BAB I

PENDAHULUAN

 

1.1. Latar Belakang

            Hukum kekekalan energi menyatakan energi didak dapat dimusnahkan dan dapat

diciptakan melainkan hanya dapt diubah dari satu bentuk kebentuk lain.di alam ini bnayak

terdapat energi seperti energi listri,energi kalor,energi bunyi,namum energi kalor hanya dapat

dirasakan seperti panas matahari  Dalam kehidpan sehari-hari kita sering melihat alat-alat

pemanas yang menggunakan energi listrik seperti teko pemanas, penanak nasi, kompor listrik

ataupun pemanas ruangan. Pada dasarnya alat-alat tersebut memiliki cara kerja yang sama

yaitu merubah energi listrik yang mengalir pada kumparan kawat menjadi energi kalor/panas.

Sama halnya dengan kalorimeter yaitu alat ayang digunakan untuk mengukur jumlah kalor

(nilai kalori) yang dibebaskan.

 

1.2. Tujuan

 

 Adapun tujuan utama dari dilaksanakannya praktikum ini adalah mahasiswa dapat

memahami sistem kerja kalorimeter dan arti fisis tara panas listrik.

 

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

 

Kalorimeter

            Energi mekanik akibat gerakan partikel materi dan dapat

dipindah dari satu tempat ke tempat lain disebut kalor. (Syukri S, 1999).

Pengukuran jumlah kalor reaksi yang diserap atau dilepaskan pada suatu reaksi kimia

dengan eksperimen disebut kalorimetri. Dengan menggunakan hukum Hess, kalor reaksi

suatu reaksi kimia dapat ditentukan berdasarkan data perubahan entalpi pembentukan standar,

energi ikatan dan secara eksperimen. Proses dalam kalorimeter berlangsung secara adiabatik,

yaitu tidak ada energi yang lepas atau masuk dari luar ke dalam kalorimeter. (Petrucci,1987).

Kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu kalorimeter sebesar 1 0C pada air

dengan massa 1 gram disebut tetapan kalorimetri (Petrucci,1987). Dalam proses ini berlaku

azas Black yaitu:

q lepas = q terima

q air panas = q air dingin + q kalorimeter

m1 c (Tp – Tc) = m2 c (Tc – Td) + C(Tc – Td)

keterangan:

m1 = massa air panas m2 = massa air dingin

c = kalor jenis air C = kapasitas kalorimeter

Tp = suhu air panas Tc = suhu air campuran

Td = suhu air dingin

Sedang hubungan kuantitatif antara kalor dan bentuk lain energi disebut

termodinamika. Termodinamika dapat didefinisikan sebagai cabang kimia yang menangani

hubungan kalor, kerja, dan bentuk lain energi dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan

dalam perubahan keadaan (Keenan, 1980).

Hukum pertama termodinamika menghubungkan perubahan energi dalam suatu

proses termodinamika dengan jumlah kerja yang dilakukan pada sistem dan jumlah kalor

yang dipindahkan kesistem (Petrucci, 1987)

Hukum kedua termodinamika yaitu membahas tentang reaksi spontan dan tidak

spontan. Proses spontan yaitu reaksi yang berlangsung tanpa pengaruh luar. Sedangakan

reaksi tidak spontan tidak terjadi tanpa bantuan luar.

Hukum ketiga termodinamika menyatakan bahwa entropi dari kristal sempurna murni

pada suhu nol mutlak ialah nol. Kristal sempurna murni pada suhu nol mutlak menunjukkan

keteraturan tertinggi yang dimungkinkan dalam sistem termodinamika. Jika suhu

ditingkatkan sedikit diatas 0 K, entropi meningkat. Entropi mutlak selalu mempunyai nilai

positif (Petrucci, 1987)

Kalor reaksi dapat diperoleh dari hubungan massa zat (m), kalor jenis zat (c) dan

perubahan suhu (∆T), yang dinyatakan dengan persamaan berikut

q = m . c . ∆T (Petrucci, 1987).

 

Keterangan :

q = jumlah kalor (Joule)

m = massa zat (gram)

Δt = perubahan suhu takhir - tawal)

c = kalor jenis

 

Kalorimetri

            Kalorimetri adalah ilmu dalam pengukuran panas dari reaksi

kimia atau perubahan fisik. Kalorimetri termasuk penggunaan calorimeter. Kata kalorimetri

berasal dari bahasa Latin yaitu calor, yang berarti panas.

            Kalorimetri tidak langsung (indirect calorimetry) menghitung panas pada makhluk

hidup yang memproduksi karbondioksida dan buangan nitrogen (ammonia, untuk organisme

perairan, urea, untuk organisme darat) atau konsumsi oksigen. Lavosier (1780) mengatakan

bahwa produksi panas dapat diperkirakan dari konsumsi oksigen dengan menggunakan

regresi acak. Hal itu membenarkan teori energi dinamik. Pengeluaran panas oleh makhluk

hidup juga dapat dihitung oleh perhitungan kalorimetri langsung (direct calorymetry), dimana

makhluk hidup ditempatkan didalam kalorimeter untuk dilakukan pengukuran.

Jika benda atau system diisolasi dari alam, maka temperatur harus tetap konstan. Jika

energi masuk atau keluar, temperatur akan berubah. Energi akan berpindah dari satu tempat

ke tempat lainnya yang disebut dengan panas dan kalorimetri mengukur perubahan suhu

tersebut, bersamaan dengan kapasitas panasnya, untuk menghitung perpindahan panas.

            Kalorimetri adalah pengukuran panas secara kuantitatif yang masuk selama proses

kimia. Kalorimeter adalah alat untuk mengukur panas dari reaksi yang dikeluarkan. Berikut

adalah gambar calorimeter yang kompleks dan yang sederhana. Kalorimetri adalah

pengukuran kuantitas perubahan panas. Sebagai contoh, jika energi dari reaksi kimia

eksotermal diserap air, perubahan suhu dalam air akan mengukur jumlah panas yang

ditambahkan. Kalorimeter digunakan untuk menghitung energi dari makanan dengan

membakar makanan dalam atmosfer dan mengukur jumlah energi yang meningkat dalam

suhu kalorimeter.

            Bahan yang masuk kedalam kalorimetri digambarkan sebagai volume air, sumber

panas yang dicirikan sebagai massa air dan wadah atau kalorimeter dengan massanya dan

panas spesifik. Keseimbangan panas diasumsikan setelah percobaan perubahan suhu

digunakan untuk menghitung energi tercapai.

 

Kapasitas Panas dan Panas Spesifik

            Sifat-sifat air yang memberikan definisi asal dari kalori adalah banyaknya perubahan

temperatur yang dialami air waktu mengambil atau melepaskan sejumlah panas. Istilah umum

untuk sifat ini disebut kapasitas panas yang didefinisikan sebagai jumlah panas yang

diperlukan untuk mengubah temperatur suatu benda sebesar 10C.

            Kapasitas panas bersifat ekstensif yang berarti bahwa jumlahnya tergantung dari besar

sampel. Misalnya untuk menaikkan suhu 1 g air sebesar 10C diperlukan 4,18 J (1 kal), tapi

untuk menaikkan suhu 100 g air sebesar 10C diperlukan energi 100 kali lebih banyak yaitu

418 J. Sehingga 1 g sampel mempunyai kapasitas panas sebesar 4,18 J/0C sedangkan 100 g

sampel 418J/0C.

            Sifat intensif berhubungan dengan kapasitas panas adalah kalor jenis (panas spesifik)

yang didefinisikan sebagai jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 g zat

sebesar 10C. Untuk air, panas spesifiknya adalah 4,18 Jg-1C-1. Kebanyakan zat mempunyai

panas spesifik yang lebih kecil dari air. Misalnya besi, panas spesifiknya hanya 0,452 J g -1 0C-

1. Berarti lebih sedikit panas diperlukan untuk memanaskan besi 1 g sebesar 10C daripada air

atau juga dapat diartikan bahwa jumlah panas yang akan menaikkan suhu 1 g besi lebih besar

dari pada menaikkan suhu 1 g air.

            Besarnya panas spesifik untuk air disebabkan karena adanya sedikit pengaruh dari

laut terhadap cuaca. Pada musim dingin air laut lebih lambat menjadi dingin dari daratan

sehingga udara yang bergerak dari laut ke darat lebih panas daripada udara dari darat ke laut.

Demikian juga dalam musim panas, air laut lebih lambat menjadi panas daripada daratan.

 

BAB III

METODA PRAKTIKUM

2.1.Alat dan Bahan

Sebuah kalorimeter dilengkapi dengan kumparan pemanas dan pengaduk.

Termometer

Sebuah voltmeter

Sebuah amperemeter

Sebuah gelas ukur

Sebuah Stopwatch

5 kabel penghubung

 

2.2.Prosedur Praktikum        

1. Dengan menggunakan gelas ukur yang tersedia, isilah kalorimeter dengan air suling

sebanyak 50 mlL.

2. Timbang massa air suling.

3. Susunlah alat-alat percobaan seperti pada gambar. Sebelum sumber tegangan diaktifkan

, periksalah pada asisten.

4. Hubungkan arus dalam waktu yang singkat dan atur arusnya sebesar 0,3 A, kemudian

sumber tegangan  DC dimatikan lagi.

5. Aduklah air dan catat suhu sebagai suhu awal T1.

6.Alirkan kembali arus listrik (sumber tegangan DC diaktifkan). Catat tegangan yang

terukur pada voltmeter.

7. Catatlah suhu pada saat 3 menit, 6 menit, 9 menit, 12 menit dan 15 menit. Isikan

sebagai suhu akhir T2. Setelah 15 menit, matikan sumber tegangan DC.

8. Gantilah air didalam kalorimeter dan ulangi percobaan diatas dengan besar arus yang

mengalir 0,5 A. Isikan pada data tabel yang tersedia.

9. Hitunglah tara panas listrik untuk mesing-masing percobaan dan hitung rata-ratanya.

10. Hitunglah hambatan dan daya listrik kumparan.

11. Hitung ketelitian percobaan anda dengan literatur (1 kalori=4,2 Joule).

12. Berikanlah kesimpulan berkaitan dengan praktikum ini.

 

 

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

 

4.1. Hasil

 

4.2. Pembahasan

 

             Kalorimeter merupaka suaatu alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor

yang terlibat dalam suatu perubahan atau reaksi kimia. Adapun kalor merupakan energi yang

berpindah akibat adanya perbedaan suhu. Hukum pertama termodinamika menghubungkan

perubahan energi dalam suatu proses termodinamika dengan jumlah kerja yang dilakukan

pada sistem dan jumlah kalor yang dipindahkan kesistem.

            Pada kalorimeter terjadi perubahan energi dari energi listrik menjadi energi sesuai

dengan hukum kekekalan energi yang menyatakan energi tidak dapat diciptakan dan energi

tidak dapat dimusnahkan. Pada percobaan ini kita tidak membuat energi kalor / panas

melainkan kita hanya merubah energi listrik menjadi energi kalor / panas.

            Prinsip kerja dari kalorimeter adalah mengalirkan arus listrik pada kumparan kawat

penghantar  yang dimasukan ke dalam air suling.  Pada waktu bergerak dalam kawat

penghantar  (akibat perbedaan potenial) pembawa muatan bertumbukan dengan atom logam

dan kehilangan energi. Akibatnya pembawa muatan bertumbukan dengan kecepatan konstan

yang sebanding dengan kuat medan listriknya. Tumbukan oleh pembawa muatan akan

menyebabkan logam yang dialiri arus listrik memperoleh energi yaitu energi kalor / panas.

Berdasarkan data hasil praktikum diketahui bahwa semakin besar nilai tegangan listrik

dan arus listrik pada suatu bahan maka tara panas listrik yang dimiliki oleh bahan itu semakin

kecil. Dalam data hasih praktikum seolah terlihat bahwa pengukuran dengan menggunakan

arus kecil menghasilkan nilai yang kecil. Hal ini merupakan suatu anggapan yang salah

karena dalam pengukuran pertama ini perubahan suhu yang digunakan sangatlah kecil

berbeda dengan data yang menggunakan arus besar. Tapi jika perubahan suhu itu sama

besarnya maka yang berarus kecil  yang mempunyai tara panas listrik yang besar.

BAB V

 PENUTUP

5.1.Kesimpulan

            Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuki mengetahui besar energi yang

dibebaskan pada suatu sistem. Pada kalorimeter terdapat energi disipasi. Energi disipasi dapat

berarti energi yang hilang dari suatu sistem. Hilang dalam arti berubah menjadi energi lain

yang tidak menjadi tujuan suatu sistem (dalam percobaan, energi listrik berubah menjadi

energi kalor) . Timbulnya energi disipasi secara alamiah nggak dapat dihindari

5.2.Saran

Untuk mendapatkan hasil pengamatan yang akurat,  sebaiknya mahasiswa lebih teliti

dalam mengamati termometer, amperemeter dan voltmeter . Selian itu juga mahasiswa

sebaiknya menggunakan alat penunjang praktikum yang kondisinya masih baik dan

menyusunnya dengan benar sesuai modul dan arahan dari asisten.

 

DAFTAR PUSTAKA

 

 

Zaida, Drs., M.Si. Petunjuk Praktikum Fisika. Bandung:Dosen Unpad

Keenan, 1980, Kimia untuk Universitas Jilid 1, Erlangga, Jakarta.

Petrucci, Ralph. H, 1987, Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Jilid 2 Edisi 4,

Erlangga, Jakarta.

Syukri, S, 1999, Kimia Dasar 1, ITB, Bandung.

 

Download Laporan Praktikum Kalorimeter.doc