran cairan (bahan kimia) misalnya bensin, solar, minyak lampu dll
Caranya : dapat disiramkan dengan menggunakan ember atau dapat disemprotkan dengan menggunakan hydrant (pakai slang panjang & kran) baik yg ada pada mobil pemadam kebakaran maupun yg telah tersedia di masing-masing bangunan kerja
6. Alat-alat Penyembur
Alat pemadam api ini antara lain alat yg dibuat oleh suatu pabrik & berbentuk tabung
Alat ini biasanya mempunyai :
- Cairan racun api
- Cairan berbentuk busa, yg macamnya seperti busa sabun
- Cairan soda ocsid
- Bubuk kimia kering
Biasanya alat semacam ini di setiap perusahaan, ruang kantor, gedung besar selalu tersedia & dipasang di tempat yg mudah dipergunakan
Alat ini digunakan untuk memadamkan api kebakaran yg ditimbulkan oleh kebakaran dari segala macam & cara mempergunakannya
Cara mempergunakan alat penyembur Multy Purpose Dry Chemical Fire Extinguisher
1. Lepaskan kunci pengaman
2. Peganglah alat dalam keadaan tegak
3. Lepaskan pipa dari klip
4. Pijitlah pengatup
5. Arahkan corong ke pangkal api dengan menyapu dan merata
6. Hati-hatilah dalam menggunakan alat ini, jangan sampai semburan cairan ini mengenai anggota badan
7. Pengatup tidak boleh dipijit, kecuali untuk memadamkan
Keselamatan kerja untuk mencegah bahaya kebakaran
Untuk mencegah terjadinya bahaya kebakaran di perusahaan, maka semua personil, karyawan, pekerja harus mentaati dan melaksanakan petunjuk & ketentuan yg diberikan oleh perusahaan sesuai tugas dan kewajibannya masing-masing
Mencegah kebakaran didalam perusahaan yg menggunakan gas, bensin, solar dll
1. Dilarang merokok didalam ruang yg terdapat gas, bensin & solar
2. Tutup rapat semua kran gas, tempat drum bensin/solar setelah selesai dipakai
3. Periksa kemungkinan kebocoran dari sambungan pipa gas & dari drum bensin/minyak
4. Segera membuka pintu/jendela sebelum bekerja dimulai agar ada pergantian udara didalam ruangan selama kurang lebih 15-30 menit (terutama gas elpiji yg lebih berat dari udara dan akan berada ditempat yg terendah)
5. Simpanlah tangki gas atau drum bensin (minyak) ditempat yg tersedia, tersendiri & tertutup
6. Dilarang membuka kran gas & tutup drum sebelum digunakan
7. Isilah air secukupnya drum bekas menyimpan bensin, minyak & botol bekas gas sebelum dilas
8. Dilarang memukul-mukul botol gas dengan maksud membuka
9. Dilarang membanting-banting botol yg berisi gas
10. Dilarang mengerjakan sesuatu pekerjaan yg sekiranya dapat menimbulkan letupan api didekat drum bensin (minyak)
11. Lengkapi tutup gas dengan katup pengaman yg baik
Alat tanda bahaya (Fire Alarm)
Fire alarm yaitu yg berbentuk bundar atau persegi empat berwarna merah dan memakai kaca disertai alat pemukul. Pada alat ini bertuliskan INCASE OF FIRE BREAK GLASS dan pada umumnya dipasang disetiap bangunan perusahaan
INCASE OF FIRE BREAK GLASS berguna
a. Untuk membunyikan lonceng alarm, bila kaca penutupnya dipecahkan. Jadi pecahkanlah segera kaca yg ada pada alat ini bila diperusahaan terjadi kebakaran. Maka berderinglah secara terus menerus lonceng bahaya yg terpasang diseluruh bangunan
b. FIRE LOCK (safety security)
alat ini berupa papan dari baja plat. Pada alat ini dapat terlihat dengan jelas tanda warna yg disesuaikan dengan bangunan. Bila terjadi kebakaran disalah satu bangunan, maka menyalalah warna sebagai tanda. Pemasangan papan tanda warna atau fire lock ini berdekatan dengan fire alarm
c. Lonceng besi, dapat dibuat dari potongan besi yg digantungkan. Bila terjadi kebakaran hendaknya dipukul 2 kali berulang-ulang sebagai tanda pemberitahuan
d. Lisan atau suara, yaitu dari petugas keamanan berteriak memberitahukan adanya kebakaran
Pelindung (Pengaman) Arus Listrik
1) Bila melihat peralatan listrik tidak tertutup sebagaimana mestinya, maka segera beritahukan kepada tukang listrik untuk memperbaiki
2) Bila kawat pengaman listrik listrik putus, janganlah sekali-kali menggantinya dengan kawat yg lebih besar, karena akan mengundang bahaya
3) Kawat yg terpasang pada sekering adalah kawat yg sudah diperhitungkan kekuatannya sesuai dengan normalisasi dan keselamatan kerja
4) Bila ada suatu kehangusan akibat arus listrik dilingkungan bengkel, segeralah putuskan pada hubungan induk (panel)
5) Kekurangan perlengkapan listrik harus segera dilaporkan untuk mendapat penggantian yg baru dan selengkap-lengkapnya
6) Bila kekurangan perlengkapan listrik dibiarkan begitu saja, misalnya kabel-kabel dan logam-logam penyalur arus listrik dibiarkan terbuka, apabila dengan tidak sadar tangan menyentuh bagian penyalur arus listrik yg terbuka, maka akan terjadi kejutan listrik terhadap badan yg mungkin akan mengakibatkan kecelakaan (lemas) dan tidak sadarkan diri. Ini berarti suatu malapetaka
7) Kabel-kabel yg keadannya sudah mengelupas karena tua, jangan dipaksakan dipakai, hal ini akan mengundang kematian
8) Demikian pula membiarkan alat penyambung (steker) yg pecah atau rusak yg dipaksa dipasangkan, maka hal ini akan mengakibatkan kecelakaan
9) Hubungan-hubungan kelistrikan yg paling tepat diperbaiki dan dikerjakan oleh ahlinya (tukang listrik)
10) Bola lampu pijar yg dipasang dekat mesin, diusahakan memakai kawat pelindung untuk menghindari benturan
11) Menghubungkan penghubung tanpa penyekat (isolasi) listrik, lebih-lebih tangan terbuka (basah) akan mengundang kecelakaan
Gejala-gejala akan bahaya bisa diketahui oleh seseorang yg biasa berada didalam ruang kerja
a. Dengan jalan diraba akan terasa panas akibat gesekan putaran sumbu pada bantalannya
b. Dengan jalan pendengaran, bahwa suara putaran dinamo lain daripada biasanya ada ketukan atau desingan dsb
c. Tercium bau sesuatu yg terbakar. Gejala ini akan terjadi selalu pada gerak mekanik, lebih-lebih disaat gerak mekanik ini diambil dari tenaga listrik
Hal-hal yg harus diperhatikan pada hubungan listrik
1. Lakukan pekerjaan instalasi listrik sesuai dengan peraturan (ketentuan) yg berlaku
2. Dilarang mencoba memperbaiki aliran listrik apabila belum mengerti (memahami) untuk mencegah timbulnya korsluiting (hubungan singkat/letupan api) yg mengakibatkan kebakaran
3. Dilarang mengganti kawat zekering dengan ukuran kawat yg tidak sesuai
4. Dilarang melakukan pekerjaan listrik dekat dengan tabung gas, minyak, bensin yg dpt menimbulkan bahaya kebakaran
5. Tutuplah tempat saklar dan zekering dg kotak tertutup utk mencegah bunga (letupan) api yg terbuka sehingga menimbulkan bahaya
6. Dilarang menggunakan bahan kawat yg telah rusak (tua) dan terkupas bahan isolasinya, karena akan menimbulkan korsluiting
Pembuangan dan pembakaran sampah
a. Sampah dan kotoran harus dibuang ditempat pembuangan sampah yg jauh dari bangunan (barang berharga) utk menghindarkan bahaya kebakaran
b. Sebelum sampah dibakar, sapulah sampah yg berceceran utk mencegah menjalarnya api kedaerah lain dan ditimbun di ruang lingkup yg aman
c. Bakarlah sampah tsb pd setiap hari oleh petugas khusus, agar jangan sampai menimbun sampah sampai membesar dan harus diawasi selama api belum mati
Langkah-langkah yg harus dilaksanakan bila terjadi kebakaran
a. Kuasailah & atasilah sendiri dalam usaha memadamkan api kebakaran selama masih mampu utk mengerjakannya
b. Bunyikan bel (lonceng) atau pecahan kaca fire alarm yg terdkt sebagai tanda bahaya
c. Laporkan situasi (keadaan) tempat terjadinya kebakaran oleh petugas piket kpd ketua piket utk mendpt bantuan dari dalam perusahaan sendiri atau dari luar
d. Berhentikan semua pekerjaan dan semua mesin yg sedg bekerja
e. Putuslah semua hubungan listrik
f. Tutup kran pipa gas
g. Bukalah pintu keluar perusahaan dimana terjadi kebakaran
h. Keluarkan semua personil/karyawan yg tdk bertugas dalam regu piket, keamanan & pemadam kebakaran dari ruangan melalui pintu keluar dg tertib & aman
i. Tempatkan semua personil yg sdh keluar tsb ditempat yg aman, kemudian dibariskan dg tertib & diabsen olh ketua kelompoknya masing-masing utk mengecek lengkap tdknya keadaan anggotanya &dilarang keluar dari klpknya
j. Amankan semua barang (dokumen) berharga olh petugas keamanan setempat (ketua shift/jurusan, storage keeper & toolman) ke tempat yg aman & tlah ditentukan oleh regu keamanan
k. Segera mengontrol apakah ada anggotanya yg mendpt kecelakaan, dan bila ada segera beri pertolongan sebagaimana mestinya
l. Hubungan melalui tlp, utk meminta bantuan dari luar perusahaan baik kpd dinas pemadam kebakaran maupun kpd rumah sakit, bila diragukan kemampuan petugas dari perusahaan dlm memadamkan api kebakaran atau menolong kecelakaan
Untuk jenis api kelas A yg disebabkan oleh bahan kayu, bambu, tekstil, kertas, karet, aspal, lilin dan sampah
1. Bila api kebakaran masih cukup kecil, gunakan alat pemadam kebakaran karung basah, pasir & alat-alat pemadam dg busa
2. Bila api telah membesar gunakan langsung semburan air (alat hydrant), dimana sebelumnya utk mencegah menjalarnya api ketempat lain, gunakanlah pemadaman dg cara urai, yaitu dg memisahkan (menjauhkan) barang-barang atau merobohkan bangunan yg sangat dekat dg api kebakaran tetapi belum terbakar
3. Bila diduga tdk mungkin dpt dipadamkan oleh petugas pemadam perusahaan sendiri, maka segera melapor ke petugas pemadam kebakaran kota
Untuk jenis api kelas B yg disebabkan oleh bensin, minyak, solar, asam belerang dll
1. Bila api masih cukup kecil, gunakanlah alat bahan pemadam kebakaran karung basah, pasir & alat Yamato, tetapi dilarang menggunakan semburan air karena dpt mempercepat menjalarnya api ketempat lain
2. Bila ternyata cairan yg terbakar sdh habis tetapi kebakarannya semakin membesar & oindah ketempat lain yg tdk terdpt bahan cairan yg sudah terbakar, hal ini baru menggunakan semburan air atau alat hydrant dimana sebelumnya utk mencegah menjalarnya api ketempat lain gunakan pemadamannya dg cara urai
3. Bila diduga tdk mungkin dpt dipadamkan, lakukan seperti cara poin 3 dari jenis api kelas A
Senin, 23 Februari 2009
PROSES PINDAH PANAS
PROSES PINDAH PANAS
PENDAHULUAN
Suatu benda dikatakan panas, sedang, atau dingin apabila kita menyentuh benda tersebut dengan tangan terasa bahwa benda tersebut lebih panas atau lebih dingin dari tangan kita. Dalam hal ini suhu tangan kita merupakan suhu patokan untuk menyatakan apakan benda tersebut panas atau dingin dan dikatakan bahwa suhunya berbeda. Akan tetapi penentuan suhu dengan perasaan ini tidak dapat dipergunakan untuk perhitungan.
Suhu suatu benda dapat diukur dengan mempergunakan alat yang disebut thermometer. Thermometer mempunyai skala suhu sehingga tiap suhu dapat dinyatakan dalam suatu bilangan tertentu. Suhu dapat ditentukan dalam skala Celcius, Fahrenheit, Reamur dan Kelvin.
Titik nol skala Celsius adalah suhu es mencair dan disebut titik beku. Titik 100 skala Celsius adalah suhu uap air yang sedang mendidih dan disebut titik didih. Antara titik 100 dengan titik nol sekala Celcius dibagi 100, sehingga diperoleh titik didih 100 derajat C dan titik beku 0 derajat C. suhu dibawah titik beku ditandai dengan tanda negative misalnya – 20 ; - 25 dan sebagainya.
Reamur menentukan suhu es yang sedang mencair dan suhu air yang sedang mendidih tetap seperti pada skala celcius, hanya pada skala Reamur, titik terendah yaitu suhu pada es mencair diberikan dengan skala nol dan titik tertinggi yaitu suhu air yang sedang mendidih pada skala 80. Antara kedua titik ini dibagi atas 80 skala atau dalam 80 derajat Reamur.
Fahrenheit mempergunakan titik pada saat suhu dari campuran salju dan amoniak membeku/mencair sebagai titik terendah dan suhu badan manusia sebagai titik tertinggi. Titik terendah oleh Fahrenheit diberikan pada skala 32 dan titik tertinggi pada skala 212. Antara kedua titik tersebut dibagi 180 skala, yang tiap skala disebut derajat Fahrenheit.
Sehingga 100 derajat C = 80 derajat R = 212 derajat F atau 1 derajat C = 4/5 derajat R = 9/5 derajat F.
Untuk menentukan suhu udara atau gas dipergunakan skala Kelvin, yang titik terendah skalanya setara dengan – 273 derajat Celcius, yaitu suhu terendah yang dapat diukur/dicapai dan disebut sebagai titik nol mutlak, Skala Kelvin atau skala mutlak dipergunakan titik terendah pada skala 273 yakni titik beku air, dan titik tertinggi pada skala 373 yakni titik didih air.
Sehingga pada es mencair t = 0 derajat Celcius atau T = 273 derajat Kelvin, sehingga apabila t = 27 derajat Celcius maka T = 273 + 27 = 300 derajat Kelvin atau T = 273 + t.
KALORI
Pengertian tentang panas mencakup juga pengertian tentang suhu dan kalor. Jumlah kalor atau jumlah panas adalah satuan yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu bahan atau juga yang dihilangkan untuk menurunkan suhu suatu bahan.
Satuan jumlah kalor adalah kalori atau biasanya disebut gram kalori.
Satu kalori adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air setinggi 1 derajat Celsius; 1 gram kalori = 1/1000 kg kalori.
Sebagai contoh untuk mendidihkan 1000 gram air dibutuhkan kalor lebih banyak dari pada untuk mendidihkan 100 gram air.
KALOR JENIS
Zat yang lain tidak memerlukan jumlah kalor yang sama dengan jumlah kalor air untuk menaikkan suhu bahan tersebut sama seperti pada kenaikan suhu air.
Pada keadaan pemanasan yang sama, maka kenaikan suhu suatu benda mungkin lebih cepat atau lebih lambat dari pada kenaikan suhu air. Hal ini dipengaruhi oleh kalor jenis benda tersebut.
Kalor jenis suatu benda adalah bilangan yang menunjukkan berapa kalori yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram benda tersebut setinggi 1 derajat Celcius (ºC). Dengan demikian kalor jenis air adalah Satu.
Untuk menaikkan suhu suatu benda yang mempunyai berat a gram dan kalor jenis c setinggi b derajat dibutuhkan sejumlah kalor yang dapat dihitung sebagai berikut :
Untuk 1 gram benda dipanasi 1 º diperlukan c kalori.
Untuk a gram benda dipanasi 1 º C diperlukan a x c kalori.
Untuk a gram benda dipanasi b º C diperlukan a x b x c kalori.
Apabila jumlah kalor yang dibutuhkan tersebut sama dengan W maka,
W = a x b x c kalori
. b derajat C adalah selisih suhu akhir dengan suhu awal
Disusun oleh Mohammad Sholeh, Lulusan D3 / A3 IPB Bogor dan S1 Menejemen
Tabel Kalor Jenis (c) beberapa bahan
A Bahan Padat
Emas
Timah Hitam
Platina
Timah Putih
Perak
Tembaga
Timah Sari 0,03
0,03
0,03
0,05
0,06
0,09
0,09 Nikel
Besi
Gelas
Aluminium
Naftalin
Es 0,11
0,11
0,20
0,21
0,31
0,50
B Bahan Cair
Air Raksa
Minyak Zaitun
Minyak Tanah 0,03
0,47
0,51 Eter
Alkohol
Gliserin 0,56
0,58
0,58
KALOR LATEN
Bahan padat yang akan mencair, atau bahan cair yang akan menguap memerlukan energi panas agar proses tersebut terjadi. Selama proses ini tidak terjadi perubahan suhu bahan tersebut. Sehingga dapat dikatakan bahwa kalor laten adalah jumlah energi panas yang dibutuhkan oleh suatu bahan untuk merubah bentuk bahan tersebut dari padat ke cair atau dari cair ke uap tanpa mengalami perubahan suhu.
Sebagai contoh kalor laten untuk satu gram es adalah sebesar 80 kalori, sedangkan kalor laten penguapan satu gram air adalah sebesar 5 – 40 kalori.
TARA KALOR MEKANIK
Satuan energi dalam bentuk mekanik adalah erg, joule dan kaki pon. Satuan energi dalam bentuk panas adalah kalori atau Btu (British Themal unit). Konversi atau harga tara mekanik tergantung pada selang suhu yang dipergunakan dalam satuan kalori atau Btu. Untuk mendapatkan keseragaman, biasanya dipergunakan bahwa 1 kg-kal sama dengan 1/860 kilowatt jam serta 1 gram-kal sama dengan 4,18605 joule dan 1 Btu sama dengan 778,26 kaki-pon. Sehingga 1 Btu sama dengan 251,996 gram-kal.
Disusun oleh Mohammad Sholeh, Lulusan D3 / A3 IPB Bogor dan S1 Menejemen
PINDAH PANAS
PENGERTIAN
Pindah panas adalah ilmu teknik yang memperkirakan pemindahan energi yang terjadi antara benda-benda sebagai akibat terjadinya perbedaan suhu antara benda-benda tersebut. Pada pindah panas ini dua hokum alam yang utama merupakan suatu hal yang harus selalu diingat.
Hukum Utama II
Apabila antara dua benda yang berlainan suhunya terjadi pemindahan panas, maka hal ini selalu berlangsung sedemikian rupa sehingga benda yang lebih panas bertambah dingin dan benda yang lebih dingin akan bertanbah panas.
Dengan kata lain, bahwa apabila dua benda yang bersuhu tidak sama, bersentuhan, maka akan terjadi perubahan suhu kedua benda tersebut akibat adanya perpindahan panas, yaitu benda yang bersuhu lebih tinggi akan memberikan sebagian panasnya kepada benda yang bersuhu lebih rendah, sehingga benda yang bersuhu lebih tinggi akan menjadi lebih dingin, sedangkan benda yang bersuhu lebih rendah akan menjadi lebih panas.
Hokum Utama I atau Azas Black
Pada penukaran panas antara dua jenis benda, maka jumlah kalor keseluruhan akan tetap (kecuali ada usaha yang dilakukan pada saat perpindahan tersebut).
Dengan kata lain bahwa jumlah yang diberikan oleh benda yang bersuhu lebih tinggi akan sama dengan jumlah panas yang diterima oleh benda yang bersuhu lebih rendah.
Pindah panas dapat dipergunakan untuk memperkirakan suhu, baik suhu benda padat, maupun suhu bahan cair, setelah beberapa saat berlalu. Pindah panas didalam pengolahan hasil pertanian sangat berperanan, antara lain bahwa hampir seluruh hasil pertanian mengalami proses pemanasan atau pengeringan sedangkan untuk hasil ternak mengalami proses pendinginan.
Untuk pengolahan hasil pertanian, beberapa prinsip dasar haruslah selalu diingat, yaitu :
a. Panas bergerak dari obyek panas ke obyek yang dingin
b. Bertambah besar perbedaan kedua obyek, bertambah besar panas yang dipindahkan
c. Makin tipis dinding pengantara/penyekat kedua obyek, makin baik proses pemindahan panas
d. Obyek yang gelap menyerap panas yang dipancarkan lebih cepat dari pada obyek yang terang
e. Pemanasan sebaiknya dilakukan di bagian bawah/dasar ruangan, sedangkan pendinginan dilakukan di bagian atas ruangan sehingga memungkinkan pindah panas secara konveksi
Perpindahan panas terjadi melalui suatu medium ke medium lain sebelum sampai ke obyek yang diinginkan. Metode pindah panas di sini terjadi secara serempak.
Untuk mengetahui atau memperkirakan perubahan suhu yang diakibatkan penyimpanan suatu hasil, perlu diketahui konduktifitas panas (k) dan panas/kalor jenis (c) bahan tersebut.
1 Btu-in/jam kaki F = 3,447 x 10 ˉ4 kg-kal-cm/detik cm² C
1/12 Btu-kaki/jam kaki F
1 cal-cm/detik cm²C = 2901 Btu-in/jam kaki F
Proses pindah panas dapat terjadi dengan tiga cara yaitu secara hantaran atau konduksi, secara aliran atau konveksi dan secara pancaran atau radiasi. Proses Pasteurisasi dalam pengolahan hasil pertanian berprinsip pada cara pindah panas dengan konduksi panas, yaitu apabila sebelah pelat dipanaskan, maka pelat yang berada disebelahnya akan menjadi panas pula. Ruang penyimpanan dingin adalah contoh penggunaan aliran atau konveksi panas dalam praktek, yaitu udara dingin sekitar pipa pendingin turun ke bawah dan udara panas naik ke atas sehingga membuat sirkulasi terus menerus serta membawa panas keseluruh ruangan. Pemanasan atau pengeringan hasil pertanian dengan penjemuran merupakan salah satu contoh praktek pemanasan secara pemancaran, walaupun selama pemancaran tersebut udara dianggap sebagai bahan penerus panas matahari.
Untuk memudahkan pengertian pindah panas lebih lanjut, perlu diketahui terlebih dahulu tentang pengukuran panas dan suhu pada berbagai bahan.
Disusun oleh Mohammad Sholeh, Lulusan D3 / A3 IPB Bogor dan S1 Menejemen
Tabel Konduktifitas Panas beberapa Hasil Pertanian.
Bahan Kadar air
Basis basah (%) Suhu rata-rata
F Konduktifitas panas
(k)(Btu-in/jam
kaki F
Udara
Minyak kastor
Jagung
Kulit
Jawawut
Minyak olive
Serbuk gergaji
Jerami
Gandum
Kayu pinus
13,2
12,7
Kering udara
12,5 – 23,0 32
80 – 88
22 – 88
87 – 91,7 0,165
1,23
1,22
1,22
0,90
1,15
0,35
0,70
0,89 – 1,11
1,03
PENGUKURAN PANAS DAN SUHU
PENGUKURAN SUHU
Suhu adalah ukuran atau bilangan yang menunjukka panas atau dinginnya suatu bahan.
Panas atau kalor adalah bilangan yang menunjukkan berapa kalori yang dibutuhkan/dipindahkan dari suatu bahan apabila terjadi proses pindah panas.
Pengukuran suhu suatu bahan dapat dilakukan dengan mempergunakan alat yang disebut thermometer. Termometer yang umum dipergunakan adalah thermometer air raksa, baik yang berdasarkan skala Celcius, Fahrenheit, ataupun Reamur. Thermometer air raksa ini berprinsip pada sifat memuai bahan apabila dipanaskan, sifat penyusutan bahan apabila didinginkan/suhu bahan diturunkan dan sifat bahan apabila dua bahan yang berbeda suhu bersentuhan, kedua bahan tersebut akan mempunyai suhu yang sama tingginya.
Penggunaan thermometer air raksa terbatas hanya sampai pada suhu tertentu. Thermometer ini hanya dapat mengukur suhu paling rendah sama dengan suhu beku air raksa yaitu - 40 º C. Untuk mengukur suhu yang lebih rendah dari – 40 º C dipergunakan thermometer alcohol, oleh karena titik beku alcohol yang sangat rendah yaitu – 140 º C. Akan tetapi thermometer alcohol ini tidak dapat dipergunakan untuk mengukur suhu yang tinggi . Hal ini disebabkan oleh karena titik didih alcohol yang rendah yaitu 78 º C. Termometer air raksa juga tidak dapat dipergunakan untuk mengukur suhu yang terlalu tinggi oleh karena titik didih air raksa 360 º C, sehingga apabila dikehendaki untuk mengukur suhu yang tinggi dipergunakan alat yang disebut pyrometer. Alat ini bekerja berdasarkan pemuaian benda padat akibat pemanasan.
Selain thermometer air raksa, thermometer alcohol dan pyrometer, suhu dapat juga diukur dengan mempergunakan berbagai thermometer lain seperti thermometer maksimum-minimum, thermometer diferensial, termokopel, dan thermometer gas.
Pengukuran suhu bahan dengan menggunakan thermometer biasanya langsung disentuhkan pada bahan yang akan diukur. Akibat pemuaian air raksa maka suhu bahan akan dapat dibaca pada skala yang terdapat pada thermometer tersebut.
Pengukuran suhu tinggi (lebih dari 1000 º C) dilakukan dengan mempergunakan kerucut keramik. Perubahan suhu ditunjukkan oleh perubahan letak puncak kerucut, makin lengkung puncak kerucut, makin tinggi suhu bahan yang diukur. Bentuk keucut setelah pemanasan selesai dibandingkan dengan kerucut keramik standar untuk menentukan suhu pemanasan tersebut. Kerucut keramik ini hanya dapat dipergunakan satu kali pengukuran suhu saja.
Suhu tinggi dapat diukur dari jarak jauh dengan mempergunakan alat pengukur yang disebut termocouple. Alat ini umum dijumpai pada pengukuran suhu peralatan pengolahan (suhu pengolahan). Thermocouple terbuat dari dua lapisan logam yang berbeda suhu pemuaiannya yang duhubungkan dengan meteran yang yang menunjukkan suhu. Pemuaian kedua jenis logam yang berbeda mengakibatkan pelengkungan logam yang akan tercatat pada meteran suhu. Makin tinggi perbedaan suhu, makin besar lengkungan yang terjadi. Perbedaan kawat logam yang dipergunakan akan dapat menunjukkan suhu yang berbeda.
Tabel Kombinasi Kawat Themocouple
Kombinasi Perkiraan suhu
Yang dapat diukur
(F)
Tembaga ( 100 Cu-55Cu, 44Ni )
Besi ( 100Fe-55Cu, 44Ni )
Krom-Alumunium Campuran ( 90Ni, 9Cr-97Ni, 3 Al )
Platina-Rhadium ( 100 Pt – 8 Pt, 14 Rh ) 300 – 700
0 – 1400
600 – 2200
1300 - 3000
PENGUKURAN PANAS ( KALOR )
Untuk mengukur kalor suatu bahan dipergunakan alat yang disebut kalorimeter. Alat ini dapat juga dipergunakan untuk mengukur kalor jenis suatu bahan, tergantung data yang diketahui dari bahan tersebut. Dalam penentuan kalor jenis dengan mempergunakan kalorimeter, Azas Black dapat dipergunakan yaitu ;
a. apabila dua bahan bersentuhan,maka bahan yang bersuhu lebih tinggi akan memberikan kalor kepada bahan yang bersuhu lebih rendah (lebih dingin) sedemikian banyaknya sehingga suhu kedua bahan tersebut menjadi sama.
b. Jumlah kalor yang diterima oleh bahan yang lebih dingin sama dengan jumlah kalor yang dilepaskan oleh bahan yang lebih panas atau kalor yang diterima = kalor yang diberikan
c. Sebuah bahan yang didinginkan (diturunkan suhunya) sebesar t º C, akan melepaskan kalor sebanyak yang akan diterima oleh bahan tersebut apabila dipanaskan (suhunya dinaikkan) sebesar t º C.
Kalorimeter adalah sebuah pasu yang terbuat dari tembaga yang diletakkan di dalam sebuah pasu lain yang lebih besar. Pasu tembaga diletakkan di atas gabus sehingga kedua pasu dibatasi oleh lapisan udara dan gabus.
Pasu yang berada diluar (pasu besar) dapat pula dilapisi/diselimuti dengan kapas.
Kapas, gabus dan udara merupakan penghantar panas yang buruk, maka pemindahan panas ke sekitarnya dapat dibuat sekecil mungkin. Kalorimeter ini juga dilengkapi dengan sebuah pengaduk dan sebuah thermometer.
Kedalam calorimeter diisikan air sebanyak p gram. Suhu awal air didalam calorimeter diukur, misalnya sama dengan t1 º C. Selanjutnya sepotong besi dipanaskan sampai 100 º C. yaitu dengan mencelupkan besi tersebut selama beberapa saat didalam air mendidih. Besi panas ini kemudian segera dimasukkan kedalam calorimeter, selanjutnya diaduk-aduk sampai suhu calorimeter tidak naik lagi. Hal ini berarti bahwa suhu besi sama dengan suhu calorimeter. Apabila calorimeter,, thermometer dan pengaduk menyerap kalor sebanyak H (=harga air calorimeter, thermometer dan pengaduk), maka harga air calorimeter seluruhnya ditambah dengan harga air, adalah sama dengan (p+H). apabila suhu akhir yang tercatat oleh thermometer = t2 º C, maka jumlah kalor yang diserap oleh kalorimeter adalah (p+H)( t2 – t1) kalori. Apabila berat besi sama dengan q gram, maka setelah suhu akhir jumlah kalor yang dilepaskan oleh besi adalah q x c x (100 – t2) kalori., c adalah kalor jenis besi yang akan dicari. Menurut Azas Black, kalor yang diterima sama dengan kalor yang dilepaskan, sehingga :
(H + p)( t2 – t1) = q x c x (100 – t2)
Apabila H (harga air kalorimeter, thermometer dan pengaduk), p (berat air), t1 (suhu awal air), t2 (suhu akhir), q (berat besi), maka kalor jenis besi ( c ) dapat dihitung. Apabila H (harga air calorimeter, pengaduk dan thermometer) tidak diketahui, maka harga air ini harus ditentukan terlebih dahulu, dengan mempergunakan pengulangan percobaan seperti diatas, dengan berat air yang berbeda. Missal berat air pada percobaan ulangan p’ dengan suhu awal t1’ dan suhu akhir t2’ maka hasil persobaan ulangan memberikan persamaan :
(H + p) (t2’– t1’) = q x c x (100 – t2)
Dari percobaan pertama dan percobaan ulangan diperoleh dua persamaan dengan dua bilangan yang tidak diketahui (H dan c); Dengan cara yang sama dapat juga ditentukan kalor jenis bahan cair, apabila kalor jenis bahan padat yang dipanasi diketahui.
Pengukuran kalor jenis gas dilakukan dengan dua cara oleh karena kalor jenis gas pada tekanan yang tetap (cp) berbeda dengan kalor jenis gas pada volume yang tetap (cv). Pada umumnya jumlah kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan gas pada tekanan tetap lebih besar dari pada kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan gas pada volume yang tetap.
Perbedaan kalor jenis gas ini terjadi oleh karena apabila gas dipanasi, maka akan terjadi pemuaian gas, sehingga mengalami perubahan volume dan tekanannya. Untuk menghitung cp, dari berbagai percobaan diperoleh persamaan :
(H + p)(t2 – t1) = q x cp x (t – t’)
H adalah harga air kalorimeter, p berat air dalam kalorimeter, t1 suhu awal, t2 suhu akhir kalorimeter, t’ suhu rata-rata gas yaitu suhu gas ketika keluar dari kalorimeter (ta) dan suhu gas pada akhir (tb) sehingga t’ = (ta + tb) / 2 , tb adalah suhu awal gas dan q adalah berat gas.
Penentuan cv dilakukan dengan membandingkannya dengan cp sehingga diperoleh suatu konstanta k = cp / cv. Perbandingan antara cp dengan cv untuk kebanyakan gas hampir sama, sehingga apabila cp dapat ditentukan melalui percobaan, k diketahui maka cv dapat dihitung.
Tabel Kalor Jenis Beberapa Gas
Gas cp cv
Udara
Nitrogen
Helium
Hidrogen
Oksigen 0,24
0,24
1,25
3,41
0,22 0,17
0,17
0,75
2,44
0,16
KONDUKSI , KONVEKSI , DAN RADIASI
Kecapatan perpindahan panas tergantung pada perbedaan suhu antara kedua benda. Semakain besar perbedaan suhu, semakin besar kecepatan perpindahan panas. Pindah panas dari suatu benda ke benda lain akan melalui suatu medium, yang menyebabkan timbulnya tahanan pada proses perpindahan panas, sehingga perbedaan suhu dan adanya tahanan menentukan kecepatan perpindahan panas; persamaannya adalah :
Kecepatan perpindahan panas = Perbedaan suhu
Tahanan aliran panas oleh medium
Selama proses perpindahan panas, suhu berubah sehingga kecepatan perpindahan panas juga berubah, ini disebut perpindahan panas “unsteady”. Sebaliknya, ada proses perpindahan panas dengan suhu yang tetap. Proses ini disebut proses perpindahan panas yang “steady”. Panas dapat dipindahkan dengan tiga cara yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Perhitungan untuk pindah panas ini telah diberikan dalam pengolahan hasil pertanian I.
KONDUKSI
Perpindahan panas dengan konduksi dapat terjadi baik pada benda padat, cair ataupun gas. Panas dari benda yang satu ke benda yang lain dipindahkan dengan perantara zat yang selama perpindahan tersebut tidak mengalami perubahan tempat. Hal ini dapat dirasakan apabila kita memanasi ujung sebuah besi, sedangkan ujung lainnya kita pegang, maka setelah beberapa saat ujung besi yang kita pegang akan naik suhunya.
Berbagai benda dapat menghantarkan panas lebih baik dari pada benda lain, misalnya tembaga lebih baik dari pada gelas atau kayu. Pada umumnya logam merupakan penghantar panas yang baik, sedangkan benda cair dan gas merupakan penghantar panas yang buruk. Benda yang berpori merupakan penghantar panas yang jelek misalnya gabus, bulu domba, jerami, kayu dan sebagainya. Beberapa peralatan yang banyak digunakan sehari-hari seperti lemari besi berdinding rangkap untuk mencegah kebakaran isinya. Sebagai penyekat digunakan bahan asbes yang tidak dapat terbakar. Selain itu pegangan beberapa alat dibuat dari kayu untuk mencegah perambatan panas dari ujung yang dipanasi.
KONVEKSI
Meskipun air dan udara merupakan penghantar panas yang buruk, akan tetapi panas dapat juga dihantarkan melalui bahan ini yaitu secara konveksi/aliran. Pada pemasakan air, pada awal proses pemanasan, air yang berada didasar wadah akan dipanasi terlebih dahulu. Setelah beberapa saat, secara konveksi panas tersebut akan dipindahkan ke air yang berada lebih atas, dan setelah beberapa saat seluruh air akan menjadi panas sebelum mendidih. Pindah panas ini dipengaruhi oleh beberapa hal antara lain; berat jenis bahan, kekentalan bahan, panas jenis bahan, terjadinya peristiwa penguapan, pengembunan dan sebagainya. Terjadinya angin juga disebabkan adanya aliran udara yang dipanasi sehingga kerapatan udara turun dan bergerak kea rah udara yang masih dingin. Secara umum dapat dikatakan bahwa pemindahan panas dilakukan sendiri oleh bahan bersangkutan.
RADIASI
Radiasi adalah pemindahan panas secara pemancaran, dari permukaan sebuah benda. Radiasi ini hanya terjadi dalam gas. Pemindahan panas cara radiasi ini juga dapat terjadi dalam udara vakum tanpa perantara. Sebagai contoh, apabila kita berdiri dekat api, akan merasa panas walaupun tidak bersentuhan langsung dengan api tersebut, dan ada udara sebagai penghantar panas yang sangat buruk. Selain itu udara tidak dapat memindahkan panas ke samping akan tetapi keatas.
Suatu pancaran panas yang sampai kepada suatu benda, panas tersebut dapat diteruskan, dipantulkan atau diserap oleh benda tersebut. Benda yang meneruskan panas, misal udara, sedangkan benda yang menyerap pancaran panas misal air atau gelas. Benda yang meneruskan panas tidak menjadi panas, sedangkan benda yang menyerap panas akan menjadi panas.
Sifat permukaan benda mempengaruhi penyerapan dan pemantulan panas. Permukaan yang rata dan mengkilap putih memantulkan hampir seluruh pancaran panas, sedangkan permukaan yang kasar dan hitam akan menyerap sebagian besar panas yang dipancarkan. Selain itu benda yang sedikit menyerap panas, juga sedikit memancarkan panas, dan benda yang banyak memancarkan panas juga akan banyak menyerap panas.
Perhitungan pindah panas untuk masing-masing cara pindah panas berbeda. Setiap cara pindah panas mempunyai rumus-rumus dan syarat-syarat tertentu untuk memperdalam cara perhitungan pindah panas, syarat-syarat serta contoh-contoh soal masing-masing cara dapat dipelajari dari buku Pengolahan Hasil Pertanian I yang merupakan dasar-dasar satuan operasi bagi pengolahan hasil pertanian.
SOAL-SOAL
1. berikan pengertian istilah berikut :
a. konveksi, konduksi dan radiasi
b. terangkan perbedaan pengukuran suhu dengan skala celcius, reamur dan fahrenheit
2. sebuah besi bersuhu 150 º C dicelupkan kedalam air bersuhu 20 º C. apabila berat besi 50 gram, dengan kalor jenis 0,11, hitunglah berat air, apabila suhu akhir 50 º C dan kalor jenis air 1.
3. apabila jumlah panas yang dipindahkan adalah 200 kalori, hitunglah panas awal aluminium dengan kalor jenis 0,21 dan suhu akhir 25 º C dengan berat 100 gram.
PENDAHULUAN
Suatu benda dikatakan panas, sedang, atau dingin apabila kita menyentuh benda tersebut dengan tangan terasa bahwa benda tersebut lebih panas atau lebih dingin dari tangan kita. Dalam hal ini suhu tangan kita merupakan suhu patokan untuk menyatakan apakan benda tersebut panas atau dingin dan dikatakan bahwa suhunya berbeda. Akan tetapi penentuan suhu dengan perasaan ini tidak dapat dipergunakan untuk perhitungan.
Suhu suatu benda dapat diukur dengan mempergunakan alat yang disebut thermometer. Thermometer mempunyai skala suhu sehingga tiap suhu dapat dinyatakan dalam suatu bilangan tertentu. Suhu dapat ditentukan dalam skala Celcius, Fahrenheit, Reamur dan Kelvin.
Titik nol skala Celsius adalah suhu es mencair dan disebut titik beku. Titik 100 skala Celsius adalah suhu uap air yang sedang mendidih dan disebut titik didih. Antara titik 100 dengan titik nol sekala Celcius dibagi 100, sehingga diperoleh titik didih 100 derajat C dan titik beku 0 derajat C. suhu dibawah titik beku ditandai dengan tanda negative misalnya – 20 ; - 25 dan sebagainya.
Reamur menentukan suhu es yang sedang mencair dan suhu air yang sedang mendidih tetap seperti pada skala celcius, hanya pada skala Reamur, titik terendah yaitu suhu pada es mencair diberikan dengan skala nol dan titik tertinggi yaitu suhu air yang sedang mendidih pada skala 80. Antara kedua titik ini dibagi atas 80 skala atau dalam 80 derajat Reamur.
Fahrenheit mempergunakan titik pada saat suhu dari campuran salju dan amoniak membeku/mencair sebagai titik terendah dan suhu badan manusia sebagai titik tertinggi. Titik terendah oleh Fahrenheit diberikan pada skala 32 dan titik tertinggi pada skala 212. Antara kedua titik tersebut dibagi 180 skala, yang tiap skala disebut derajat Fahrenheit.
Sehingga 100 derajat C = 80 derajat R = 212 derajat F atau 1 derajat C = 4/5 derajat R = 9/5 derajat F.
Untuk menentukan suhu udara atau gas dipergunakan skala Kelvin, yang titik terendah skalanya setara dengan – 273 derajat Celcius, yaitu suhu terendah yang dapat diukur/dicapai dan disebut sebagai titik nol mutlak, Skala Kelvin atau skala mutlak dipergunakan titik terendah pada skala 273 yakni titik beku air, dan titik tertinggi pada skala 373 yakni titik didih air.
Sehingga pada es mencair t = 0 derajat Celcius atau T = 273 derajat Kelvin, sehingga apabila t = 27 derajat Celcius maka T = 273 + 27 = 300 derajat Kelvin atau T = 273 + t.
KALORI
Pengertian tentang panas mencakup juga pengertian tentang suhu dan kalor. Jumlah kalor atau jumlah panas adalah satuan yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu bahan atau juga yang dihilangkan untuk menurunkan suhu suatu bahan.
Satuan jumlah kalor adalah kalori atau biasanya disebut gram kalori.
Satu kalori adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air setinggi 1 derajat Celsius; 1 gram kalori = 1/1000 kg kalori.
Sebagai contoh untuk mendidihkan 1000 gram air dibutuhkan kalor lebih banyak dari pada untuk mendidihkan 100 gram air.
KALOR JENIS
Zat yang lain tidak memerlukan jumlah kalor yang sama dengan jumlah kalor air untuk menaikkan suhu bahan tersebut sama seperti pada kenaikan suhu air.
Pada keadaan pemanasan yang sama, maka kenaikan suhu suatu benda mungkin lebih cepat atau lebih lambat dari pada kenaikan suhu air. Hal ini dipengaruhi oleh kalor jenis benda tersebut.
Kalor jenis suatu benda adalah bilangan yang menunjukkan berapa kalori yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram benda tersebut setinggi 1 derajat Celcius (ºC). Dengan demikian kalor jenis air adalah Satu.
Untuk menaikkan suhu suatu benda yang mempunyai berat a gram dan kalor jenis c setinggi b derajat dibutuhkan sejumlah kalor yang dapat dihitung sebagai berikut :
Untuk 1 gram benda dipanasi 1 º diperlukan c kalori.
Untuk a gram benda dipanasi 1 º C diperlukan a x c kalori.
Untuk a gram benda dipanasi b º C diperlukan a x b x c kalori.
Apabila jumlah kalor yang dibutuhkan tersebut sama dengan W maka,
W = a x b x c kalori
. b derajat C adalah selisih suhu akhir dengan suhu awal
Disusun oleh Mohammad Sholeh, Lulusan D3 / A3 IPB Bogor dan S1 Menejemen
Tabel Kalor Jenis (c) beberapa bahan
A Bahan Padat
Emas
Timah Hitam
Platina
Timah Putih
Perak
Tembaga
Timah Sari 0,03
0,03
0,03
0,05
0,06
0,09
0,09 Nikel
Besi
Gelas
Aluminium
Naftalin
Es 0,11
0,11
0,20
0,21
0,31
0,50
B Bahan Cair
Air Raksa
Minyak Zaitun
Minyak Tanah 0,03
0,47
0,51 Eter
Alkohol
Gliserin 0,56
0,58
0,58
KALOR LATEN
Bahan padat yang akan mencair, atau bahan cair yang akan menguap memerlukan energi panas agar proses tersebut terjadi. Selama proses ini tidak terjadi perubahan suhu bahan tersebut. Sehingga dapat dikatakan bahwa kalor laten adalah jumlah energi panas yang dibutuhkan oleh suatu bahan untuk merubah bentuk bahan tersebut dari padat ke cair atau dari cair ke uap tanpa mengalami perubahan suhu.
Sebagai contoh kalor laten untuk satu gram es adalah sebesar 80 kalori, sedangkan kalor laten penguapan satu gram air adalah sebesar 5 – 40 kalori.
TARA KALOR MEKANIK
Satuan energi dalam bentuk mekanik adalah erg, joule dan kaki pon. Satuan energi dalam bentuk panas adalah kalori atau Btu (British Themal unit). Konversi atau harga tara mekanik tergantung pada selang suhu yang dipergunakan dalam satuan kalori atau Btu. Untuk mendapatkan keseragaman, biasanya dipergunakan bahwa 1 kg-kal sama dengan 1/860 kilowatt jam serta 1 gram-kal sama dengan 4,18605 joule dan 1 Btu sama dengan 778,26 kaki-pon. Sehingga 1 Btu sama dengan 251,996 gram-kal.
Disusun oleh Mohammad Sholeh, Lulusan D3 / A3 IPB Bogor dan S1 Menejemen
PINDAH PANAS
PENGERTIAN
Pindah panas adalah ilmu teknik yang memperkirakan pemindahan energi yang terjadi antara benda-benda sebagai akibat terjadinya perbedaan suhu antara benda-benda tersebut. Pada pindah panas ini dua hokum alam yang utama merupakan suatu hal yang harus selalu diingat.
Hukum Utama II
Apabila antara dua benda yang berlainan suhunya terjadi pemindahan panas, maka hal ini selalu berlangsung sedemikian rupa sehingga benda yang lebih panas bertambah dingin dan benda yang lebih dingin akan bertanbah panas.
Dengan kata lain, bahwa apabila dua benda yang bersuhu tidak sama, bersentuhan, maka akan terjadi perubahan suhu kedua benda tersebut akibat adanya perpindahan panas, yaitu benda yang bersuhu lebih tinggi akan memberikan sebagian panasnya kepada benda yang bersuhu lebih rendah, sehingga benda yang bersuhu lebih tinggi akan menjadi lebih dingin, sedangkan benda yang bersuhu lebih rendah akan menjadi lebih panas.
Hokum Utama I atau Azas Black
Pada penukaran panas antara dua jenis benda, maka jumlah kalor keseluruhan akan tetap (kecuali ada usaha yang dilakukan pada saat perpindahan tersebut).
Dengan kata lain bahwa jumlah yang diberikan oleh benda yang bersuhu lebih tinggi akan sama dengan jumlah panas yang diterima oleh benda yang bersuhu lebih rendah.
Pindah panas dapat dipergunakan untuk memperkirakan suhu, baik suhu benda padat, maupun suhu bahan cair, setelah beberapa saat berlalu. Pindah panas didalam pengolahan hasil pertanian sangat berperanan, antara lain bahwa hampir seluruh hasil pertanian mengalami proses pemanasan atau pengeringan sedangkan untuk hasil ternak mengalami proses pendinginan.
Untuk pengolahan hasil pertanian, beberapa prinsip dasar haruslah selalu diingat, yaitu :
a. Panas bergerak dari obyek panas ke obyek yang dingin
b. Bertambah besar perbedaan kedua obyek, bertambah besar panas yang dipindahkan
c. Makin tipis dinding pengantara/penyekat kedua obyek, makin baik proses pemindahan panas
d. Obyek yang gelap menyerap panas yang dipancarkan lebih cepat dari pada obyek yang terang
e. Pemanasan sebaiknya dilakukan di bagian bawah/dasar ruangan, sedangkan pendinginan dilakukan di bagian atas ruangan sehingga memungkinkan pindah panas secara konveksi
Perpindahan panas terjadi melalui suatu medium ke medium lain sebelum sampai ke obyek yang diinginkan. Metode pindah panas di sini terjadi secara serempak.
Untuk mengetahui atau memperkirakan perubahan suhu yang diakibatkan penyimpanan suatu hasil, perlu diketahui konduktifitas panas (k) dan panas/kalor jenis (c) bahan tersebut.
1 Btu-in/jam kaki F = 3,447 x 10 ˉ4 kg-kal-cm/detik cm² C
1/12 Btu-kaki/jam kaki F
1 cal-cm/detik cm²C = 2901 Btu-in/jam kaki F
Proses pindah panas dapat terjadi dengan tiga cara yaitu secara hantaran atau konduksi, secara aliran atau konveksi dan secara pancaran atau radiasi. Proses Pasteurisasi dalam pengolahan hasil pertanian berprinsip pada cara pindah panas dengan konduksi panas, yaitu apabila sebelah pelat dipanaskan, maka pelat yang berada disebelahnya akan menjadi panas pula. Ruang penyimpanan dingin adalah contoh penggunaan aliran atau konveksi panas dalam praktek, yaitu udara dingin sekitar pipa pendingin turun ke bawah dan udara panas naik ke atas sehingga membuat sirkulasi terus menerus serta membawa panas keseluruh ruangan. Pemanasan atau pengeringan hasil pertanian dengan penjemuran merupakan salah satu contoh praktek pemanasan secara pemancaran, walaupun selama pemancaran tersebut udara dianggap sebagai bahan penerus panas matahari.
Untuk memudahkan pengertian pindah panas lebih lanjut, perlu diketahui terlebih dahulu tentang pengukuran panas dan suhu pada berbagai bahan.
Disusun oleh Mohammad Sholeh, Lulusan D3 / A3 IPB Bogor dan S1 Menejemen
Tabel Konduktifitas Panas beberapa Hasil Pertanian.
Bahan Kadar air
Basis basah (%) Suhu rata-rata
F Konduktifitas panas
(k)(Btu-in/jam
kaki F
Udara
Minyak kastor
Jagung
Kulit
Jawawut
Minyak olive
Serbuk gergaji
Jerami
Gandum
Kayu pinus
13,2
12,7
Kering udara
12,5 – 23,0 32
80 – 88
22 – 88
87 – 91,7 0,165
1,23
1,22
1,22
0,90
1,15
0,35
0,70
0,89 – 1,11
1,03
PENGUKURAN PANAS DAN SUHU
PENGUKURAN SUHU
Suhu adalah ukuran atau bilangan yang menunjukka panas atau dinginnya suatu bahan.
Panas atau kalor adalah bilangan yang menunjukkan berapa kalori yang dibutuhkan/dipindahkan dari suatu bahan apabila terjadi proses pindah panas.
Pengukuran suhu suatu bahan dapat dilakukan dengan mempergunakan alat yang disebut thermometer. Termometer yang umum dipergunakan adalah thermometer air raksa, baik yang berdasarkan skala Celcius, Fahrenheit, ataupun Reamur. Thermometer air raksa ini berprinsip pada sifat memuai bahan apabila dipanaskan, sifat penyusutan bahan apabila didinginkan/suhu bahan diturunkan dan sifat bahan apabila dua bahan yang berbeda suhu bersentuhan, kedua bahan tersebut akan mempunyai suhu yang sama tingginya.
Penggunaan thermometer air raksa terbatas hanya sampai pada suhu tertentu. Thermometer ini hanya dapat mengukur suhu paling rendah sama dengan suhu beku air raksa yaitu - 40 º C. Untuk mengukur suhu yang lebih rendah dari – 40 º C dipergunakan thermometer alcohol, oleh karena titik beku alcohol yang sangat rendah yaitu – 140 º C. Akan tetapi thermometer alcohol ini tidak dapat dipergunakan untuk mengukur suhu yang tinggi . Hal ini disebabkan oleh karena titik didih alcohol yang rendah yaitu 78 º C. Termometer air raksa juga tidak dapat dipergunakan untuk mengukur suhu yang terlalu tinggi oleh karena titik didih air raksa 360 º C, sehingga apabila dikehendaki untuk mengukur suhu yang tinggi dipergunakan alat yang disebut pyrometer. Alat ini bekerja berdasarkan pemuaian benda padat akibat pemanasan.
Selain thermometer air raksa, thermometer alcohol dan pyrometer, suhu dapat juga diukur dengan mempergunakan berbagai thermometer lain seperti thermometer maksimum-minimum, thermometer diferensial, termokopel, dan thermometer gas.
Pengukuran suhu bahan dengan menggunakan thermometer biasanya langsung disentuhkan pada bahan yang akan diukur. Akibat pemuaian air raksa maka suhu bahan akan dapat dibaca pada skala yang terdapat pada thermometer tersebut.
Pengukuran suhu tinggi (lebih dari 1000 º C) dilakukan dengan mempergunakan kerucut keramik. Perubahan suhu ditunjukkan oleh perubahan letak puncak kerucut, makin lengkung puncak kerucut, makin tinggi suhu bahan yang diukur. Bentuk keucut setelah pemanasan selesai dibandingkan dengan kerucut keramik standar untuk menentukan suhu pemanasan tersebut. Kerucut keramik ini hanya dapat dipergunakan satu kali pengukuran suhu saja.
Suhu tinggi dapat diukur dari jarak jauh dengan mempergunakan alat pengukur yang disebut termocouple. Alat ini umum dijumpai pada pengukuran suhu peralatan pengolahan (suhu pengolahan). Thermocouple terbuat dari dua lapisan logam yang berbeda suhu pemuaiannya yang duhubungkan dengan meteran yang yang menunjukkan suhu. Pemuaian kedua jenis logam yang berbeda mengakibatkan pelengkungan logam yang akan tercatat pada meteran suhu. Makin tinggi perbedaan suhu, makin besar lengkungan yang terjadi. Perbedaan kawat logam yang dipergunakan akan dapat menunjukkan suhu yang berbeda.
Tabel Kombinasi Kawat Themocouple
Kombinasi Perkiraan suhu
Yang dapat diukur
(F)
Tembaga ( 100 Cu-55Cu, 44Ni )
Besi ( 100Fe-55Cu, 44Ni )
Krom-Alumunium Campuran ( 90Ni, 9Cr-97Ni, 3 Al )
Platina-Rhadium ( 100 Pt – 8 Pt, 14 Rh ) 300 – 700
0 – 1400
600 – 2200
1300 - 3000
PENGUKURAN PANAS ( KALOR )
Untuk mengukur kalor suatu bahan dipergunakan alat yang disebut kalorimeter. Alat ini dapat juga dipergunakan untuk mengukur kalor jenis suatu bahan, tergantung data yang diketahui dari bahan tersebut. Dalam penentuan kalor jenis dengan mempergunakan kalorimeter, Azas Black dapat dipergunakan yaitu ;
a. apabila dua bahan bersentuhan,maka bahan yang bersuhu lebih tinggi akan memberikan kalor kepada bahan yang bersuhu lebih rendah (lebih dingin) sedemikian banyaknya sehingga suhu kedua bahan tersebut menjadi sama.
b. Jumlah kalor yang diterima oleh bahan yang lebih dingin sama dengan jumlah kalor yang dilepaskan oleh bahan yang lebih panas atau kalor yang diterima = kalor yang diberikan
c. Sebuah bahan yang didinginkan (diturunkan suhunya) sebesar t º C, akan melepaskan kalor sebanyak yang akan diterima oleh bahan tersebut apabila dipanaskan (suhunya dinaikkan) sebesar t º C.
Kalorimeter adalah sebuah pasu yang terbuat dari tembaga yang diletakkan di dalam sebuah pasu lain yang lebih besar. Pasu tembaga diletakkan di atas gabus sehingga kedua pasu dibatasi oleh lapisan udara dan gabus.
Pasu yang berada diluar (pasu besar) dapat pula dilapisi/diselimuti dengan kapas.
Kapas, gabus dan udara merupakan penghantar panas yang buruk, maka pemindahan panas ke sekitarnya dapat dibuat sekecil mungkin. Kalorimeter ini juga dilengkapi dengan sebuah pengaduk dan sebuah thermometer.
Kedalam calorimeter diisikan air sebanyak p gram. Suhu awal air didalam calorimeter diukur, misalnya sama dengan t1 º C. Selanjutnya sepotong besi dipanaskan sampai 100 º C. yaitu dengan mencelupkan besi tersebut selama beberapa saat didalam air mendidih. Besi panas ini kemudian segera dimasukkan kedalam calorimeter, selanjutnya diaduk-aduk sampai suhu calorimeter tidak naik lagi. Hal ini berarti bahwa suhu besi sama dengan suhu calorimeter. Apabila calorimeter,, thermometer dan pengaduk menyerap kalor sebanyak H (=harga air calorimeter, thermometer dan pengaduk), maka harga air calorimeter seluruhnya ditambah dengan harga air, adalah sama dengan (p+H). apabila suhu akhir yang tercatat oleh thermometer = t2 º C, maka jumlah kalor yang diserap oleh kalorimeter adalah (p+H)( t2 – t1) kalori. Apabila berat besi sama dengan q gram, maka setelah suhu akhir jumlah kalor yang dilepaskan oleh besi adalah q x c x (100 – t2) kalori., c adalah kalor jenis besi yang akan dicari. Menurut Azas Black, kalor yang diterima sama dengan kalor yang dilepaskan, sehingga :
(H + p)( t2 – t1) = q x c x (100 – t2)
Apabila H (harga air kalorimeter, thermometer dan pengaduk), p (berat air), t1 (suhu awal air), t2 (suhu akhir), q (berat besi), maka kalor jenis besi ( c ) dapat dihitung. Apabila H (harga air calorimeter, pengaduk dan thermometer) tidak diketahui, maka harga air ini harus ditentukan terlebih dahulu, dengan mempergunakan pengulangan percobaan seperti diatas, dengan berat air yang berbeda. Missal berat air pada percobaan ulangan p’ dengan suhu awal t1’ dan suhu akhir t2’ maka hasil persobaan ulangan memberikan persamaan :
(H + p) (t2’– t1’) = q x c x (100 – t2)
Dari percobaan pertama dan percobaan ulangan diperoleh dua persamaan dengan dua bilangan yang tidak diketahui (H dan c); Dengan cara yang sama dapat juga ditentukan kalor jenis bahan cair, apabila kalor jenis bahan padat yang dipanasi diketahui.
Pengukuran kalor jenis gas dilakukan dengan dua cara oleh karena kalor jenis gas pada tekanan yang tetap (cp) berbeda dengan kalor jenis gas pada volume yang tetap (cv). Pada umumnya jumlah kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan gas pada tekanan tetap lebih besar dari pada kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan gas pada volume yang tetap.
Perbedaan kalor jenis gas ini terjadi oleh karena apabila gas dipanasi, maka akan terjadi pemuaian gas, sehingga mengalami perubahan volume dan tekanannya. Untuk menghitung cp, dari berbagai percobaan diperoleh persamaan :
(H + p)(t2 – t1) = q x cp x (t – t’)
H adalah harga air kalorimeter, p berat air dalam kalorimeter, t1 suhu awal, t2 suhu akhir kalorimeter, t’ suhu rata-rata gas yaitu suhu gas ketika keluar dari kalorimeter (ta) dan suhu gas pada akhir (tb) sehingga t’ = (ta + tb) / 2 , tb adalah suhu awal gas dan q adalah berat gas.
Penentuan cv dilakukan dengan membandingkannya dengan cp sehingga diperoleh suatu konstanta k = cp / cv. Perbandingan antara cp dengan cv untuk kebanyakan gas hampir sama, sehingga apabila cp dapat ditentukan melalui percobaan, k diketahui maka cv dapat dihitung.
Tabel Kalor Jenis Beberapa Gas
Gas cp cv
Udara
Nitrogen
Helium
Hidrogen
Oksigen 0,24
0,24
1,25
3,41
0,22 0,17
0,17
0,75
2,44
0,16
KONDUKSI , KONVEKSI , DAN RADIASI
Kecapatan perpindahan panas tergantung pada perbedaan suhu antara kedua benda. Semakain besar perbedaan suhu, semakin besar kecepatan perpindahan panas. Pindah panas dari suatu benda ke benda lain akan melalui suatu medium, yang menyebabkan timbulnya tahanan pada proses perpindahan panas, sehingga perbedaan suhu dan adanya tahanan menentukan kecepatan perpindahan panas; persamaannya adalah :
Kecepatan perpindahan panas = Perbedaan suhu
Tahanan aliran panas oleh medium
Selama proses perpindahan panas, suhu berubah sehingga kecepatan perpindahan panas juga berubah, ini disebut perpindahan panas “unsteady”. Sebaliknya, ada proses perpindahan panas dengan suhu yang tetap. Proses ini disebut proses perpindahan panas yang “steady”. Panas dapat dipindahkan dengan tiga cara yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Perhitungan untuk pindah panas ini telah diberikan dalam pengolahan hasil pertanian I.
KONDUKSI
Perpindahan panas dengan konduksi dapat terjadi baik pada benda padat, cair ataupun gas. Panas dari benda yang satu ke benda yang lain dipindahkan dengan perantara zat yang selama perpindahan tersebut tidak mengalami perubahan tempat. Hal ini dapat dirasakan apabila kita memanasi ujung sebuah besi, sedangkan ujung lainnya kita pegang, maka setelah beberapa saat ujung besi yang kita pegang akan naik suhunya.
Berbagai benda dapat menghantarkan panas lebih baik dari pada benda lain, misalnya tembaga lebih baik dari pada gelas atau kayu. Pada umumnya logam merupakan penghantar panas yang baik, sedangkan benda cair dan gas merupakan penghantar panas yang buruk. Benda yang berpori merupakan penghantar panas yang jelek misalnya gabus, bulu domba, jerami, kayu dan sebagainya. Beberapa peralatan yang banyak digunakan sehari-hari seperti lemari besi berdinding rangkap untuk mencegah kebakaran isinya. Sebagai penyekat digunakan bahan asbes yang tidak dapat terbakar. Selain itu pegangan beberapa alat dibuat dari kayu untuk mencegah perambatan panas dari ujung yang dipanasi.
KONVEKSI
Meskipun air dan udara merupakan penghantar panas yang buruk, akan tetapi panas dapat juga dihantarkan melalui bahan ini yaitu secara konveksi/aliran. Pada pemasakan air, pada awal proses pemanasan, air yang berada didasar wadah akan dipanasi terlebih dahulu. Setelah beberapa saat, secara konveksi panas tersebut akan dipindahkan ke air yang berada lebih atas, dan setelah beberapa saat seluruh air akan menjadi panas sebelum mendidih. Pindah panas ini dipengaruhi oleh beberapa hal antara lain; berat jenis bahan, kekentalan bahan, panas jenis bahan, terjadinya peristiwa penguapan, pengembunan dan sebagainya. Terjadinya angin juga disebabkan adanya aliran udara yang dipanasi sehingga kerapatan udara turun dan bergerak kea rah udara yang masih dingin. Secara umum dapat dikatakan bahwa pemindahan panas dilakukan sendiri oleh bahan bersangkutan.
RADIASI
Radiasi adalah pemindahan panas secara pemancaran, dari permukaan sebuah benda. Radiasi ini hanya terjadi dalam gas. Pemindahan panas cara radiasi ini juga dapat terjadi dalam udara vakum tanpa perantara. Sebagai contoh, apabila kita berdiri dekat api, akan merasa panas walaupun tidak bersentuhan langsung dengan api tersebut, dan ada udara sebagai penghantar panas yang sangat buruk. Selain itu udara tidak dapat memindahkan panas ke samping akan tetapi keatas.
Suatu pancaran panas yang sampai kepada suatu benda, panas tersebut dapat diteruskan, dipantulkan atau diserap oleh benda tersebut. Benda yang meneruskan panas, misal udara, sedangkan benda yang menyerap pancaran panas misal air atau gelas. Benda yang meneruskan panas tidak menjadi panas, sedangkan benda yang menyerap panas akan menjadi panas.
Sifat permukaan benda mempengaruhi penyerapan dan pemantulan panas. Permukaan yang rata dan mengkilap putih memantulkan hampir seluruh pancaran panas, sedangkan permukaan yang kasar dan hitam akan menyerap sebagian besar panas yang dipancarkan. Selain itu benda yang sedikit menyerap panas, juga sedikit memancarkan panas, dan benda yang banyak memancarkan panas juga akan banyak menyerap panas.
Perhitungan pindah panas untuk masing-masing cara pindah panas berbeda. Setiap cara pindah panas mempunyai rumus-rumus dan syarat-syarat tertentu untuk memperdalam cara perhitungan pindah panas, syarat-syarat serta contoh-contoh soal masing-masing cara dapat dipelajari dari buku Pengolahan Hasil Pertanian I yang merupakan dasar-dasar satuan operasi bagi pengolahan hasil pertanian.
SOAL-SOAL
1. berikan pengertian istilah berikut :
a. konveksi, konduksi dan radiasi
b. terangkan perbedaan pengukuran suhu dengan skala celcius, reamur dan fahrenheit
2. sebuah besi bersuhu 150 º C dicelupkan kedalam air bersuhu 20 º C. apabila berat besi 50 gram, dengan kalor jenis 0,11, hitunglah berat air, apabila suhu akhir 50 º C dan kalor jenis air 1.
3. apabila jumlah panas yang dipindahkan adalah 200 kalori, hitunglah panas awal aluminium dengan kalor jenis 0,21 dan suhu akhir 25 º C dengan berat 100 gram.
Langganan:
Postingan (Atom)
