Mata Kuliah: Perlindungan Hutan
Hari / Tanggal: 27 Februari 2011
Kelas: Manajemen Hutan
KONSEP
SEGITIGA API DALAM PROSES PEMBAKARAN DAN PEMINDAHAN PANAS
Oleh:
Jajang Roni A.
Kholik
Dosen Praktikum:
Ati Dwi
Nurhayati, S.Hut, M.Si
DEPARTEMEN
SILVIKULTUR
FAKULTAS
KEHUTANAN
INSTITUT
PERTANIAN BOGOR
2011
I.
PENDAHULUAN
A.
Latar belakang
Di bidang kehutanan kita sebagai seorang rimbawan, kita
tidak hanya dituntut untuk membangun hutan, tetapi juga melihara, dan
melindunginya. Namun, kali ini kita menitik beratkan pada kegiatan melindungi
hutan terhadap kerusakannya. Kerusakan hutan itu bisa disebabkan oleh ulah
tangan jahil manusia maupun secara alami.
Dalam hal kerusakan hutan yang disebabkan terjadinya
kebakaran hutan, bisa terjadi akibat ulah manusia maupun secara alami. Karena
kebakaran itu disebabkan oleh unsur panas, bahan bakar dan oksigen. Oleh karena
itu perlu pengenalan kepada tiga unsur tersebut, untuk menangani atau mencegah
terjadinya kebekaran hutan. Untuk terjadinya suatu nyala api dibutuhkan api,
bahan bakar, dan oksigen. Hal ini disebut segitiga api. Jika salah satu unsur
dikendalikan/dihilangkan maka kelak tidak akan terjadi kebakaran.
Praktikum juga harus mempelajari macam-macam pemindahan
panas, karena dengan mengenal macam-macam pemindahan panas seperti Konveksi,
Konduksi, dan Radiasi kita dapat mencegah dan menangani kebakaran hutan secara
tepat.
Oleh karena itu praktikan harus mengenal dan memahami
segitiga api dan pemindahan panas, diharapkan dapat menangani dan mencegah
kebakaran secara tepat.
B.
Tujuan
1. Untuk
membuktikan bahwa untuk terjadinya proses pembakaran harus tersedia ke tiga
unsur bahan baku proses pembakaran yaitu: sumber panas, oksigen dan bahan
bakar.
2. Untuk
menentukkan macam-macam cara pemindahan panas suatu proses pembakaran.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
Api adalah
oksidasi cepat terhadap suatu material dalam proses pembakaran kimiawi, yang
menghasilkan panas, cahaya, dan berbagai hasil reaksi kimia lainnya. Api juga
berupa energi berintensitas yang bervariasi dan memiliki bentuk cahaya (dengan
panjang gelombang juga di luar spektrum visual sehingga dapat tidak terlihat
oleh mata manusia) dan panas yang juga dapat menimbulkan asap.
Nyala api yang tampak adalah zat yang sedang berpijar
dalam proses:
·
Reaksi kimia
·
Oksidasi
·
Eksothermal
Secara umum terdapat 3 macam api, yaitu api berwarna
merah, biru, dan putih. Api berwarna merah bersuhu kurang dari 1000̊C karena
berasal dari pembakaran yang tidak sempurna. Api berwarna biru bersuhu kurang
dari 2000̊C karena berasal dari pembakaran sempurna. Api berwarna putih adalah
yang terpanas karena bersuhu lebih dari 2000̊C dan berada di dalam inti
matahari yang muncul akibat reaksi fusi oleh matahari.
Segitiga api adalah susunan tiga unsur penyusun api,
yaitu bahan bakar, panas dan oksigen. Bahan bakar adalah semua bahan baik
padat, cair, dan gas yang mudah terbuka. Oksigen adalah unsur kimia yang sangat
penting agar api bisa terbentuk. Panas adalah energi yang berpindah akibat
perbedaan suhu dan dapat diperoleh dari gesekan, sinar matahari atau tenaga
listrik. (Chang, 2006)
Pembakaran adalah suatu runutan reaksi kimia antara suatu
bahan bakar dan suatu oksidan, disertai dengan produksi panas yang kadang
disertai cahaya dalam bentuk pendar atau api. (Chang, 2006).
Dalam suatu reaksi pembakaran lengkap, suatu senyawa
bereaksi dengan zat pengoksidasi, dan produknya adalah senyawa tiap elemen
dalam bahan bakar dengan zat pengoksidasi. Contoh: CH4 + 2O2
= CO2 + 2H2O + Panas. Terdapat 2 macam pembakaran
sempurna dan tidak sempurna. Pembakaran sempurna adalah suatu proses pembakaran
dimana semua unsur atau senyawa pembentuk terbakar dan tidak ada yang tersisa
sedangkan pembakaran tidak sempurna adalah suatu proses pembakaran dimana masih
ada unsur atau senyawa pembentuk yang masih tersisa karena tidak terbakar. (Chang,
2006)
Pemindahan panas adalah suatu proses distribusi panas
dari suatu tempat ke tempat yang lain. Terdapat 3 macam pemindahan panas, yaitu
konveksi, konduksi, dan radiasi. Konveksi adalah perpindahan panas melalui gas,
contoh ketika memasak air. Konduksi adalah perpindahan panas melalui medium
benda padat, contoh panas yang pindah dari ujung besi yang satu ke ujung
lainnya. Radiasi adalah perpindahan panas melalui gelombang elektromagnetik,
contoh kalor yang berpindah dari matahari menuju bumi (Frederick dan Eugene,
2006)
III. METODE PRAKTIKUM
3.1. Hari/Tanggal : Rabu/ 23 Februari 2011
Waktu : 10.00-13.00 WIB
Tempat : Lab. Kebakaran Hutan 301
3.2. Bahan dan Alat
3.2.1. Konsep segitiga api dalam
proses pembakaran
1. Gelas
ukur 200 ml, 300 ml, 500 ml, 1000 ml
2. Lilin
3. Korek
api
4. Alat
pengukur waktu
5. Penggaris
6. Cutter
(jika diperlukan)
3.2.2. Pemindahan panas
1. Lampu
teplok
2. Korek
api
3. Alat
pengukur waktu
3.3. Prosedur
3.3.1. Konsep segitiga api dalam
proses pembakaran
1. Siapkan
alat-alat yang dibutuhkan
2. Pastikan
panjang sumbu lilin 0,5-1 cm
3. Nyalakan
lilin, tunggu hingga lilin stabil menyala
4. Tutup
lilin yang sudah menyala dengan gelas ukur
5. Hitung
waktu lamanya lilin menyala sampai mati
6. Dinginkan
gelas yang telah digunakan
7. Lakukan
ulangan sebanyak 3 kali untuk semua gelas ukur dengan gelas yang sudah di
dinginkan terlebih dahulu
8. Hitung
rata-rata waktu lamanya lilin menyala
9. Buat
grafik hubungan antara volume gelas ukur dengan lamanya lilin menyala.
3.3.2. Pemindahan Panas
1. Siapkan
alat-alat yang dibutuhkan
2. Pastikan
penutup lampu teplok dalam keadaan tidak basah
3. Bagi
lampu teplok menjadi 3 bagian yaitu bagian A adalah bagian bawah, bagian B
adalah bagian tengah, dan bagian C adalah diatas ujung penutup lampu teplok
4. Nyalakan
lampu teplok dan atur nyala api tidak terlalu besar dan tidak terlalu kecil
5. Pegang
bagian A dan B lampu teplok dengan tangan
6. Letakkan
tangan praktikan (teman) yang lain di bagian C lampu teplok untuk merasakan
perubahan panas yang terjadi
7. Tahan
sampai tangan tidak kuat lagi memegang lampu teplok yang memanas pada bagian A
dan B
8. Hitung
lamanya waktu tangan memegang lampu teplok sampai melepasnya
9. Tentukan
jenis pemindahan panas yang terjadi pada ketiga bagian lampu teplok
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.
Hasil
4.1.1.Segitiga Api
|
Volume
Gelas
|
Lama
Lilin Menyala (detik)
|
Rata-Rata
(detik)
|
||
|
1
|
2
|
3
|
||
|
200
ml
|
6,78
|
6,38
|
5,87
|
6,343
|
|
300
ml
|
10,15
|
10,19
|
9,97
|
10,103
|
|
500
ml
|
16.50
|
17,94
|
16,53
|
16,99
|
|
1000
ml
|
26,53
|
25,50
|
26,15
|
26,09
|
4.1.2 Grafik hubungan lama nyala lilin
terhadap volume udara.
4.1.2.
Pemindahan panas
|
Titik
pengamatan
|
Jenis
pemindahan panas
|
Keterangan
|
|
A
|
Konduksi,
Radiasi
|
1
menit 4,37 detik
|
|
B
|
Konveksi,
Radiasi, Konduksi
|
17,79
detik
|
|
C
|
Konveksi
|
Panas
|
4.2 Pembahasan
Untuk menimbulkan nyala api diperlukan unsur-unsur
seperti sumber panas, bahan bakar, dan oksigen, dimana ketiga komponen tersebut
disebut segitiga api. Jika salah satu unsur tersebut dihilangkan maka api tidak
akan terbentuk. Dengan demikian, untuk membatasi atau mencegah terjadinya
kebakaran kita cukup menghilangkan salah satu unsur segitiga api.
Praktikum kali ini praktikan membuktikan pengaruh
ketersediaan udara (oksigen) terhadap nyala api dan adapun alat yang digunakan
untuk membatasi suplai udara terhadap nyala api adalah gelas dengan berbagai
ukuran (200ml,300ml,500ml,1000ml). Karena sifat udara, yaitu selalu mengisi
ruang sesuai dengan volume ruangnya. Maka volume udara selalu akan sama dengan
volume wadahnya (gelas). Tiap-tiap gelas yang digunakan untuk menutup nyala lilin
memberikan pengaruh yang berbeda, terbukti bahwa gelas dengan volume terkecil
(200ml) dapat membuat nyala api pada lilin lebih cepat padam dengan catatan
waktu rata-rata 6,343 detik, dibandingkan dengan gelas yang lain yang berukuran
lebih besar dengan catatan waktu >10
detik. Hal ini dikarenakan minimnya ketersediaan oksigen, sehingga oksigen
habis dan terkonversi menjadi karbon dioksida (CO2) yang merupakan
racun api, maka dapat mempercepat padamnya api. Selain itu, panjang sumbu lilin
juga mempengaruhi besarnya nyala api dengan demikian dapat mempengaruhi lajunya
konversi oksigen menjadi karbon dioksida. Sehingga dapat mempengaruhi lamanya
nyala api. Panjang sumbu yang ideal untuk praktikum ini berukuran 0,5-1cm.
Kendala yang dihadapi pada praktikum segi tiga api
ini adalah kesalahan pada perhitungan waktu yang kurang akurat dan penggunaan
gelas yang masih sedikit panas sehingga mempengaruhi volume udara di dalam
gelas tersebut, karena udara akan mengembang jika menerima panas. Dengan
mengembangnya udara di dalam gelas, akan menyebabkan kadar atau massa jenis
udara di dalam gelas menjadi rendah. Hal ini akan berpengaruh pada suplai
oksigen pada api dan menyebabkan api lebih cepat padam.
Grafik yang dihasilkan dari data yang sudah diolah
menunjukkan bahwa pengaruh volume berbanding lurus terhadap waktu. Semakin
besar volume gelas maka semakin lama pula waktu api menyala. Hal ini di
tunjukkan oleh nilai dari koefisien arah regresi sebesar positf 0.024 dan
koefisien determinasi sebesar 96.96% bahwa penambahan jumlah atau peningkatan
volume udara akan berpengaruh positif dan berbanding lurus pada lamanya nyala
api.
Praktikum kedua yang praktikan lakukan adalah
mengenai perpindahan panas yang terjadi pada lampu teplok. Perpindahan panas
terbagi menjadi tiga macam, yakni konduksi, konveksi dan radiasi. Dalam kondisi
normal lampu teplok dapat mengalami ketiga macam perpindahan panas tersebut,
namun ketiganya terjadi di bagian lampu teplok yang berbeda dan besar pengaruh
yang berbeda pula. Pada bagian bawah (A) lampu teplok mengalami perpindahan
secara radiasi dan konduksi. Namun, pada bagian bawah lampu teplok yang
memiliki pengaruh yang terbesar adalah radiasi, sedangkan yang berpengaruh lagi
adalah aliran panas secara konduksi, pengaruh konduksi yang kecil disebabkan
karena sifat hantar panas kaca yang jelek.
Pada bagian tengah atau leher penutup lampu teplok
terjadi perpindahan panas secara konveksi, konduksi, dan radiasi secara
bersamaan, namun besarnya pengaruh dari masing-masingnya berbeda. Pengaruh yang
terbesar berasal dari aliran panas secara konveksi, kemudian konduksi, dan
terakhir radiasi. Serta pada bagian atas mulut lampu teplok terjadi perpindahan
panas secara konveksi.
Perambatan panas yang tercepat terjadi pada leher
lampu teplok (B), terbukti bahwa dalam catatan waktu 17,79 praktikan tidak
dapat lagi menahan panasnya penutup lampu teplok, dibandingkan dengan bagian
bawah (A). Hal; ini membuktikan bahwa dalam kebakaran perpindahan panas yang
sangat berpengaruh adalah permindahan panas secara konveksi
Kendala yang dihadapi pada praktikum kedua ini
adalah kurangnya keakuratan penghitungan waktu dan kesensitivan antara tangan
kanan dan kiri yang berbeda. Namun, sangat dianjurkan agar praktikan yang
memegang lampu teplok dianjurkan hanya satu orang hal ini agar data yang
diperoleh lebih akurat.
V. KESIMPULAN
Praktikan telah membuktikan bahwa
untuk terjadinya proses kebakaran harus tersedia ke tiga unsur yang disebut
segitiga api yaitu bahan bakar, sumber panas, dan oksigen. Praktikan telah
membuktikan bahwa dengan tidak adanya oksigen sebagai salah satu dari unsur
segitiga api makanya proses pembakaran tidak akan terjadi.
Praktikan juga telah mengamati
macam-macam pemindahan panas suatu proses pembakaran yaitu konveksi, konduksi, dan
radiasi. Pada proses pembakaran perpindahan panas yang memiliki peran terbesar
adalah perpindahan panas secara konveksi. Hal ini dapat dibuktikan pada
praktikum yang telah di lakukan.
DAFTAR PUSTAKA
Chang, R. 2006. Kimia Dasar.
Edisi ketiga jlid 2. Jakarta: Erlangga.
Frederick JB, Eugene H. 2006. Fisika
Universitas. Edisi kesepuluh. Jakarta: Erlangga
Tidak ada komentar:
Posting Komentar