Laporan Fisika Kalorimeter - Copy

Laporan Akhir Praktikum Fisika

BAB I

PENDAHULUAN

I.I Tujuan Percobaan

Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa diharapkan:

1. Mampu menentukan kalor lebur es

2. Mampu menentukan panas jenis suatu benda berdasarkan Azas Black

I.II Alat-alat Percobaan

1. Satu set kalorimeter dan pengaduknya

2. Thermometer

3. Stopwatch

4. Bongkah es batu secukupnya

5. Benda yang akan diukur kalor jenisnya

6. Neraca teknis

1


BAB II

PEMBAHASAN

II.1 Teori Dasar

Apabila dua benda yang berlainan temperaturnya disentuhkan, maka benda

yang lebih panas akan memberikan sebagian panasnya kepada benda yang lebih

rendah temperaturnya, sampai akhirnya dicapailah temperatur akhir yang sama

(keseimbangan temperatur).

Satuan yang dipakai pada perpindahan panas adalah kalori, yang

didefinisikan sebagai “Jumlah panas yang dibutuhkan oleh setiap 1 gram air untuk

menaikkan temperatur 1oC”.

Apabila ke dalam kalorimeter yang berisi air dimasukkan benda yang

berbeda temperaturnya (misal lebih panas), akan terjadi aliran panas dari benda ke

kalorimeter dan air.

Setelah dicapai keadaan setimbang, maka :

W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4) (1)

Dimana :

W1, W2, W3 = Berat kalorimeter, berat air, dan berat benda

C1, c2, c3 = Kalor jenis kalorimeter, air, dan benda

T1, T2, T3 = Temperatur awal kalorimeter, air, dan benda

T4 = Temperatur akhir kalorimeter, air, dan benda setelah

dicapai kesetimbangan

2


Bila yang dimasukkan ke dalam kalorimeter tersebut adalah bongkah es

yang kalor leburnya P, berat G, maka persamaan (1) menjadi :

W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = P G – W3 c3 (T3 – T4) (2)

II.1 Teori Tambahan

Kalorimeter adalah alat untuk mengukur kalor jenis suatu zat. Salah satu

bentuk kalorimeter adalah kalorimeter campuran. Kalorimeter ini terdiri dari

sebuah bejana logam kalor jenisnya diketahui. Bejana ini biasanya ditempatkan

didalam bejana lain yang agak lebih besar. Kedua bejana dipisahkan oleh bahan

penyekat misalkan gabus atau wol. Kegunaan bejana luar adalah sebagai isolator

agar pertukaran kalor dengan sekitar kalorimeter dapat dikurangi.

Kalorimeter juga dilengkapi dengan batang pengaduk. Pada waktu zat

dicampurkan didalam kalorimeter, air dalam kalorimeter perlu diaduk agar

diperoleh suhu merata sebagai akibat pencampuran dua zat yang suhunya berbeda.

Asas penggunaan kalorimeter adalah Asas Black. Setiap dua benda atau lebih

dengan suhu berbeda dicampurkan maka benda yang bersuhu lebih tinggi akan

melepaskan kalornya, sedangkan benda yang bersuhu lebih rendah akan menyerap

kalor hingga mencapai keseimbangan yaitu suhunya sama. Pelepasan dan

penyerapan kalor ini besarnya harus imbang. Kalor yang dilepaskan sama dengan

kalor yang diserap sehingga berlaku hukum kekekalan energi. Pada sistem

tertutup, kekekalan energi panas (kalor) ini dapat dituliskan sebagai berikut :

Q lepas = Q terima

Dengan Q = m . c. ∆t

Dengan :

Q = banyaknya kalor yang diperlukan (J)

m = massa suatu zat yang diberi kalor (kg)

c = kalor jenis zat (J/kgoC)

3


∆t = kenaikan/perubahan suhu zat (oC)

C = kapasitas kalor suatu zat (J/oC)

Pertukaran energi kalor merupakan dasar teknik yang dikenal dengan

nama kalorimetri, yang merupakan pengukuran kuantitatif dari pertukaran kalor.

Untuk melakukan pengukuran kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu

zat digunakan kalorimeter. Salah satu kegunaan yang penting dari kalorimeter

adalah dalam penentuan kalor jenis suatu zat. Pada teknik yang dikenal sebagai

“metode campuran”, suatu sampel zat dipanaskan sampai temperatur tinggi yang

diukur dengan akurat, dan dengan cepat ditempatkan pada air dingin kalorimeter.

Kalor yang hilang pada sampel tersebut akan diterima oleh air dan kalorimeter.

Dengan mengukur suhu akhir campuran tersebut, maka dapat dihitung kalor jenis

zat tersebut.

Zat yang ditentukan kalor jenisnya dipanasi sampai suhu tertentu. Dengan

cepat zat itu dimasukkan kedalam kalorimeter yang berisi air dengan suhu dan

massa yang sudah diketahui. Kalorimeter diaduk sampai suhunya tidak berubah

lagi. Dengan menggunakan hukum kekekalan energi, kalor jenis yang dimasukkan

dapat dihitung.

4


BAB III

Langkah Percobaan

III.1 Kalor Lebur Es

1. Menimbang bejana kalorimeter dan bejana pengaduknya dengan

ketelitian yang maksimal. Bila pada pengaduk terdapat gagang yang

terbuat dari bahan lain, maka dilepas terlebih dahulu

2. Mengisikan air ke dalam bejana kalorimeter sampai kurang lebih ¾

nya. Lalu bejana kalorimeter dan pengaduk yang telah berisi air

ditimbang dengan teliti.

3. Memasukkan kalorimeter ke dalam bejana pelindung lalu ditutup.

Termometer dipasangkan , sehingga hanya bola yang erisi air raksa saja

yang tercelup dengan air. Jangan terlalu dekat dengan dasar bejana,

diamkan sebentar sambil dibaca suhunya dan ditimbang beratnya.

4. Mengambil beberapa bongkah batu es, lalu ditimbang dengan neraca

teknis.

5. Bongkahan batu es tersebut dimasukkan ke dalam bejana kalorimeter,

lalu ditutup beserta thermometernya dengan hati-hati. Sambil diaduk,

suhunya dibaca setiap 30 detik sampai suhu tidak mengalami perubahan

lagi.

6. Menimbang berat akhir kalorimeter.

III.2 Campuran Air dengan Air Panas

1. Kalorimeter dengan pengaduknya dikosongkan lalu dikeringkan.

2. Menimbang bejana kalorimeter dan pengaduknya.

3. Mengisikan air ke dalam bejana kalorimeter sampai kurang kebih ¼



4. Kalorimeter dimasukkan ke dalam bejana pelindung lalu ditutup.

Termometer dipasang, sehingga hanya bola yang berisi air raksa saja

5


yang tecelup dalam air. Jangan terlalu dekat dengan dasar bejana,


5. Mengambil gelas kimia, dikeringkan, lalu ditimbang beratnya.

6. Gelas kimia diisi dengan air, kemudian ditimbang berat keseluruhan

gelas dan air.

7. Gelas kimia berisi air dipanaskan hingga mendidih. Suhu air dicatat.

8. Memasukkan air panas ke dalam kalorimeter, lalu kalorimeter beserta

termometer ditutup dengan hati-hati. Sambila diaduk, suhu nya dibaca

setiap 30 detik sampai suhu tidak mengalami perubahan lagi.


III.3 Kalor Jenis Benda

1. Kalorimeter dengan pengaduknya dikosongkan lalu dikeringkan.

2. Menimbang bejana kalorimeter dan pengaduknya.

3. Mengisikan air ke dalam bejana kalorimeter sampai kurang kebih ¼



4. Kalorimeter dimasukkan ke dalam bejana pelindung lalu ditutup.

Termometer dipasang, sehingga hanya bola yang berisi air raksa saja

yang tecelup dalam air. Jangan terlalu dekat dengan dasar bejana,


5. Menimbang massa benda yang akan diukur kalor jenisnya dengan

neraca teknis.

6. Mengisi gelas kimia dengan air, kemudian memasukkan benda dan

memanaskan gelas hingga air mendidih. Suhu air yang mendidih dicatat

(sama dengan suhu benda).

7. Memasukkan benda tadi ke dalam kalorimeter. Kalorimeter ditutup

beserta termometernya dengan hati-hati. Sambil diaduk suhunya dibaca

setiap 30 detik sampai suhu tidak mengalami perubahan lagi.


9. Langkah 2-8 diulangi dengan benda yang berbeda.

6


BAB IV

Analisa Data

IV.1 Data Pecobaan

Percobaan 1

W1 = Berat kalorimeter kosong : 125,54 g

W2 = Berat Air (3/4) : 181,00 g

W3 = Berat Es : 50,80 g

c1 = 0,205 Kal/goC

c2 = 1,000 Kal/goC

c3 = ?

Berat (gram) Suhu (oC)

W1 125,54 T1 27

W2 181,00 T2 26,5

W3 50,80 T3

T4

4

14,8

Perubahan suhu setiap 10 detik

No t (detik) Suhu (oC)

1 10 22

2 20 19

3 30 15

4 40 14

5 50 14

6 60 13,5

7 70 13

8 80 13

9 90 12,5

7


10 100 12

Percobaan 2


W2 = Berat Air (3/4) : 228,94 g

W3 = Berat Air Panas : 57,68 g

c1 = 0,205 Kal/goC

c2 = 1,000 Kal/goC

c3 = ?


W1 109,14 T1 26

W2 338,08 T2 26

W3 395,76 T3

T4

68

37



1 10 36

2 20 37

3 30 37

4 40 37

5 50 37

6 60 37

7 70 37

8 80 37

9 90 37

10 100 37

8


Percobaan 3


W2 = Berat Air (3/4) : 133,34 g

W3 = Berat Benda : 63,80 g

c1 = 0,205 Kal/goC

c2 = 1,000 Kal/goC

c3 = ?


W1 109,14 T1 26

W2 242,48 T2 34

W3 306,28 T3

T4

93

37



1 10 41

2 20 39

3 30 37

4 40 37

5 50 37

6 60 37

7 70 37

8 80 37

9 90 37

10 100 37

9


IV.2 Analisa Matematis

Percobaan 1

Besarnya kalor lebur es (P) dengan menggunakan persamaan (2)

Mencari c3 (Kalor Jenis es)

W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4)

125,54 . 0,205 (14,8-27) + 181 . 1,000 (14,8-26,5) = 50,80 . c3 (4-14,8)

25,7357 (12,2) + 181 (10,7) = 50,80 c3 (10,8)

313,9755 + 1936,7 = 548,64 c3

2250,6755 = 548,64 c3

c3 = 2250,6755

548,64

= 4,1023 Kal/goC

Mencari P (Kalor Lebur Es)

W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = P G – W3 c3 (T3 – T4)

125,54 . 0,205 (14,8-27) + 181 . 1,000 (14,8-26,5) = P . 50,80 – 50,80 . 4,1023

(4-14,8)

25,7357 (12,2) + 181 (10,7) = 50,80P - 208,39684 (10,8)

313,9755 + 1936,7 = 50,80P – 2250,6859

2250,6755 = 50,80P – 2250,6859

10


2250,6755 + 2250,6859 = 50,80P

4501,3614 = 50,80P

P = 4501,3614

50,80

= 88,6095 oC

Percobaan 2

Kalor Jenis Campuran Air Dengan Air Panas

W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4)

109,14 . 0,205 (37-26) + 228,94 . 1,000 (37-26) = 57,68 . c3 (68-37)

22,3737 (11) + 228,94 (11) = 57,68 c3 (31)

246,1107 + 2518,34 = 1784,98 c3

2764,4507 = 1784,98 c3

c3 = 2764,4507

1784,98

c3 = 1,5487 Kal/goC

Percobaan 3

Kalor Jenis Benda

W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4)

11


109,14 . 0,205 (37-26) + 133,34 . 1,000 (37-34) = 63,80 . c3 (93-37)

22,3737 (11) + 133,34 (3) = 63,80 c3 (56)

246,1107 + 400,02 = 3572,8 c3

646,1307 = 3572,8 C3

C3 = 646,1307

3572,8

C3 = 0,1808 Kal/goC

IV.3 Analisa Teoritis

Pembuktian hasil percobaan dengan metoda Azaz Black

∑Q yang dilepas = ∑Q yang diserap

Q Kalorimeter (1) + Q Air (2) = Q Es (3)

W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4)

125,54 . 0,205 (14,8-27) + 181 . 1,000 (14,8-26,5) = 50,80 . 4,1023 (4-14,8)

25,7357 (12,2) + 181 (10,7) = 208,3968 (10,8)

313,9755 + 1936,7 = 2250,6859

2250,6755 = 2250,8659

Ketelitian atau ketepatan antara ∑Q yang dilepas dan ∑Q yang diserap

dipengaruhi oeleh ketelitian dalam penimbangan, dimana semakin teliti atau

semakin akurat kita menimbang maka hasil yang didapat pun akan semakin

mendekati tepat.

12


BAB IV

Kesimpulan

Dari ketiga percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

Percobaan 1

Kalor jenis es adalah 4,1023 Kal/goC

Kalor lebur es adalah 88,6095 oC

Percobaan 2

Kalor jenis campuran air dengan air panas adalah 1,5487 Kal/goC

Percobaan 3

Kalor jenis benda adalah 0,1808 Kal/goC

Terbukti kebenaran Asas Black

13


DAFTAR PUSTAKA

Halliday, Resnick, Silaban, dan Sucipto, Fisika, Erlangga

Sears, Zernansky, University Physics

Sutrisno, Gie, Seri Fisika Dasar, Penerbit ITB

http://informasifisika.blogspot.com/2011/02/kalori-meter.html?m=1

14


LAMPIRAN

Grafik Perubahan Suhu Campuran Dalam Kalorimeter

1. Percobaan 1

0 20 40 60 80 100 1200

5

10

15

20

25

Suhu (oC)

Suhu (oC)

2. Percobaan 2

15


0 20 40 60 80 100 12035.4

35.6

35.8

36

36.2

36.4

36.6

36.8

37

37.2

Suhu (oC)

Suhu (oC)

3. Percobaan 3

0 20 40 60 80 100 12035

36

37

38

39

40

41

42

Series2

16

Documents

Laporan Fisika Kalorimeter - Copy