PEMILIHAN BAHAN & PROSES UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK FAKULTAS TEKNIK MESIN KERAPATAN, TITIK LEBUR, EKSPANSI TERMAL, PANAS SPESIFIK, KONDUKSIVITAS PANAS (TERMAL), SIFAT LISTRIK MAGNET, & OPTIK TEKANAN KOROSI PEMILIHAN BAHAN & PROSES KELOMPOK 2 TEGUH.S UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK KERAPATAN Kerapatan (ρ) adalah massa persatuan volume pada termperatur dan tekanan tertentu, dan dinyatakan dalam sistem cgs dalam gram per sentimeter kubik ( g/cm³ = g/ml) dan dalam satuan SI kilogram per meter kubik (kg/m³).                                          M                              ρ  =  ———                                           V Berat jenis adalah perbandingan kerapatan dari suatu zat terhadap kerapatan air yang ditentukan pada temperature yang sama. Berat jenis merupakan bilangan murni tanpa dimensi yang dapat diubah menjadi kerapatan dengan menggunakan rumus yang cocok.                                       ρ zat             d = ———                                       ρ air UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK KERAPATAN Kerapatan atau rapat biasanya merujuk pada ukuran seberaba banyak suatu entitas berada dalam suatu jumlah yang tetap dalam suatu ruang (biasanya dalam ruang tiga dimensi). Jenis-jenis kerapatan (di dalam fisika) meliputi: Rapat massa Massa jenis, massa per volume Rapat muatan Kerapatan partikel (fisika statistik) teori fungsi kerapatan (mekanika kuantum) UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK

Kerapatan sebagai fungsi Kerapatan tidak mutlak berwujud suatu nilai tertentu, melainkan dapat pula merupakan suatu fungsi yang bergantung posisi atau pun waktu. Suatu kerapatan massa tiap satuan volum yang bergantung posisi misalnya dituliskan sebagai Dan lain halnya dengan massa untuk obyek dengan rapat massa homogen yang langsung dapat dihitung: sedangkan untuk benda dengan rapat massa berupa fungsi, dalam menghitung massa benda perlu digunakan integral: UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK

Contoh menghitung massa Misalnya terdapat suatu kubus dengan ukuran 1 x 1 x 1 dalam ruang, ingin dihitung berapa massanya, apabila diketahui fungsi kerapatan massanya yang homogen maka terlebih dahulu dituliskan dan dilakukan integrasi Untuk ukuran yang lain, tinggal diganti batas-batas dari x, y dan z. Jika obyek tidak homogen rapat massanya, maka tidak bernilai konstan c seperti di atas, melainkan fungsi dari x, y dan z. UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK TITIK LEBUR Titik lebur dari sebuah benda padat adalah suhu di mana benda tersebut akan berubah wujud menjadi benda cair. Ketika dipandang dari sisi yang berlawanan (dari cair menjadi padat) disebut titik beku. Pada sebagian besar benda, titik lebur dan titik beku biasanya sama. Contoh, titik lebur dan titik beku dari "raksa" adalah 234,32 kelvin (-38,83 °C atau -37,89 °F) Namun, beberapa subtansi lainnya memiliki temperatur beku <--> cair yang berbeda. contohnya "agar-agar", mencair pada suhu 85 °C (185 °F) dan membeku dari suhu 32-40 °C (89,6 - 104 °F); fenomena ini dikenal sebagai hysteresis. Beberapa benda lainnya, seperti kaca, dapat mengeras tanpa mengkristal terlebih dulu; ini disebut amorphous solid Tidak seperti titik didih, titik lebur tidak begitu terpengaruh oleh tekanan. UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK EKSPANSI TERMAL Ekspansi termal adalah perubahan dimensi yang terjadi akibat adanya perubahan temperatur. Perhitungan untuk mendapatkan koefisien ekspansi termal dilakukan dengan mengamati perubahan panjang sampel akibat kenaikan temperatur yang terjadi. Besarnya koefisien ekspansi termal dipengaruhi oleh pori pada suatu material. Kehadiran pori akan mereduksi massa material. Semakin banyak pori akan memperkecil daya hantar panas sehingga koefisien ekspansi termalnya menjadi lebih kecil. Karena adanya perbedaan suhu dilaut maka air bergerak dari suhu yang tinggi ke suhu rendah, dari panas ke dingin. Serta pengaruh densitas air laut akan semakin besar, maka akan terbentuknya arus dan akan terbentuk slope (tinggi muka air) yang berbeda-beda yang menyebabkan terjadinya arus. UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK PANAS SPESIFIK Panas spesifik adalah jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg bahan sebesar 1oC.  Pengetahuan tentang panas spesifik sangat diperlukan untuk perhitungan proses- proses pemanasan atau pendinginan. Panas spesifik bahan- bahan pertanian sangat tergantung pada lengas bahan. Pada suhu kamar, panas spesifik suatu bahan yang mengandung air dapat dihitung berdasarkan nilai-nilai panas spesifik dari bahan kering dan airnya. Ketika suatu benda melepas panas di sekitarnya, Q < 0 dan ketika benda benda menyerap panas dari sekitarnya, Q > 0. Kalor berpindah dari medium bersuhu tinggi ke medium yang bersuhu lebih rendah, terlihat adanya perbedaan antara suhu awal dengan suhu akhir dari bahan dan air. Panas spesifik suatu produk dapat diperkirakan dengan berbagai metode. Dickerson (1969), melakukan pendugaan panas spesifik pada produk berkadar air tinggi. Cp = 1.675 + 0.025 (kadar air, %) UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK

Konduktivitas Termal (Panas) Konduktivitas termal (Panas) suatu benda adalah kemampuan suatu benda untuk memindahkan kalor melalui benda tersebut. Benda yang memiliki konduktivitas termal (k) besar merupakan penghantar kalor yang baik (konduktor termal yang baik). Sebaliknya, benda yang memiliki konduktivitas termal kecil merupakan penghantar kalor yang buruk (konduktor termal yang buruk). UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK SIFAT LISTRIK MAGNET Magnet atau magnit adalah suatu objek yang mempunyai suatu medan magnet. Kata magnet (magnit) berasal dari bahasa Yunani magnítis líthos yang berarti batu Magnesian. Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa lalu yang kini bernama Manisa (sekarang berada di wilayah Turki) di mana terkandung batu magnet yang ditemukan sejak zaman dulu di wilayah tersebut. Pada saat ini, suatu magnet adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet. Materi tersebut bisa dalam berwujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang sekarang ini ada hampir semuanya adalah magnet buatan. Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub. Magnet dapat menarik benda lain. Beberapa benda bahkan tertarik lebih kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi dan baja adalah dua contoh materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet. Satuan intensitas magnet menurut sistem metrik pada Satuan Internasional (SI) adalah Tesla dan SI unit untuk total fluks magnetik adalah weber. 1 weber/m^2 = 1 tesla, yang memengaruhi satu meter persegi. UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK ELEKTROMAGNET Elektromagnet terbuat dari gulungan kawat yang bertindak sebagai magnet ketika arus listrik melewatinya tapi berhenti menjadi magnet ketika tidak diberi arus listrik. Seringkali , kumparan melilit inti dari "lunak " bahan ferromagnetic seperti baja , yang sangat meningkatkan medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan. Keseluruhan kekuatan magnet diukur dengan momen magnetik atau , sebaliknya, total fluks magnetik yang dihasilkan . Kekuatan lokal magnet dalam suatu material diukur dengan magnetisasi nya UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK OPTIK Optik adalah cabang fisika yang menggambarkan kelakuan dan sifat cahaya dan interaksi cahaya dengan materi. Optik menerangkan dan diwarnai oleh gejala optik. Bidang optik biasanya menggambarkan sifat cahaya tampak, inframerah dan ultraviolet; tetapi karena cahaya adalah gelombang elektromagnetik, gejala yang sama juga terjadi di sinar-X, gelombang mikro, gelombang radio, dan bentuk lain dari radiasi elektromagnetik. Di ruang bebas suatu gelombang berjalan pada kecepatan c = 3x108 m/s. Ketika memasuki medium tertentu (dielectric atau nonconducting) gelombang berjalan dengan suatu kecepatan v, yang mana adalah karakteristik dari bahan dan kurang dari besarnya kecepatan cahaya itu sendiri (c). Perbandingan kecepatan cahaya didalam ruang hampa dengan kecepatan cahaya di medium adalah indeks bias n bahan sebagai berikut : n = c/v UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK KOROSI Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi. Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat logam umumnya adalah berupa oksida atau karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3.nH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah. Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi. Fe(s) <--> Fe2+(aq) + 2e Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi itu yang bertindak sebagai katode, di mana oksigen tereduksi. O2(g) + 4H+(aq) + 4e <--> 2H2O(l) atau O2(g) + 2H2O(l) + 4e <--> 4OH-(aq) UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK KOROSI Ion besi(II) yang terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi membentuk ion besi(III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi, yaitu karat besi. Mengenai bagian mana dari besi itu yang bertindak sebagai anode dan bagian mana yang bertindak sebagai katode, bergantung pada berbagai faktor, misalnya zat pengotor, atau perbedaan rapatan logam itu. Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Ada definisi lain yang mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam dari bijih mineralnya. Contohnya, bijih mineral logam besi di alam bebas ada dalam bentuk senyawa besi oksida atau besi sulfida, setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi yang digunakan untuk pembuatan baja atau baja paduan. Selama pemakaian, baja tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang menyebabkan korosi (kembali menjadi senyawa besi oksida). Deret Volta dan hukum Nernst akan membantu untuk dapat mengetahui kemungkinan terjadinya korosi. Kecepatan korosi sangat tergantung pada banyak faktor, seperti ada atau tidaknya lapisan oksida, karena lapisan oksida dapat menghalangi beda potensial terhadap elektrode lainnya yang akan sangat berbeda bila masih bersih dari oksida. UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK TEKANAN Tekanan (p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A). P : Tekanan dengan satuan pascal ( Pressure ) F : Gaya dengan satuan newton ( Force ) A : Luas permukaan dengan satuan m2 ( Area ) Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas. Satuan tekanan dapat dihubungkan dengan satuan volume (isi) dan suhu. Semakin tinggi tekanan di dalam suatu tempat dengan isi yang sama, maka suhu akan semakin tinggi. Hal ini dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa suhu di pegunungan lebih rendah dari pada di dataran rendah, karena di dataran rendah tekanan lebih tinggi. Akan tetapi pernyataan ini tidak selamanya benar atau terkecuali untuk uap air, uap air jika tekanan ditingkatkan maka akan terjadi perubahan dari gas kembali menjadi cair. (dikutip dari wikipedia : kondensasi). Rumus dari tekanan dapat juga digunakan untuk menerangkan mengapa pisau yang diasah dan permukaannya UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK KESIMPULAN Kerapatan adalah massa per unit volume suatu zat pada temperatur tertentu (ρ) = M/V. Titik lebur dari sebuah benda padat adalah suhu di mana benda tersebut akan berubah wujud menjadi benda cair. Ekspansi termal adalah perubahan dimensi yang terjadi akibat adanya perubahan temperatur. Panas spesifik adalah jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg bahan sebesar 1oC. Konduktivitas termal (Panas) adalah kemampuan suatu benda untuk memindahkan kalor melalui benda tersebut. Elektromagnet adalah magnet yang terbuat dari gulungan kawat yang bertindak sebagai magnet ketika arus listrik melewatinya tapi berhenti menjadi magnet ketika tidak diberi arus listrik. Optik adalah cabang fisika yang menggambarkan kelakuan dan sifat cahaya dan interaksi cahaya dengan materi. Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Tekanan (p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A) P= F/A UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK

TERIMA KASIH