BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak terlepas dari ilmu fisika, dimulai dari yang

ada dari diri kita sendiri seperti gerak yang kita lakukan setiap saat, energi yang kita

pergunakan setiap hari sampai pada sesuatu yang berada diluar diri kita, salah satu

contohnya adalah pemindahan energi (kalor). Pada percobaan ini, kalor yang

digunakan adalah perubahan kalor lebur es.

1.2 Pembatasan Masalah

Sesuai dengan praktikum yang telah kami lakukan tentang kalorimeter maka kami

hanya membatasi pada:

Proses perhitungan melalui data yang kami peroleh.

Proses atau cara kerja dari kalorimeter.

1.3 Tujuan Percobaan

Berdasarkan permasalahan yang ada, maka tujuan dari percobaan ini adalah untuk

menentukan kesetaraan kalor lebur es.

1.4 Metodologi

Metodologi adalah cara atau teknik yang digunakan seseorang dalam mencapai

tujuan. Adapun dalam penyusunan laporan akhir ini, kami menggunakan beberapa

metode, metode tersebut antara lain:

1.4.1 Metodologi Langsung

metode langsung yang kami lakukan yaitu dengan melakukan praktikum

langsung di laboratorium fisika dasar dengan menggunakan alat dan bahan

yang telah disediakan, untuk mendapatkan data-data untuk menghitung

langsung kecepatan dan percepatan denan metode yang benar.

1.4.2 Metodologi Tak Langsung

kami menggunakan buku sebagai refrensi dalam menulis laporan akhir

ini. Dan kami juga mengambil beberapa ontoh data untuk menyesuaikan

lagi dalam perhitungan hasil akhir.

1.5 Sistematika

Dalam penyusunan laporan akhir ini, kami menggunakan sistematika sebagai berikut:

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

1.2 Pembatasan Masalah

1.3 Tujuan Percobaan

1.4 Metodologi

1.4.1 Metodologi Langsung

1.4.2 Metodologi Tak Langsung

1.5 Sistematika

BAB II KERANGKA TEORI

1.1 Teori

1.2 Hipotesis

BAB III PELAKSANAAN DAN PENGOLAHAN DATA

3.1 Persiapan

3.1.1 Alat-alat

3.2 Pelaksanaan

3.2.1 Cara Kerja

3.3 Pengolahan Data

3.3.1 Data Ruangan

3.3.2 Lembar Data

3.3.3 Data Hasil Pengamatan

BAB IV PEMBAHASAN DAN HASIL

BAB V

4.1 Kesimpulan

4.2 Saran

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN LAPORAN PENDAHULUAN

BAB II

KERANGKA TEORI

2.1 Teori

Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang

terlibat dalam suatu perubahan atau reaksi kimia. 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.

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

air dengan massa 1 gram disebut tetapan kalorimetri. 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 kimia dapat didefinisikan sebagai cabang kimia

yang menangani hubungan kalor, kerja, dan bentuk lain energi dengan

kesetimbangan dalam reaksi kimia dan dalam perubahan keadaan.

Hukum pertama termodinamika menghubungkan perubahan energi dalam

suatu proses termodinamika dengan jumlah kerja yang dilakukan pada sistem dan

jumlah kalor yang dipindahkan kesistem.

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.

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

Ada dua jenis kalorimeter yaitu:

2. 1. 1. Kalorimeter bom

Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur

jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran

sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa, bahan makanan, bahan

bakar. Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang

tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter), dan sampel akan

terbakar oleh api listrik dari kawat logam terpasang dalam tabung.

Contoh kalorimeter bom adalah

kalorimeter makanan. Kalorimeter makanan

adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat

makanan karbohidrat, protein, atau lemak.

Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang

tingginya kurang lebih 19 cm dan garis

menengahnya kurang lebih 7,5 cm. Bagian

dasarnya melengkung ke atas membentuk

sebuah penyungkup. Penyungkup ini

disumbat dengan sebuah sumbat karet yang yang berlubang di bagian

tengah. Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit

yang bundar. Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk,

yang tangkainya menembus tutup ebonit, juga terdapat sebuah pipa

spiral dari tembaga. Ujung bawah pipa spiral itu menembus lubang

sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup

ebonit bagian tengah. Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah

lubang, tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam

tabung kaca. Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah keping asbes

dan ditahan oleh 3 buah keping. Keping itu berbentuk bujur sangkar

yang sisinya kurang lebih 9,5 cm. Di bawah keping asbes itu terdapat

kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila

digunakan. Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium.

Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan

dengan kabel listrik di bawah keping asbes. Kawat nikelin itulah yang

akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik.

Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen.

2. 1. 2. Kalorimeter larutan

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur

jumlah kalor yang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan.

Pada dasarnya, kalor yang dibebaskan/diserap menyebabkan

perubahan suhu pada kalorimeter. Berdasarkan perubahan suhu per

kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem

larutan tersebut. Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup

tinggi dapat diperoleh dipasaran.

Bentuk kalorimeter

Beker aluminium dan gelas plastik jenis polistirin (busa) dapat digunakan

sebagai kalorimeter sederhana dengan termometer sebagai pengaduk.

Keuntungan menggunakan gelas plastik sebagai kalorimeter adalah murah

harganya dan setelah dipakai dapat dibuang.

Kalorimeter yang biasa digunakan di laboratorium fisika sekolah

berbentuk bejana biasanya silinder dan terbuat dari logam misalnya

tembaga atau aluminium dengan ukuran 75 mm x 50 mm (garis tengah).

Bejana ini dilengkapi dengan alat pengaduk dan diletakkan di dalam

bejana yang lebih besar yang disebut mantel/jaket. Mantel/jaket tersebut

berguna untuk mengurangi hilangnya kalor karena konveksi dan konduksi.

2.2 Hipotesis

Sebelum melakukan percobaan ini, kami menduga untuk menentukan

kalorimeter hanya membutuhkan massa jenis dari sebuah benda dan kenaikkan

suhu dan tidak dipengaruhi faktor lainnya untuk mendapatkan hasil prosentase

yang akurat.

BAB III

PELAKSANAAN DAN PENGOLAHAN DATA

3.1 Persiapan

3.1.1 Alat-alat

Dalam melakukan percobaan ini kami menggunakan peralatan

sebagai berikut:

1. Kalorimeter

2. Termometer

3. Gelas ukur

4. Keping-keping es

5. Air

6. Timbangan

3.2 Pelaksanaan

3.2.2 Cara Kerja

1. Menimbang kalorimeter kosong dan pengaduk

2. Mengisi kalorimeter dengan air bagian, kemudian timbang lagi

3. Memasukkan kalorimeter kedalam selubung luarnya dan

mencatat temperature mula-mula

4. Memasukkan potongan es kedalam kalorimeter kemudian tutup

serta aduk

5. Mencatat temperatur kesetimbangannya

6. Menimbang kembali kalorimeter tersebut

3.3 Pengolahan Data

3.3.1 Data Ruangan

Percobaan Suhu Kelembaban

Sebelum

Sesudah

27 C

27 C

27 %

27 %

3.3.2 Lembar Data

Nama Praktikum : Kalorimeter

Tanggal Percobaan : 16 Desember 2009

Nama Praktikan : 1. Dewi Ratna Ningsih

2. Dewi Sartikasari

3. Diki Triyana Solehudin

3.3.3 Data Hasil Pengamatan

mkal = 160.5 gr = 0.1605 kg

mair = 310 gr = 0.31 kg

mair = 0.31 kg 0.1065 kg = 0.1495 kg

mes = 360.9 gr = 0.3609 kg

mes = 0.3609 kg 0.1495 kg = 0.2114 kg

T0 = 28o C

Tes = 9

o C

T1 = 4

o C

T2 = 3

o C

T3 = 2o C

T4 = 2

o C

T5 = 2o C

Ckal = 900 J/kg oC

Cair = 4200 J/kg oC

Perhitungan Statistik Percobaan Kalorimeter

Untuk T1 T5

( ) ( )

( ) ( )0 1 0 1 1 1

10.1605 900 28 4 0.1495 28 4 4200 0.2114 0.2214 4200 4

0.1605 21600 15069.6 0.

Lepas Terima

kalori kalori air air es es air

o o o o oo o o

Q Q

m c T m c T

m c T T m T T c m K m c T

J J Jkg C C kg C C kg K kg Ckg C kg C kg C

Jkg Jkg

=

=

+ = +

+ = +

+ = 1

1

1

1

1

1

2114 3551.52

0.1605 36669.6 0.2114 3551.52

36669.44 0.2114 3551.52

0.2114 3551.52 36669.44

0.2114 40220.96

40220.96

0.2114

190259.98

kg K J

kg kg kg K J

kg kg K J

kg K J kg

Jkg Kkg

Jkg

Kkg

J

+

= +

= +

= +

=

=

=

Pembuktian:

( ) ( )

( ) ( ) ( )0 1 0 1 1 1

0.1605 900 28 4 0.1495 28 4 4200 0.2114 190259.98 0.2214 4200 4

0.1605 21600 15

Lepas Terima

kalori kalori air air es es air

o o o o oo o o

Q Q

mc T mc T

m c T T m T T c m K m c T

J J Jkg C C kg C C kg J kg Ckg C kg C kg C

Jkgkg

=

=

+ = +

+ = +

+ 069.6 40220.96 3551.52

0.1605 36669.6 36669.44

36669.44 36669.44 ( )

JJ Jkg

kg kg kg

kg kg terbukti

= +

=

=

( ) ( )

( ) ( )0 2 0 2 2 2

10.1605 900 28 3 0.1495 28 3 4200 0.2114 0.2214 4200 3

0.1605 22500 15697.5 0.

Lepas Terima

kalori kalori air air es es air

o o o o oo o o

Q Q

m c T m c T

m c T T m T T c m K m c T

J J Jkg C C kg C C kg K kg Ckg C kg C kg C

Jkg Jkg

=

=

+ = +

+ = +

+ = 2

2

2

2

2

2

2114 2663.64

0.1605 38197.5 0.2114 26663.64

38197.34 0.2114 2663.64

0.2114 2663.64 38197.34

0.2114 40860.98

40860.98

0.2114

193287.51

kg K J

kg kg kg K J

kg kg K J

kg K J kg

Jkg Kkg

Jkg

Kkg

J

+

= +

= +

= +

=

=

=

Pembuktian:

( ) ( )

( ) ( ) ( )0 2 0 2 2 2

0.1605 900 28 3 0.1495 28 3 4200 0.2114 193287.51 0.2214 4200 3

0.1605 22500 15

Lepas Terima

kalori kalori air air es es air

o o o o oo o o

Q Q

mc T m c T

m c T T m T T c m K m c T

J J Jkg C C kg C C kg J kg Ckg C kg C kg C

Jkgkg

=

=

+ = +

+ = +

+ 697.5 40860.98 2663.64

0.1605 38197.5 38197.34

38197.34 38197.34 ( )

JJ Jkg

kg kg kg

kg kg terbukti

= +

=

=

( ) ( )

( ) ( )0 3 0 3 3 3

30.1605 900 28 2 0.1495 28 2 4200 0.2114 0.2214 4200 2

0.1605 23400 16325.4 0.

Lepas Terima

kalori kalori air air es es air

o o o o oo o o

Q Q

m c T m c T

m c T T m T T c m K m c T

J J Jkg C C kg C C kg K kg Ckg C kg C kg C

Jkg Jkg

=

=

+ = +

+ = +

+ = 3

3

3

3

3

3

2114 1775.76

0.1605 39725.4 0.2114 1775.76

39725.24 0.2114 1775.76

0.2114 1775.76 39725.24

0.2114 41501

41501

0.2114

196315.04

kg K J

kg kg kg K J

kg kg K J

kg K J kg

Jkg Kkg

Jkg

Kkg

J

+

= +

= +

= +

=

=

=

Pembuktian:

( ) ( )

( ) ( ) ( )0 3 0 3 3 3

0.1605 900 28 2 0.1495 28 2 4200 0.2114 196315.04 0.2214 4200 2

0.1605 23400 16

Lepas Terima

kalori kalori air air es es air

o o o o oo o o

Q Q

mc T mc T

m c T T m T T c m K m c T

J J Jkg C C kg C C kg J kg Ckg C kg C kg C

Jkgkg

=

=

+ = +

+ = +

+ 325.4 41500.999 1775.76

0.1605 39725.4 39725.24

39725.24 39725.24 ( )

JJ Jkg

kg kg kg

kg kg terbukti

= +

=

=

( ) ( )

( ) ( )0 4 0 4 4 4

40.1605 900 28 2 0.1495 28 2 4200 0.2114 0.2214 4200 2

0.1605 23400 16325.4 0.

Lepas Terima

kalori kalori air air es es air

o o o o oo o o

Q Q

m c T m c T

m c T T m T T c m K m c T

J J Jkg C C kg C C kg K kg Ckg C kg C kg C

Jkg Jkg

=

=

+ = +

+ = +

+ = 4

4

4

4

4

4

2114 1775.76

0.1605 39725.4 0.2114 1775.76

39725.24 0.2114 1775.76

0.2114 1775.76 39725.24

0.2114 41501

41501

0.2114

196315.04

kg K J

kg kg kg K J

kg kg K J

kg K J kg

Jkg Kkg

Jkg

Kkg

J

+

= +

= +

= +

=

=

=

Pembuktian:

( ) ( )

( ) ( ) ( )0 4 0 4 4 4

0.1605 900 28 2 0.1495 28 2 4200 0.2114 196315.04 0.2214 4200 2

0.1605 23400 16

Lepas Terima

kalori kalori air air es es air

o o o o oo o o

Q Q

mc T mc T

m c T T m T T c m K m c T

J J Jkg C C kg C C kg J kg Ckg C kg C kg C

Jkgkg

=

=

+ = +

+ = +

+ 325.4 41500.999 1775.76

0.1605 39725.4 39725.24

39725.24 39725.24 ( )

JJ Jkg

kg kg kg

kg kg terbukti

= +

=

=

( ) ( )

( ) ( )0 5 0 5 5 5

50.1605 900 28 2 0.1495 28 2 4200 0.2114 0.2214 4200 2

0.1605 23400 16325.4 0.

Lepas Terima

kalori kalori air air es es air

o o o o oo o o

Q Q

m c T m c T

m c T T m T T c m K m c T

J J Jkg C C kg C C kg K kg Ckg C kg C kg C

Jkg Jkg

=

=

+ = +

+ = +

+ = 5

5

5

5

5

5

2114 1775.76

0.1605 39725.4 0.2114 1775.76

39725.24 0.2114 1775.76

0.2114 1775.76 39725.24

0.2114 41501

41501

0.2114

196315.04

kg K J

kg kg kg K J

kg kg K J

kg K J kg

Jkg Kkg

Jkg

Kkg

J

+

= +

= +

= +

=

=

=

Pembuktian:

( ) ( )

( ) ( ) ( )0 5 0 5 5 4

0.1605 900 28 2 0.1495 28 2 4200 0.2114 196315.04 0.2214 4200 2

0.1605 23400 16

Lepas Terima

kalori kalori air air es es air

o o o o oo o o

Q Q

mc T mc T

m c T T m T T c m K m c T

J J Jkg C C kg C C kg J kg Ckg C kg C kg C

Jkgkg

=

=

+ = +

+ = +

+ 325.4 41500.999 1775.76

0.1605 39725.4 39725.24

39725.24 39725.24 ( )

JJ Jkg

kg kg kg

kg kg terbukti

= +

=

=

X -190259.98 4238.54

-193287.51 1211.01

-196315.04 1816.52

-196315.04 1816.52

-196315.04 1816.52

= -972492.61 X =10899.11

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

972492.61

5

194498.52

194498.52( tan )

190259.98 194498.52

4238.54

193287.51 194498.52

1211.01

196315.04 194498.52

1816.52

196315.04 194498.52

1816.52

nXn

kons ta

X

X

X

X

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

196315.04 194498.52

1816.52

X

=

=

10899.11

5

2179.82

10899.11

5

2179.82

2179.82

194498.52

0.011

100%

0.011 100%

1.1%

SRn

Ka SRn

KaKr

X

Kp Kr

=

=

=

= =

=

=

=

=

=

=

=

=

BAB IV

Pembahasan Dan Hasil Tugas Akhir

Pertanyaan :

1. Hitunglah harga air kalorimeter pada percobaan ini!

Jawab:

( )

1

36669.44

0.1495 28 4

36669.44

0.1495 24

36669.44

3.588

10220.02

o o

o

Qc

m T

kg C C

Jkg C

=

=

=

=

=

( )

2

38197.34

0.1495 28 3

38197.34

0.1495 25

38197.34

3.738

10218.66

o o

o

Qc

m T

kg C C

Jkg C

=

=

=

=

=

( )

3

39725.24

0.1495 28 2

39725.24

0.1495 26

39725.24

3.887

10220.03

o o

o

Qc

m T

kg C C

Jkg C

=

=

=

=

=

( )

4

39725.24

0.1495 28 2

39725.24

0.1495 26

39725.24

3.887

10220.03

o o

o

Qc

m T

kg C C

Jkg C

=

=

=

=

=

( )

5

39725.24

0.1495 28 2

39725.24

0.1495 26

39725.24

3.887

10220.03

o o

o

Qc

m T

kg C C

Jkg C

=

=

=

=

=

2. Hitunglah kalor lebur es dan bandingkan hasil saudara dengan literatur!

Jawab:

1

36669.44

0.2114

173459.98

es

o

o

QL

m

Jkg C

kg

JC

=

=

=

2

38197.34

0.2114

180687.51

es

o

o

QL

m

Jkg C

kg

JC

=

=

=

3

39725.24

0.2114

187915.04

es

o

o

QL

m

Jkg C

kg

JC

=

=

=

4

39725.24

0.2114

187915.04

es

o

o

QL

m

Jkg C

kg

JC

=

=

=

5

39725.24

0.2114

187915.04

es

o

o

QL

m

Jkg C

kg

JC

=

=

=

dalam melakukan percobaan ini terdapat perbedaan yang cukup

signifikan dari literatur yang kami dapat. Faktor-faktor yang

menyebabakan perbedaan itu terjadi karena perbedaan situasi dan kondisi

pada masing-masing percobaan.

3. Berikan analisa dan kesimpulan dari hasil percobaan, faktor-faktor apa saja yang

memungkinkan perbedaan hasil pada percobaan!

Jawab: Dari hasil yang kami peroleh kami dapat menyimpulkan bahwa dalam

praktikum Kalorimeter ini berdasarkan atas Asas Black, dimana jika ada

dua buah benda yang memiliki temperatur yang berbeda saling

bersentuhan, maka akan terjadi perpindahan kalor dari benda yang

mempunyai temperatur yng lebih tinggi ke benda yang temperaturnya

lebih rendah. Dan dalam praktikum ini juga, harus benar-benar teliti baik

saat menimbang kalorimeter ataupun saat membaca termometer. Karena

itu semua sangat mempengaruhi hasil praktikum yang akan didapat.

Faktor-faktor yang membedakan hasil percobaan adalah :

Ketelitian kita saat menimbang, baik menimbang kalorimeter

kosong dan pengaduk maupun kalorimeter yang sudah diisi.

Cara memegang termometer.

Ketelitian saat membaca termometer.

Kesigapan kita saat membaca termometer, kita harus langsung

membaca termometer yang sudah diangkat dari kalorimeter, jika

tidak maka suhu atau temperatur yang didapat pun kurang akurat.

Pengadukan, karena jika kita mengaduknya tidak konstan maka

akan mempengaruhi tenperatur tersebut.

BAB V

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Dari praktikum yang telah kami lakukan, kami dapat menyimpulkan bahwa dalam

praktikum Kalorimeter ini berdasarkan atas Asas Black, dimana jika ada

dua buah benda yang memiliki temperatur yang berbeda saling

bersentuhan, maka akan terjadi perpindahan kalor dari benda yang

mempunyai temperatur yng lebih tinggi ke benda yang temperaturnya

lebih rendah. Dan dalam praktikum ini juga, harus benar-benar teliti baik

saat menimbang kalorimeter ataupun saat membaca termometer. Karena

itu semua sangat mempengaruhi hasil praktikum yang akan didapat.

Faktor-faktor yang membedakan hasil percobaan adalah :

Ketelitian kita saat menimbang, baik menimbang kalorimeter

kosong dan pengaduk maupun kalorimeter yang sudah diisi.

Cara memegang termometer.

Ketelitian saat membaca termometer.

Kesigapan kita saat membaca termometer, kita harus langsung

membaca termometer yang sudah diangkat dari kalorimeter, jika

tidak maka suhu atau temperatur yang didapat pun kurang akurat.

Pengadukan, karena jika kita mengaduknya tidak konstan maka

akan mempengaruhi tenperatur tersebut.

4.2 Saran

Dengan adanya laporan akhir ini, kami ingin menyampaikan bebrapa saran agar

para praktikan dalam melakukan percobaan ini harus memperhatikan ketelitian

waktu. Karena ketelitian dan kehati-hatianlah yang menentukan hasil yang sesuai

dengan data yang kita peroleh. Begitu juga dengan pembimbing, agar dapat

memberikan arahan yang benar-benar jelas dan melakukan praktikum sesuai dengan

waktu yang telah ditetapkan.