TEKANAN UAP AIR DI BAWAH 100oC PANAS MOLAR DARI PENGUAPAN

Yati Maryati (140310120002)

Program Studi Fisika, FMIPA Universitas Padjadjaran

Selasa, 5 Mei 2015

Asisten: Irdiyanto

Abstrak

Dalam kehidupan sehari-hari dapat kita temui berbagai jenis zat, yaitu padat cair dan gas. Salah satu jenis

zat yang akan dibahas kali ini adalah zat cair. Setiap zat memiliki karakteristik yang berbeda dalam keadaan

tertentu. Salah satu karakteristik yang dimiliki oleh zat cair adalah akan menguap jika dipanaskan (suhu

dinaikkan). Antara suhu dan tekanan mempunyai suatu hubungan yang dijelaskan melalui persamaan

Clausius-Clapeyton. Dalam praktium kali ini akan dicari bagaimana hubungan dari temperature dan tekanan

melalui persamaan Clausius-Clapeyton. Pada percobaan mengenai Tekanan Uap Air Dibawah 100oC Panas

Molar dari Penguapan memiliki tujuan menyelidiki tekanan uap air pada temperatur 40°C sampai 85°C,

melihat bahwa persamaan Clausius - Clapeyron menggambarkan hubungan antara temperatur dan tekanan

dengan memadai dan menyatakan nilai rata untuk penguapan panas. Percobaan yang dilakukan adalah

dengan mengamati perubahan tekanan terhadap penaikan suhu yang diberikan. Dapat dilihat dari hasil

praktikum bahwa nilai tekanan berbanding terbalik dengan suhu yang diberikan.ketika suhu yang diberikan

semakin tinggi, maka tekanan yang dihasilkan akan semakin kecil. Hal ini sesuai dengan persamaan Clausius

– Clapeyron. Sedangkan untuk panas molar yang dihasilkan adalah sekitar 18,22 kJ.

Kata kunci : Zat cair, Penguapan, Tekanan Uap Air, Persamaan Clausius – Clapeyron.

I. Pendahuluan

Dalam kehidupan sehari-hari dapat kita

temui berbagai jenis zat, yaitu padat cair dan

gas. Salah satu jenis zat yang akan dibahas

kali ini adalah zat cair. Setiap zat memiliki

karakteristik yang berbeda dalam keadaan

tertentu. Salah satu karakteristik yang dimiliki

oleh zat cair adalah akan menguap jika

dipanaskan (suhu dinaikkan). Antara suhu dan

tekanan mempunyai suatu hubungan yang

dijelaskan melalui persamaan Clausius-

Clapeyton. Dalam praktium kali ini akan

dicari bagaimana hubungan dari temperature

dan tekanan melalui persamaan Clausius-

Clapeyton. Pada percobaan mengenai

Tekanan Uap Air Dibawah 100oC Panas

Molar dari Penguapan memiliki tujuan

menyelidiki tekanan uap air pada temperatur

40°C sampai 85°C, melihat bahwa persamaan

Clausius - Clapeyron menggambarkan

hubungan antara temperatur dan tekanan

dengan memadai dan menyatakan nilai rata

untuk penguapan panas.

II. Teori Dasar

2.1 Tekanan dan Suhu

Tekanan adalah perbandingan antara

gaya dengan satuan luasnya. Persamaan

matematisnya dapat ditulis sebagai berikut [1]

:

dimana :

P = Tekanan (N/m2)

F = gaya (N)

A = luas permukaan tekan (m2)

Temepratur atau suhu adalah ukuran

panas- dinginnya suatu benda. Ukuran ini

bergantung pada energy termalnya, semakin

besar energi termalnya maka tempereturnya

pun semakin tinggi. Satuan yang menyatakan

temperature ada 4, yaitu : celcius, kelvin,

fahrenheit, dan reamur.

2.2 Penguapan

Penguapan adalah proses di mana

cairan diubah menjadi gas. Penguapan adalah

konversi dari cair ke uap nya di bawah suhu

didih cairan. Jika air sebagai gantinya

disimpan dalam wadah tertutup, molekul uap

air tidak memiliki kesempatan untuk

melarikan diri ke lingkungan dan sehingga

tingkat air tidak berubah. Karena sejumlah

molekul air menjadi uap, jumlah yang sama

dari molekul uap air yang mengembun

kembali ke keadaan cair. Kondensasi adalah

perubahan wujud dari gas ke cairan [2].

2.3 Tekanan Uap

Tekanan uap adalah tekanan suatu uap

pada kesetimbangan dengan fasa bukan

uapnya. Semua zat padat dan cair memiliki

kecenderungan untuk menguap menjadi suatu

bentuk gas, dan semua gas memiliki

kecenderungan untuk mengembun kembali.

Pada suhu tertentu suatu zat memiliki tekanan

partikel yang merupakan titik kesetimbangan

dinamis gas zat tersebut dalam bentuk cair

atau padatnya. Titik ini adalah tekanan uap zat

tersebut pada suhu tertentu[3].

2.4 Persamaan Clapeyron

Bila dua fasa dalam sistem satu

komponen berada dalam kesetimbangan,

kedua fasa tersebut mempunyai energi Gibbs

molar yang sama [4]. Pada sistem yang

memiliki fasa Gα dan Gβ. Jika tekanan dan

suhu diubah dengan tetap menjaga

kesetimbangan, maka :

d Gα = d Gβ

(

)

(

)

(

)

(

)

Dengan menggunakan hubungan Maxwell,

didapat

Karena :

Maka :

Persamaan diatas disebut sebagai

persamaan Clapeyron, yang dapat dgunakan

untuk menentukan entalpi penguapan,

sublimasi, peleburan, maupun transisi antara

dua padat [4].

2.5 Persamaan Clausius-Clapeyron

Untuk peristiwa penguapan dan

sublimasi, Clausius menunjukkan bahwa

persamaan Clapeyron dapat disederhanakan

dengan mengandaikan uapnya mengikuti

hukum gas ideal dan mengabaikan volume

cairan (Vl) yang jauh lebih kecil dari volume

uap (Vg) [4].

Bila :

∫

∫

[

(

)]

III. Percobaan

Pada praktikum ini dilakuakn dua

prosedur percobaan. Yang pertama adalah

memanaskan air yang akan digunakan untuk

diamati tekanan uapnya dan yang kedua

adalah mengamati tekanan uap dari zat cair.

Prosedur pertama yaitu memanaskan air

sebanyak 600 ml dengan menggunakan

pemanas selama 10 menit. Hal ini bertujuan

untuk melakukan demineralisasi pada air yang

akan diamati. Setelah dilakukan pemanasan

selama 10 menit, kemuadian air didinginkan

dengan menggunakan air es hingga mencapai

suhu 27oC. air yang telah di demineralisasi

kemudian dimasukkan kedalam labu tuga

leher. Dimana leher petama disambungkan

dengan selang menuju alat ukur barometer,

yang kedua dipasangkan denga thermometer

untuk melihat suhu dan yang terakhir

dihubungkan dengan pompa vakum. Prosedur

kedua ini dilakuakn dengan mengamati

perubahan tekanan yang terjadi ketika suhu

dinaikkan. Suhu air dinaikan dengan

menggunkan blower panas. Pengamatan

dilakuakn dari suh 35oC hingga 70

oC

Gambar 1. Alat percobaan

IV. Data dan Analisis

Tabel 1. Data Hasil Percobaan dan

Perhitungan

Grafik 1. Ln P terhadap 1/T

Analisa

Pada praktikum mengenai “tekanan

uap air di bawah 100oC panas molar dari

penguapan” ini dilakukan dua prosedur utama

yaitu demineralisai dan pengamatan tekanan

uap air. Pada prosedur pertama, yaitu

demineralisasi air dilakukan dengan

memanaskan air sebanyak 600 ml selama 10

menit. Setelah dipanaskan air ersebut

kemudian didinginkan hingga 27oC dengan

menyimpan wadah air tesebut kedalam wadah

berisi air es. Agar proses pendinginan dapat

berlangsung cepat air es diganti secara

berkala.

Masuk ke prosedur kedua, yaitu

menentukan tekanan uap air. Percobaan ini

dilakukan dengan memasukan air yang telah

didemineralisasi kedalam labu tiga leher.

Leher pertama dihubungkan dengan pompa

vakum agar system terisolasi, leher keduan

dengan thermometer untuk mengukur suhu air

dan leher ketiga dihubungkan dengan

manometer untuk mengukur tekanan uap air

yang dihasilkan. Pengukuran tekanan uap air

ini dilakukan dengan cara menaikkan suhu air

dari 35oC hingga 70

oC, setiap kenaikan 5

oC

dapat diamati tekanan yang dihasilkan oleh

uap air tersebut.

Berdasarkan percobaan yang telah

dilakukan dapat dilihat bahwa semakin besar

suhu yang diberikan, maka tekanan yang

terjadi akan semakin kecil. Hal ini

menunjukan bahwa nilai tekanan akan

berbanding terbalik dengan suhhu yang

diberikan sesuai dengan persamaan Clausius-

Clapeyron, yaitu :

. Persamaan

tersebut menunjukan bawha nilai P (tekanan)

akan berbanding terbalik terhadap nilai T

(temperature).

Dapat dilihat juga pada grafik yang

ditampilkan, terlihat bahwa Ln P berbanding

terbalik terhadap 1/T.

Dari nilai Ln P yang didapat dari

praktikum, dapat ditentukan besarnya panas

molar yang dimiliki oleh uap air tersebut

dengan menggunakan persamaan Clausius-

Clapeyron. Berdasarkan hasil perhitungan

yang dilakukan, besarnya panas molar rata-

rata yang didapatkan dari praktikum adalah

18,22 kJ.

V. Simpulan

Berdasarkan praktikum yang telah

dilakukan, dapat disimpulkan bahwa tekanan

uap yang terjadi pada suhu 35oC hingga 70

oC

mengalami penurunan tekanan seiring

penambahan suhu. Sehingga terlihat bahwa

persamaan Clausius-Clapeyron, hubungan

tekanan terhadap temperatur adalah

berbanding terbalik. Ketika suhu yang

diberikan semakin tinggi, maka tekanan yang

dihasilkan akan semakin menurun, begitupun

sebaliknya. Sedangkan nilai rata-rata

penguapan panas yang dihasilkan adalah

18,22 kJ.

Daftar Pustaka

[1]. Prasudjo,Budi. 2006. Fisika SMP kelas

VIII Jilid 2. Jakarta: Yudistira

[2]. Sridanti. 2014.Pengertian Evaporasi atau

penguapan.http://www.sridianti.com/pengerti

an-evaporasi-atau-penguapan.html . Diakses

pada tanggal 20 April 2015, pukul 19.00

WIB

[3]. Khotidjah, Siti . 2012. Tekanan Uap

Larutan.http://quintbian.blogspot.com/2012/1

2/tekanan-uap-larutan.html. Diakses pada

tanggal 20 April 2015, pukul 20.00 WIB

[4]. Zemansky, Sears. 2002. Fisika

Universitas Edisi ke 10 Jilid 1 . Jakarta;

Erlangga

Po T

(oC) Phit

(hPa) T (K)

1/T (1/K)

P (hPa)

Ln P λ (Joule) λ (kJ)

645

35 630 308 0,003247 645 6,46925 16565,887 16,5659

40 600 313 0,003195 675 6,514713 16953,12 16,9531

45 530 318 0,003145 745 6,613384 17484,809 17,4848

50 510 323 0,003096 765 6,639876 17830,869 17,8309

55 449 328 0,003049 826 6,716595 18316,1 18,3161

60 300 333 0,003003 975 6,882437 19054,455 19,0545

65 200 338 0,002959 1075 6,980076 19614,935 19,6149

70 180 343 0,002915 1095 6,99851 19957,664 19,9577

6,4

6,5

6,6

6,7

6,8

6,9

7

7,1

0,0028 0,0029 0,003 0,0031 0,0032 0,0033

Ln

p

1/T (1/K)

Grafik Ln P terhadap 1/T