PANAS JENIS ZAT PADAT

(F-1)

I. Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah :

Menentukan panas jenis dari berbagai logam

II. Alat-Alat Percobaan dan Fungsinya

Kalorimeter dengan pengaduk: sebagai sistem untuk melakukan percobaan

dan untuk mengukur kalor jenis zat

Termometer : untuk mengukur temperatur

Tabung takaran : tabung yang digunakan untuk mengukur

air yang akan dimasukkan ke dalam

kalorimeter

Silinder aluminium : sebagai objek atau zat padat yang akan

digunakan pada saat percobaan

Balok kuningan : sebagai objek atau zat padat yang akan

digunakan pada saat percobaan

Benang : untuk mengikat benda yang akan

dimasukan ke kalorimeter

III. Tinjauan Pustaka

“Apabila pada kondisi adiabatis dicampurkan dua macam zat yang

temperaturnya mula-mula berbeda, maka pada saat kesetimbangan banyak

kalor yang dilepas oleh zat yang temperatur mula-mulanya tinggi sama

dengan benyaknya kalor yang diserap oleh zat yang temperaturnya mula-mula

rendah.” Pernyataan tersebut adalah bunyi dari Azas Black. Dimana pada saat

terjadi perpindahan kalor berlaku hukum kekekalan energi.

Kalor yang dilepas = kalor yang diterima

Q lepas = Q terima

m1 c1 ( T1 – T’ ) = m2 c2 ( T2’ – T2 )

1

Apabila harga c diketahui maka dapat ditentukan harga c yang lain

berdasarkan Azas Black. Prinsip pengukuran seperti ini disebut kalorimetri.

Sedangkan alat untuk mengukur kalor jenis zat berdasarkan prinsip

kalorimeter disebut kalorimeter. Tabung bagian dalam kalorimeter dapat

terbuat dari logam ( biasanya aluminium atau tembaga ) dan sudah diketahui

kalor jenisnya. Tabung tersebut diisi air hingga penuh, logam yang akan

diukur panas jenisnya dipanaskan dulu dan kemudian dimasukkan kedalam

kalorimeter.

Pada setiap kalorimeter biasanya diketahui kapasitas panasnya disebut “harga

air kalorimeter ( Ha ), yaitu suatu hasil kali antara massa kalorimeter dengan

kalor jenisnya. Jadi kalor yang diserap oleh kalorimater dapat dirumuskan

sebagai:

Qk = mk ck T

atau

Qk = Ha

dengan

Ha = mk ck

Logam yang dipanaskan akan mengalami kenaikan suhu, energai kalor yang

diperlukan suhu suatu massa logam disebut dengan panas jenis (Specific

Heat) dilambangkan cz.

Apabila kalorimeter diisi dengan air dengan massa ma dan suhu awal T1 yang

sama dengan suhu kalorimeter kemudian ke dalamnya dimasukan logam

bermassa mz dengan suhu T2 akan terjadi perpindahan energi panas dari

logam ke air dan kalorimeter sehingga diperoleh suhu setimbang T3,

perpindahan panas ke lingkungan bernilai kecil sehingga dapat diabaikan

dalam hal ini panas jenis zat padat dinyatakan dengan persamaan:

cz = ( ma c + C ) ( T3 – T1 )

mz ( T2 – T3 )

dengan

c = Panas jenis air ( Kal/g C )

C = Kapasitas panas Kalorimeter ( Kal/ C )

2

cz = Panas jenis zat ( Kal/g C )

Panas dapat berpindah dengan tiga cara yaitu:

Konduksi : perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan massa atau

partikel zat. Terjadi pada zat padat.

Konveksi : perpindahan kalor yang disertai perpindahan massa atau

partikel zat. Terjadi pada zat cair dan gas.

Radiasi : perpindahan kalor dalam bentuk gelombang

elektromagnetik ( tidak memerlukan medium ). Terjadi pada matahari.

IV. Prosedur Percobaan

a) Menimbang massa balok alumunium dengan

menggunakan neraca O’Hauss.

b) Mengisi kalorimeter dengan 100 cm3 air dengan

menggunakan tabung takaran,membiarkan sesaat kemudian mengukur

suhunya (T1).

c) Memanaskan balok aluminium dengan mencelupkannya

kedalam air mendidih selama 5 menit, kemudian mengukur suhu air

tersebut(T2).

d) Mengambil balok aluminium tersebut lalu

mengeringkan dan memasukkan dengan cepat kedalam kalorimeter.

e) Mengaduk dengan terarur sampai suhu setimbang(T3).

f) Mengulangi percobaan tersebut untuk volume air 200

cm3 .

g) Mengulangi prosedur diatas untuk balok besi.

3

V. Tugas Pendahuluan

1. Jelaskan dengan singkat apa yang dimaksud dengan azas Black dan

dari sistem percobaan, mana penerima panas dan pelepas panas?

2. Turunkan persamaan diatas dan jelaskan!

3. Jelaskan dengan singkat apa perbedaan konduksi, konveksi, dan

radiasi!

4. Jelaskan mengapa suhu awal kalorimeter dan suhu air harus sama?

5. Apa yang dimaksud dengan suhu kesetimbangan?

6. Jelaskan arti fisis dari c, untuk aluminium dan besi dan tuliskan harga

panas jenis literatur.

Jawaban :

1. Apabila pada kondisi adiabatis dicampurkan dua macam zat yang

temperaturnya mula-mula berbeda, maka pada saat kesetimbangan banyak

kalor yang dilepas oleh zat yang temperatur mula-mulanya tinggi sama

dengan benyaknya kalor yang diserap oleh zat yang temperaturnya mula-

mula rendah. Penerima panas adalah air dan kalorimeter, sedangkan

pelepas panas adalah logam.

2. Q lepas = Q terima

mz cz ( T2 – T3 )= ma c ( T3 – T1 ) + C ( T3 – T1 )

mz cz ( T2 – T3 )= (ma c + C ) ( T3 – T1 )

cz = ( ma c + C ) ( T3 – T1 )

mz ( T2 – T3 )

dengan

c = Panas jenis air ( Kal/g C )

C = Kapasitas panas Kalorimeter ( Kal/ C )

cz = Panas jenis zat ( Kal/g C )

3. Konduksi : perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan massa atau

partikel zat. Terjadi pada zat padat.

4

Konveksi : perpindahan kalor yang disertai perpindahan massa atau

partikel zat. Terjadi pada zat cair dan gas.

Radiasi : perpindahan kalor dalam bentuk gelombang

elektromagnetik ( tidak memerlukan medium ). Terjadi pada

matahari.

4. Karena mengalami adiabatis, yaitu tidak ada perpindahan panas dari

sistem ke lingkungan ( panasnya terisolasi )

5. Keadaan dimana dari penerima dan pelepas kalor adalah sama.

6. Kalor yang dibutuhkan oleh aliminium dan besi dengan massa 1 g untuk

menaikan suhu 1 C. Aluminium = 0, 217 Kal/g C dan besi = 0, 113 Kal/g

C.

5

DAFTAR PUSTAKA

Zemansky,Sears. 1982. Fisika untuk Universitas. Bandung : Binacipta.

Abdurrofi,Muh. Hidayat,Tatang. 2003. Belajar Cepat Fisika. Bogor : Pustaka Gemilang

6