la panas lebur es

BAB 1 PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit. Ketika benda-benda yang memiliki perbedaan suhu saling bersentuhan, kalor akan mengalir dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. Apabila benda-benda yang bersentuhan berada dalam sistem yang tertutup, maka energi akan berpindah seluruhnya dari benda yang memiliki suhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. Sebaliknya apabila benda yang bersentuhan tidak berada dalam sistem tertutup, maka tidak semua energi dari benda bersuhu tinggi berpindah menuju benda yang bersuhu rendah. Alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat dalam suatu perubahan atau reaksi kimia disebut kalorimeter. kegunaan yang penting dari kalorimeter adalah dalam penentuan kalor jenis zat-zat. Pada teknik yang dikenal sebagai metode campuran, satu sampel zat dipanaskan sampai temperatur tinggi yang diukur dengan akurat, dan dengan cepat ditempatkan pada air dingin kalorimeter. Kalor yang hilang pada sampel tersebut akan diterima oleh air dan kalorimeter. Dengan mengukur temperatur akhir campuran tersebut, kalor jenis dapat dihitung. 1.2 Pembatasan Masalah Menentukan nilai air kalorimeter dan nilai panas lebur es dengan metode pencampuran zat (air) yang memiliki kalor berbeda dengan menggunakan kalorimeter. 1.3 Tujuan Percobaan 1. Menentukan energi kalor yang dilepaskan dalam kalorimeter. 2. Menentukan energi kalor yang diterima kalorimeter. 3. Menentukan nilai air kalorimeter. 4. Menentukan panas lebur es dengan kalorimeter. 1

1.4 Metodelogi Untuk menentukan nilai air kalorimeter dan panas lebur es, kami menggunakan metode campuran,yaitu satu sampel zat dipanaskan sampai temperatur tinggi yang diukur dengan akurat, dan dengan cepat ditempatkan pada air dingin kalorimeter. Kalor yang hilang pada sampel tersebut akan diterima oleh air dan kalorimeter. Dengan mengukur temperatur akhir campuran tersebut, nilai air kalorimeter dan panas lebur es dapat dihitung.

1.5 Sistematika Penulisan BAB 1 PENDAHULUAN Dalam bab ini terdiri dari Latar Belakang, pembatasan masalah, tujuan percobaan, metodelogi dan sistematika penulisan. BAB 2 KERANGKA TEORI Dalam bab ini terdiri dari Konsep tertulis dan Hipotesis. BAB 3 PEMBAHASAN Dalam bab ini terdiri dari Persiapan, pelaksanaan dan pengolahan data. BAB 4 TUGAS AKHIR BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN LAMPIRAN DATA PERCOBAAN DAFTAR PUSTAKA

2

BAB 2 KERANGKA TEORI2.1 Konsep Tertulis Panas lebur es adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh setiap gram es untuk mencair. Suhu es akan konstan selama es mencair. Kalor adalah suatu bentuk energi yang berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah ketika benda itu saling berhubungan. Benda yang menerima kalor, suhunya akan naik sedangkan benda yang melepas kalor, suhunya akan turun. Besarnya kalor yang diserap atau dilepas oleh suatu benda berbanding lurus dengan: 1. Massa benda 2. Kalor jenis benda 3. Perubahan suhu Jadi besarnya kalor dapat dirumuskan: Q = m.c. Dalam satuan SI, kalor adalah joule. Satuan kalor yang lain adalah kalori. Kesetaraan joule dan kalori adalah sebagai berikut: 1 joule = 0,24 kalori 1 kalori = 4,184 joule Satu kalori adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 1C air murni yang massanya 1 gram. Kalor jenis (c) adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan 1 kg zat sebesar 1K atau 1C. c= Keterangan: Q = jumlah kalor (kalori) m = massa zat (gram) c = kalor jenis zat (kal/grC) t = perubahan suhu suhu (C) Hukum kekekalan energi kalor (azas black) menyatakan bahwa Pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat bersuhu tinggi sama dengan banyaknya kalor yang 3

diterima zat bersuhu rendah. Dalam hal ini banyaknya kalor yang diterima oleh benda pertama sama banyaknya dengan kalor yang diterima oleh benda kedua, sehingga dirumuskan : ( H + ma.ca ) ( t1-t2 ) = ( L + t2.ca ) me . (*) Dimana : H = Nilai air kalorimeter (beserta pengaduknya) ma = massa air dalam kalorimeter me = massa es dalam kalorimeter t1 = suhu mula-mula dari kalorimeter dan air t2 = suhu akhir setelah es mencair semua L = panas lebur es ( yang akan ditentukan harganya ) ca = panas jenis air ( 1 kal/grC )

Dengan menggunakan persamaan (*) dapat ditentukan besarnya panas lebur es. Untuk itu, nilai air dari kalorimeter harus ditentukan terlebih dahulu dengan percobaan menggunakan air panas, dan menggunakan persamaan : H = mp.ca.

md.ca (**)

Dimana : mp = massa air panas md = massa air dingin tp = suhu air panas td = suhu air dingin tg = suhu akhir (gabungan) Suatu bahan biasanya mengalami perubahan temperatur bila terjadi perpindahan kalor antara bahan dengan lingkungannya. Pada suatu situasi tertentu, aliran kalor ini tidak merubah temperaturnya. Hal ini terjadi bila bahan mengalami perubahan fasa. Misalnya padat menjadi cair (mencair), cair menjadi uap (mendidih) dan perubahan struktur kristal (zat padat). Energi yang diperlukan disebut kalor transformasi. Kalor yang diperlukan untuk merubah fasa dari bahan bermassa m adalah Q = m L dimana L adalah kalor laten.

2.2 Hipotesis 1. Kalor mengalir dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. 2. Aliran kalor akan berhenti setelah keduanya mencapai suhu yang sama. 3. Semakin besar perubahan suhu air, maka nilai air kalorimeter juga akan semakin besar. 4

BAB 3 PELAKSANAAN DAN PENGOLAHAN DATA3.1 Alat-alat 1. Kalorimeter lengkap dengan termometer dan pengaduknya. 4. Bongkah-bongkah es.

2. Kompor listrik beserta panci.

5. Stopwatch.

3. Neraca teknis.

6. Termometer.

5

3.2 Jalan Percobaan Mencatat keadaan ruang laboratorium (suhu, tekanan, dan kelembamannya) sebelum dan sesudah percobaan. A. Menentukan Nilai Air Kalorimeter 1. Mengisi panci dengan air secukupnya, kemudian meletakkan di atas kompor listrik. 2. Menyalakan kompor listrik hingga air yang berada di dalam panci mencapai suhu 80C. 3. Menimbang kalorimeter kosong beserta pengaduknya. 4. Megisi kalorimeter dengan air dingin, kira-kira bagian. Menimbang kalorimeter beserta pengaduknya. 5. Memasukkan kalorimeter yang berisi air tadi serta pengaduknya ke dalam tempatnya (penyekat), menutup dan mengukur suhunya. 6. Menambahkan isi kalorimeter dengan air panas kira-kira bagian ( mengukur suhu air panas terlebih dahulu dan kalorimeter tetap berada di dalam penyekat ). 7. Menutup penyekat dan mengaduk hingga suhunya merata. Mencatat suhu akhir/gabungannnya. 8. Menimbang kalorimeter yang berisi air gabungan beserta pengaduknya.

B. Menentukan Panas Lebur Es 1. Mengisi kalorimeter dengan air kira-kira bagian, kemudian menimbang beserta pengaduknya. 2. Memasukkan kalorimeter yang berisi air tadi serta pengaduknya ke dalam tempatnya (penyekat). 3. Mengambil kira-kira 3 sampai 4 buah bongkah es kemudian memasukkan secara keseluruhan (serentak) ke dalam kalorimeter dan menutup dengan rapat. 4. Mencatat suhu akhir di mana tidak terjadi lagi penurunan suhu untuk beberapa saat. 6

5. Menimbang kalorimeter yang berisi air dan cairan es beserta pengaduknya.

3.3 Gambar Percobaan

3.4

Pembahasan

3.4.1 Data hasil pengamatan Keadaan Ruangan Sebelum Percobaan Setelah Percobaan Data Alat : Panas jenis air Massa kalorimeter kosong dan pengaduk : 1 kal/grC : (75,4 0,005) gr Suhu 26C 27C Tekanan Udara 82 mmHg 70 mmHg

Data Percobaan : A. Menentukan Nilai Air Kalorimeter :

7

Massa kalorimeter, pengaduk dan air Temperatur air dalam kalorimeter (td) Temperatur air panas (tp) Temperatur gabungan (tg ) Massa kaorimeter, pengaduk, dan air panas

: (170,05 0,005) gr : (25 0,5) C : (80 0,5) C : (47 0,5) C : (228,03 0.005) gr

B. Menentukan Panas lebur es : Massa kalorimeter, pengaduk dan air Temperatur air dalam kalorimeter (t1) Penurunan temperatur : 30 dt : 17 C 60 dt : 14 C 90 dt : 13 C 120dt : 12 C Temperatur setelah es mencair Massa kalorimeter,pengaduk, air dan es 150 dt : 12 C 180 dt : 12 C 210 dt : 12 C 240 dt : 12 C : (12 0,5) C : (257,25 0,005) gr : (202,2 0.005) gr : (25 0,5) C

3.4.2 Analisa Secara Perhitungan A. Percobaan A (Menentukan Nilai Air Kalorimeter) a. Md = (massa kalorimeter+pengaduk+air)-(massa kalorimeter+pengaduk) = (170,05) (75,4) = 94,65 Gr Md = x SPT = x 0,01 = 0,005 Gr Md Md) = (94,65 0,005)Gr x 100 = x 100 = 0.005 = 99,995

Kesalahan Relatif = Kecermatan

= 100 - Kesalahan Relatif = 100 -0.005

b. Mp = (massa kalorimeter+pengaduk+air+air panas)-(massa kalorimeter+pengaduk+air) = (228,03)-(170,05) = 57,98 Gr 8

Mp = x SPT = x 0,01 = 0,005 Gr Mp Mp) = (57,98 0,005)Gr x 100 = x 100 = 0.008 = 99,992



c. H= = = = -Ca = -1 = = = + = + = = = + + + + = 0,12 = 2,63 = + + = -2,75 = = = 1,5 = 7,68 kal/C

= 0,0075 + 0,005 + 0,06 + 1,31 +1,37 = 2,75 kal/ C (H = (7,68 kal/ C x 100 = x 100 = 35,8 = 65,2


= 100 - Kesalahan Relatif = 100 -35,8

B. Percobaan B (Menentukan Panas Lebur Es) (H = (7,68 kal/ C

a. me = (massa kalorimeter+pengaduk+air+es)-(massa kalorimeter+pengaduk+air) = (257,25)-(202,2) = 55,05 Gr Me = x SPT = x 0,01 = 0,005 Gr 9

Me

Me) = (55,05 0,005)Gr x 100 = x 100 = 0.009 = 99,991



b. ma = (massa kalorimeter+pengaduk+air)-(massa kalorimeter+pengaduk) = (202,2)-(775,4) = 126,8 Gr Ma = x SPT = x 0,01 = 0,005 Gr Ma Ma) = (126,8 0,005)Gr x 100 = x 100 = 0.004 = 99,996



c. L = = = = = = = = = + + = = = = = 0,004 + + + + + + = -0,22 = = = 0,0043 = 0,04 = = 0,04 = = = 19,75 kal/gr

= 0,6 + 0,00002 + 0,03 + 0,03 +0.00002 = 0,64 kal/ gr (L = (19,75 kal/ gr x 100 = x 100 10 = 3,24

Kesalahan Relatif =

Kecermatan


= 96,76

3.4.3 Analisa Secara Teori Dalam percobaan ini menggunakan asas black sebagai pedoman, sehingga didapat nilai air kalorimeter sebesar 7,68 kal/ C. tetapi nilai ini mempunyai kesalahan relatif yang cukup besar, yaitu sebesar 35,8 . Sedangkan nilai kalor lebur es didapatkan sebesar 19,8 kal/g. Pada buku panduan telah ditentukan bahwa kalor lebur es adalah 80kal/g sedangkan pada praktikum kami memperoleh 19,8 kal/g yang jauh lebih kecil dari kalor lebur es pada panduan, hal ini menunjukkan adanya kesalahan. Perbedaan ini dimungkinkan karena adanya kesalahan pada saat mengerjakan percobaan/ saat percobaan berlangsung. Kesalahan-kesalahan yang mungkin terjadi pada percobaan ialah kesalahan pada alat ukur neraca yakni kesalahan kalibrasi pada neraca yang kami pakai. Selain itu, mungkin juga ada kesalahan pembacaan pengukuran seperti membaca skala pada neraca teknis dan termometer yang tidak sesuai dengan posisi mata yang benar untuk membaca hasil pengukuran.

11

BAB 4 TUGAS AKHIR1. Hitung besarnya tiap-tiap massa air dan massa es masing-masing beserta kesalahannya! Jawab : a. pada percobaan menentukan nilai air kalorimeter : Md = (massa kalorimeter+pengaduk+air)-(massa kalorimeter+pengaduk) = (170,05) (75,4) = 94,65 Gr Md = x SPT = x 0,01 = 0,005 Gr Md Md) = (94,65 0,005)Gr x 100 = x 100 = 0.005 = 99,995

Kesalahan Relatif =

Kecermatan = 100 - Kesalahan Relatif = 100 -0.005

Mp = (massa kalorimeter+pengaduk+air+air panas)-(massa kalorimeter+pengaduk+air) = (228,03)-(170,05) = 57,98 Gr Mp = x SPT = x 0,01 = 0,005 Gr Mp Mp) = (57,98 0,005)Gr x 100 = x 100 = 0.008 = 99,992

Kesalahan Relatif =

Kecermatan = 100 - Kesalahan Relatif = 100 -0.008

12

b. pada percobaan menentukan panas lebur es : me = (massa kalorimeter+pengaduk+air+es)-(massa kalorimeter+pengaduk+air) = (257,25)-(202,2) = 55,05 Gr Me = x SPT = x 0,01 = 0,005 Gr Me Me) = (55,05 0,005)Gr x 100 = x 100 = 0.009 = 99,991



ma = (massa kalorimeter+pengaduk+air)-(massa kalorimeter+pengaduk) = (202,2)-(775,4) = 126,8 Gr Ma = x SPT = x 0,01 = 0,005 Gr Ma Ma) = (126,8 0,005)Gr x 100 = x 100 = 0.004 = 99,996



2. Hitunglah nilai air kalorimeter beserta rambatan kesalahannya ! Jawab : H= = = = -Ca = -1 = = = = = = = 0,12 = 2,63 = = -2,75 = = = 1,5 = 7,68 kal/C

13

=

+ +

+ +

+ +

+ +

= 0,0075 + 0,005 + 0,06 + 1,31 +1,37 = 2,75 kal/ C (H = (7,68 kal/ C x 100 = x 100 = 35,8 = 65,2



3. Hitunglah panas lebur es beserta rambatab kesalahannya ! Jawab : L = = = = = = = = = + + = = = = = 0,004 + + + + + + = -0,22 = = = 0,0043 = 0,04 = = 0,04 = = = 19,75 kal/gr

= 0,6 + 0,00002 + 0,03 + 0,03 +0.00002 = 0,64 kal/ gr (L = (19,75 kal/ gr x 100 = x 100 = 3,24 = 96,76



4. Bandingkan harga panas lebur es yang didapat dengan harga menurut literatur, berapa besar kesalahannya! 14

Jawab : Harga panas lebur es (L) dari percobaan = 19,75 kal/gr Harga panas lebur es (L) menurut literatur = 80 kal/gr Kesalahan literatur = = x 100 x 100 = 75,31

Nilai kesalahan literatur yang didapat sangat besar, hal ini disebabkan karena harga panas lebur es yang didapat pada saat percobaan jauh lebih kecil daripada harga panas lebur es yang ditentukan literatur. Hal ini mungkin terjadi karena kesalahan pengukuran pada saat melakukan percobaan. 5. Buatlah grafik penurunan suhu air dalam kalorimeter sebagai fungsi waktu ! Garis apakah yang didapat? Jawab :

Dari gambar diatas tampak didapatkan garis setimbang pada suhu 12 C. Analisis : Ketika es dimasukkan ke dalam kalorimeter yang berisi air, air memberikan sejumlah kalor kepada es, sehingga es mencair dan menyebabkan suhu air dalam kalorimeter menurun. Setelah 30dt suhu air turun menjadi 17 C, setelah 60dt suhu air menurun menjadi 14 C, setelah 90dt suhu air menjadi 13 C, kemudian setelah 120dt240dt suhu air air dalam kalorimeter konstan yaitu sebesar 12 C. Karena tidak terjadi 15

perubahan suhu selama selang waktu tersebut, maka dapat disimpulkan suhu setimbangnya/suhu akhir adalah 12 C. 6. Apakah definisi dari nilai air kalorimeter ? Jawab : nilai air kalorimeter adalah nilai air yang digunakan untuk menentukan besarnya kalor jenis suatu zat ( dengan satuan kal/ C, yang artinya kalor yang diperlukan untuk memanaskan suatu zat pada tiap suhu 1 C ).

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN5.1 Kesimpulan Untuk menentukan harga panas lebur es, harus diketahui dahulu nilai air kalorimeter. Semakin besar harga air kalorimeter, maka harga panas lebur es juga akan semakin besar dan sebaliknya. Penyekat pada kalorimeter berguna untuk mengurangi hilangnya kalor karena konveksi dan konduksi. Kalorimeter harus diisolasi dengan baik sehingga hanya sejumlah minimum kalor dipertukarkan dengan lingkungan. Perpindahan kalor pada zat dipengaruhi oleh besarnya suhu dari kedua zat tersebut, kalor akan berpindah dari zat yang memiliki suhu tinggi kepada zat yang suhu rendah. Air panas dan es akan melepaskan kalor , apabila dicampurkan dengan air biasa, hingga suhu kedua campuran tersebut setimbang / sama. Faktor-faktor yang mempengaruhi kesalahan dalam percobaan ini antara lain pengaruh suhu ruangan yang tidak tetap dan kekeliruan dalam pembacaan neraca dan termometer. 5.2 Saran 16

Sebelum melakukan percobaan, hendaknya alat praktikum dikalibrasi dengan benar agar mendapat hasil yang baik. Kesalahan pembacaan pengukuran seperti membaca skala pada neraca teknis dan termometer dapat dikurangi, apabila membaca pada posisi yang benar. Pada saat melakukan percobaan ini, kalorimeter harus tetap diletakkan di dalam penyekat(tempatnya) dan selama mencampurkan air yang berbeda suhu, kalorimeter harus ditutup rapat, untuk mengurangi hilangnya kalor akibat konveksi dan konduksi.

17

la panas lebur es

Documents