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 1 0C

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