BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kalor merupakan sesuatu benda yang mengalir dari benda yang panas ke benda yang dingin dalam rangka mencapai kesetimbangan termal.Pada kenyataanya, jumlah kalor yang sama di berikan kepada beberapa benda yang berbeda memiliki suhu berbeda.Hal ini menunjukkan bahwa setiap benda mempunyai daya serap kalor jenis/daya serap kalor suatu zat,mana diciptakan sebuah alat calorimeter.

Kalorimeter ialah alat yang digunkan untuk mengukur jumlah kalor (kalori) yang dibebaskan oleh suatu zat: calorimeter terdiri atas tabung yang dibuat sedemikian rupa sehingga dalam ruangan tersebut tidak ada perpindahan kalor dengan sekeliling.Jika suatu benda menerima kalor dari benda atau zat lain,maka ada kemungkinan benda tersebut akan mengalami kenaikan suhu atau perubahan wujud.

Ruang lingkup perguruan tinggi,mengharuskan seorang mahasiswa tidak hanya mengikuti perkuliahan dengan baik.Namun juga dituntun menguasai ilmu-ilmu terapan atau aplikasi seperti halnya pada calorimeter.Untuk menguasai bab calorimeter,maka dilakukan praktikum sebagai sarana pembelajaran lanjut.Ada dua tahapan yang harus dilakukan dalam praktikum kali ini, pertama yakni menentukan kalor jenis bahan dengan menimbang calorimeter dan mengaduknya serta diisi dengan air kemudian dimasukkan kedalam bejana pelindung dan dipanaskan pada suhu tertentu.Tahapan kedua yakni menentukan kalor lebur es.

Salah satu kegunaan yang penting dari calorimeter adalah dalam penentuan kalora jenis suatu zat.selain itu calorimeter juga sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari misaknya untuk mengetahui proses mendidihnya air ketika direbus ,proses mencairnya es, perambatan kalor dari peralatan memasak dan lain-lain.Untuk itu kita harus benar-benar memahami tentang kalor dan kalorimeter serta mampu untuk mengangplikasikannya terutama yang menyangkut kedalam kehidupan sehari-hari kita.

1

1.2 Rumusan MasalahAdapun Rumusan masalah pada praktikum kalorimeter ini adalah:

1. Mengapa pada frase transisi suhu benda tetap meskipun benda terus dipanaskan?

2. Bagaimana menentukan kalor lebur atau panas pada suatu reaksi kimia?3. Mengapa pada beberapa jenis benda yang berbeda mengalami kenaikan suhu

yang berbeda-beda meskipun diberikan jumlah kalor yang sama?4. Bagaimana cara mengendalikan bertambah atau berkurang panas pada

percobaan?

1.3 TujuanAdapun tujuan pada praktikum kalorimeter ini adalah:

1. Mampu memahami ulasan mengenai suhu benda tetap pada fasa transisi meskipun benda terus dipanaskan.

2. Mampu menentukan kalor lebur atau panas pada suatu reaksi kimia?3. Mampu memahami mengenai kenaikan suhu berbeda-beda pada beberapa

jenis benda yang berbeda mengalami kenaikan suhu yang berbeda-beda meskipun diberikan jumlah kalor yang sama?

4. Mampu mengendalikan bertambah atau berkurang panas pada percobaan.

1.4 ManfaatAdapun manfaat yang diperoleh dari percobaan kalorimeter adalah mampu

menganalisa dan menerapkan prinsip calorimeter untuk menentukan bahan yang baik sebagai penghantar panas seperti alumunium sehingga bisa digunakan sebagai peralatan memasak didapur.Selain itu kita juga akan mengetahui pada suhu berapakah air akan mendidih dan menguap ketika dipanaskan di dalam kompor, serta beberapa manfaat lainya.

2

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Zat adalah suatu yang menempati ruan dan memiliki volume.Zat berdasarkan

wujudnya dapat dibedakan menjadi zat padat, zat cair, dan zat gas.Zat dapat

mengalami peristiwa melepas kalor antara lain:

1. Melebur adalah perubahan dari wujud padat menjadi wujud cair.

2. Membeku adalah perubahan dari wujud cair menjadi wujud padat.

3. Menguap adalah perubahan dari wujud cair menjadi gas.

4. Mengkristal adalah perubahan wujud gas menjadi wujud padat.

(Dauglas,1997).

Ketika pada suatu benda di berikan kalor, maka benda tersebut akan

mengalami perubahan suhu atau perubahan wujud.Perubahan suhu, sedangkan

perubahan wujud yang melapaskan kalor terdiri dari memebeku, mengembun, dan

menyublim (Sutrisno,1981).

Suatu benda dalam keadaan padat dengan suhu T1 akan diubah menjadi gas

dengan suhu T2.Proses perubahan dari fase padat ke fase gas ini dapat dijelaskan

dengan skema diagram perubahan fase sebagai berikut:

(Gambar 2.1 Skema Digram Perubahan Fase)

(Hasanah,2001).

3

Dari gambar 2.2 terlihat bahawa system pertama mengalami penurunan suhu,

berarti system ini melepaskan panas Q1 sebaliknya system kedua mengalami

kenaikan suhu berarti system ini mengeluarkan kalor Q2.Dalam keadaan ini berlaku

azaz black:

“Panas yang dilepaskan yang dilepaskan sama dengan panas yang di terima”.

(Gambar 2.2 Skema Diagram Fase)

(Hasanah, 2001).

Kalor jenis zat adalah banyaknya kalor yang diperlukan atau dilepaskan untuk

menaikkan atau menurukan suhu satuan massa zat tersebut sebesar satu satuan

suhu.kapasitas kalor ialah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh satu satuan massa

zat pada untuk merubah wujudnya menjadi cair.sama halnya dengan kalorlebur, kalor

uap, embun dan beku.Titik normal dan titik beku adalah titik dimana suatu zat dapat

melebur dan mendidih pada suhu tertentu.(Giancolli,2001).

Apabila benda mengalami perubahan fase, maka panas yang diberikan tidak

lagi dipakai untuk menaikkan suhu.Dalam hal ini panas yang diberikan persatuan

massa tersebut panas transisi atau panas laten (L,kal/gram).Kalor lebur merupakan

proses dimana terjadi perubahan wujud dari padat menjadi wujud cair tanpa

mengalami perubahan suhu, kolor yang diperlukan adalah:

Q=m.L (2.1)

4

Dimana: Q = Kalor yang dibutuhkan selama zat melebur (Kalori)

M = Massa (gram)

L = Kalor lebur (kal/gram)

(Hasanah,2001).

Dalam suatu kalor terdapat beberapa hukum yang berlaku diantaranya yang

sering digunkan adalah “Asas Black” yang ditemukan oleh Joseph Black.Isi dari pada

hokum tersebut ialah jika terjadi percampuran oleh dua benda atau zat , maka diantara

kedua zat tersebut pasti aka nada yang melepaskan kalor (zat bersuhu tinggi ) dan zat

lain akan menerima kalor yang dilepaskan (zat bersuhu rendah).Adapun secara

matematis dapat ditulis:

Qlepas=Qterima (2.2)

Dimana secara umum harga Q dapat dinyatakan:

Q=m.C. T (2.3)

Sehingga pada persamaan 2.2 jika diterapkan kedalam calorimeter untuk menentukan

kalor jenis suatu benda dapat digunkan rumus:

Sedangkan untuk menentukan kalor lebur es dapat kita gunakan rumus:

Diman:Cb = Kalor jenis bahan yang akan dicari(Kal/gram).

Ck = Kalor jenis calorimeter dan pengaduknya.

Ca = Kalor jenis air.5

Mk = Massa calorimeter(graam).

Mc = Massa campuran (gram).

Les = Kalor lebur es (Kal/gram).

Tb = Suhu awal bahan( )

.` Ma = Massa air(gr).

Mb = Massa bahan(gr).

Mes = Massa es(gr).

Ta = Suhu awal mula-mula( )

Tc = Suhu campuran setimbang( )

Dari persamaan 2.4 dapat diturunkan menjadi:

mb.Cb(Tb-Tc) = (mk.Ck+ma.Ca)(Tc-Ta)

(2.6)

Sedangkan dari persamaan 2.5 dapat diturunkan menjadi:

(2.7)

(Giancolli,2001).

6

BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunkan dalam prakatikum calorimeter, diantaranya:

1. Kalorimeter dan pengaduk:sebagai alat untuk menentukan kalor jenis zat.

2. Termometer 100 dan 200 :sebagai pengukur suhu.

3. Pemanas listrik:sebagai sumber pemanas.

4. Pemanas listrik: sebagai pengukur panas.

5. Butir/kubus:sebagai bahan.

6. Es:sebagai bahan yang akan ditentukan kalor jenisnya.

7. Air: sebagai bahan yang akan ditentukan kalor jenisnya.

3.2 Desain

Adapun desain percobaan dalam praktikum adalah sebagai berikut:

Gambar 3.2.1 Satu set Alat Kalorimeter)

(Sumber:Modul Petunjuk Praktikum Fisika Dasar)

7

3.3 Langkah kerja

a.Menentukan kalor jenis bahan

1. Kalorimeter dan pengaduk ditimbang secara bersama-sama,dicatat sebagai

mk.

2. Kalorimeter diisi dengan air, kemudian ditimbang dan dicatat sebagai

ma=mak-mk.

3. Kalorimeter dimasukkan kedalam bejana pelindung, kemudian

ditutup.Termometer dipasang dan suhu awal dibaca sebagai Ta.

4. Bahan yang akan ditentukan kalor jenisnya ditimbang sebgai mb.

5. Bahan dipanasakan didalm pemanas hingga mencapai suhu tertentu (minimal

75 °C ).

6. Suhu benda dicatat sebagai Tb, kemudian dengan cepat calorimeter

dimasukkan kedalam dan ditutup rapat-rapat.

7. Melalui pengaduk yang telah diberi isolasi, perlahan-lahan diaduk.Suhu air

perlahan-lahan akan naik kemudian turun lagi.Suhu tertinggi yang diperoleh

(Tc).Di catat.

8. Percobaan diatas (Langhkah 1-7) diulangi dengan suhu awal Tb yang berbeda.

9. Langkah 1-8 diulangi untuk jenis bahan yang berbeda.

b.Menentukan kalor lerbur es

1. Kalorimeter dan pengaduk ditimbang secara bersama-sama,dicatat sebagai uk.

2. Kalorimeter diisi dengan sejumlah air (± 2/3 volume kalorimeter), kemudian

ditimbang dan dicatat sebagai ma=mak-mk.

3. Air dipanaskan bersama calorimeter tersebut.Hingga suhunya sekitar 70,

dicatat sebagai Ta.

4. Kalori diangkat dengan cepat dan dimasukkan kedalam bejana pelindung.

8

5. Sepotong es yang telah disiapkan.Dimasukkan kedalam calorimeter.Ditutup

rapat-rapat dan diaduk pelan-pelan.

6. Suhu seimbang yang diperoleh dicatat sebagai Tc.

7. Massa air ditimbang , calorimeter.Dan es tersebut (mc) sehingga diperoleh

massa es mes=mc-mk.

8. Langkah diatas diulangi untuk mendapat 2 kali pengulangan.

3.4 Analisis Data

a.Kalor jenis benda

b.Kalor lebur es

9

BAB 4.HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil pengamatan

a.Kalor jenis benda

No Jenis bahan

Massa Massa kalorimeter

Mak(gr) ma Suhu

Ta Tb Tc

1 Kuningan 2,3520 3,7980 9,4730 5,6750 28 75 80 30 30

2 Perak 3,0745 3,7980 9,4730 5,6750 28 75 77 30 31

4.1.1 Kalor jenis kuningan

Ulangan Cb Cb-Cb I K AP

1 0.122

7,31% 92,69% 22 0.11

4.2.2 Kalor jenis perak

Ulangan Cb Cb-Cb I K AP

1 0,093 -0,022

27,04% 72,96% 22 0,137 0,022

10

b.Kalor lebur es

No Massa es

mc Massa kalorimeter

mak ma Suhu

Ta Tb Tc

1. 0,9615 10,4345 3,7980 9,4730 5,6750 28 70 70 49 46

Ulangan Les (LesLes) I K AP

1 390,395 6,18 38,19

2,27% 97,73% 3 8,742 378,034 -6,18 38,19

4.2 Pembahasan

Kemampuan untuk menerima atau melepaskan kalor agr terjadi penambhan suhu satu satuan biasa disebut dengan kapasitas kalor.Pada kenyataan yang sesungguhnya jumlah kalor yang sama diberikan pada beberapa jenis benda menunjukkan bahwa masing-masing benda mengalami kenaikan suhu yang berbeda-beda.Hal ini menunjukkan bahwa setiap jenis benda memiliki kemampuan serap kalor yang berbeda-beda.Disamping itu pada umunya benda yang mempunyai sifat menyerap kalor yang baik maka memiliki sifat melepas kalor yang baik pula.

Semakin besar massa benda , maka kalor yang diterima untuk didistribusikan guna menambah tangga gerak molekul atau atom menjadi lebih banyak.Jadi semakin besar massa benda, semakin banyak pula kalor untuk menaikkan suhu bila disbanding benda bermassa kecil.Hal ini ditandai oleh lambatnya kenaikan suhu pada benda bermassa besar.

Benda tertentu memiliki massa jenis tertentu sehingga jumlah atom atau molekul pergramnya juga tertentu.Air memiliki kapasitas untuk menyerap dan menyimpan kalor lima kali lebih besar jika disbanding dengan logam alumunium.

11

Apabila suhu sudah mencapai 100 ,dari permukaan zat air akan timbul gelembung-gelembung uap.Pada keadaan semacam ini dikatakan air mulai mendidih, suhu akan tetap konstan pada tekanan 1 atmosfer sampai semua menjadi uap karena mendidih.Dengan demikian terjadilah lagi perubahan fase, yaitu dari dari fase cair ke fase gas.Jadi dapat disimpulkan bahwa pada fase transisi atau fase peralihan,suhu benda tetap meskipun benda tersebut terus dipanaskan.hal ini disebabkan karena panas atau kalor yang diterima tidak digunakan untuk merubah dari satu fase ke fase yang lain.

Suatu cara dapat dilakukan untuk mengendalikan adalah dengan mengawali percobaan menggunkan suhu pada calorimeter sedikit dibawah suhu keliling dan mengakhirinya dengan suhu calorimeter sedikit diatas suhukelilingnya.sehingga panas yang diterima selama bagian pertama pada percobaan diimbangi dengan panas yang hilang pada bagian kedua percobaan.

Mudah atau sukarnya suhu benda berubah,berbeda antara satu benda dengan benda lain.Logam-logam pada umunya cepat sekali mengalami kenaikan suhu jika dipanasi,Namun untuk bahan lain seperti karet atau kayu sukar mengalami kenaikan suhu.Sedangkan pad dasarnya sebuah aliran panas merupakan suatu perpindahan energy kimiawi dalam selang waktu tertentu,dimana besaran nilainya dapat kita ukur.

12

BAB 5. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan dalam praktikum calorimeter adalah:

1. Pada fase transisi suhu benda tetap konstan walaupun benda terus dipanaskan.

2. Beberapa jenis benda memiliki kemampuan menyerap dan melepas kalor yang

berbeda-beda.

3. Pengendalian berkurang atau bertambahnya kalor dengan cara mengawali

percobaan dengan suhu rendah dan mengakhiri dengan suhu lebih tinggi

sedikit l (calorimeter).Diatas suhu kelilingnya.

4. Aliran panas merupakan suatu perpindahan enenrgi pada reaksi kimiawi yang

dapat ditentukan besar nilainya.

5.2 Saran

Adapun saran pada praktikum kali ini yaitu praktikan harus berdisiplin selama

melakukan percobaan dilaboratorium.Praktikan harus menguasai materi terlebih

dahulu sebelum melakukan percabaan praktikum.Praktikan harus pandai dalam

membagi waktu untuk beberapa percobaan dalam sekali praktikum.

13

DAFTAR PUSTAKA

Giancolli, Douglas. 1997. Fisika Jilid I. Jakarta : Erlangga.

Giancolli, Douglas. 2001. Fisika Edisi ke lima jilid 1. Jakarta : Erlangga.

Hasanah, Retno. 2001. Fisika Dasar 1. Surabaya : Unesa University Press.

Sutrisno. 1981. Fisika Dasar. Bandung : ITB.

14

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA DASAR

KALORIMETER

Oleh

Moch Wahyudiantoro (131810301019)

Ardi Budianto (131810301038)

Ahmad Suhardiman (131810301045)

Kelompok 2.4

LABORATORIUM FISIKA DASARJURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS JEMBER

2013

15