panas-1

8/8/2019 panas-1

http://slidepdf.com/reader/full/panas-1 1/4

PRAKTIKUM FISIKA FT-UNIVERSITAS SURABAYA

6

Percobaan 3

KALORIMETRI

A. HARGA AIR KALORIMETER

Tujuan

Menentukan besarnya harga air (kapasitas) kalorimeter

Alat-alat yang diperlukan

1. Neraca

2. Termometer

3. Kalorimeter

4. Kompor listrik

5. Tabung gelas

Dasar teori

Panas/kalor adalah salah satu bentuk energi. Banyaknya panas yang diperlukan suatu benda

untuk menaikkan suhunya sangat bergantung pada kapasitas panas, C, dari bahan benda

tersebut. Secara matematis dituliskan :

C = dQ/dT (1)

Panas jenis adalah kapasitas panas bahan tiap satuan massanya, yaitu :

c = C/m (2)

Panas jenis merupakan salah satu sifat termometrik benda. Untuk selang suhu yang tak terlalu

besar, biasanya c dapat dianggap konstan, sehingga apabila suatu benda bermassa m, panas jenis

bahannya c dan suhunya T1 maka untuk menaikkan suhunya menjadi T2 diperlukan panas

sebesar :

Q = m.c.(T2 − T1) (3)

Bila sebuah benda dengan suhu tertentu disinggungkan benda lain yang suhunya lebih rendah

maka dalam selang waktu tertentu suhu kedua benda tersebut akan menjadi sama (setimbang).Hal ini terjadi karena benda yang bersuhu lebih tinggi memberikan panasnya ke benda yang

bersuhu lebih rendah. Berdasarkan hukum kekekalan energi jumlah panas yang diberikan sama

dengan jumlah panas yang diterima oleh benda yang bersuhu lebih rendah (asas Black ).

Sejumlah air yang telah diketahui massanya, dipanaskan dengan menggunakan kompor listrik.

Air yang suhunya lebih tinggi ini dimasukkan ke dalam kalorimeter yang berisi air, massa air

dingin sudah ditimbang terlebih dahulu. Dalam hal ini air dingin dan kalorimeter adalah dua

benda yang bersuhu sama yang akan menerima panas dari air panas.

Menurut asas Black diperoleh bahwa:

kalor yang dilepas = kalor yang diterima

(air panas) (air dingin+kalorimeter)m2.c.(T2−Ta) = (m1.c+H).(Ta−T1) (4)

dimana m1 = massa air dingin dengan suhu T1

m2 = massa air panas dengan suhu T2

c = panas jenis air (1 kal/g.oC ± 1 %)

Ta = suhu akhir sistem

H = harga air (kapasitas) kalorimeter

8/8/2019 panas-1


FT-UNIVERSITAS SURABAYA PRAKTIKUM FISIKA

7

Cara kerja

1. Timbanglah sejumlah air, masukkan ke dalam kalorimeter, kira-kira 1/3 volumenya. Catat

suhu mula-mula air ini.

2. Timbanglah sejumlah air lagi, kemudian masukkan ke dalam tabung pemanas, kira-kira 1/3

volumenya.

3. Amati kenaikan suhu air ini dalam tabung pemanas, bila sudah mencapai suhu tertentu maka

masukkan dengan hati-hati air panas ini ke dalam kalorimeter yang berisi air dingin tadi.

4. Aduk pelan-pelan agar penyebaran panasnya merata, amati kenaikan suhu air (sistem), sampai

tercapai kesetimbangan pada suhu akhir (suhu maksimum).

5. Ulangi percobaan ini dengan melakukan variasi terhadap massa air dingin (lebih sedikit dan

lebih banyak dari semula, untuk massa dan suhu air panas yang sama).

Catatan : Perbedaan massa harus cukup besar.

6. Ulangi sekali lagi percobaan ini untuk berbagai suhu air panas (dengan massa air dingin dan

panas yang sama).

Catatan : Perbedaan suhu harus cukup besar.

7. Timbanglah kalorimeter kosong dan pengaduknya (tanpa tutup kalorimeter) untuk

perhitungan !Pertanyaan pendahuluan

1. Jelaskan pengertian dari panas jenis suatu zat !

2. Berilah penjelasan tentang asas Black pada percobaan di atas !

3. Prediksikan kesalahan sistematik yang dapat terjadi dari percobaan ini !

4. Mengapa pengadukan harus dilakukan secara perlahan ?

Tugas laporan resmi

1. Berapa harga air kalorimeter yang anda harapkan dengan mengetahui data massa dan jenis

bahan kalorimeter ?

2. Tentukan harga air kalorimeter beserta ralatnya pada masing- masing percobaan !

3. Bandingkan semua hasil di atas beserta hitungan tugas nomer 1, adakah kesalahan sistematik

yang terjadi ?

B. KESETARAAN PANAS LISTRIK

Tujuan

1. Memperagakan adanya hubungan energi listrik dengan panas.

2. Menentukan angka kesetaraan joule dengan kalori.

Alat-alat yang dipergunakan

1. Kalorimeter dengan pemanas2. Termometer

3. Stopwatch

4. Voltmeter

5. Amperemeter

6. Power supply

7. Pendingin / es

8/8/2019 panas-1


PRAKTIKUM FISIKA FT-UNIVERSITAS SURABAYA

8

Dasar teori

Suatu bentuk energi dapat berubah menjadi bentuk energi yang lain. Misalnya pada peristiwa

gesekan energi mekanik berubah menjadi panas. Pada mesin uap panas diubah menjadi energi

mekanik. Demikian pula energi listrik dapat diubah menjadi panas atau sebaliknya. Sehingga

dikenal adanya kesetaraan antara panas dengan energi mekanik/listrik, secara kuantitatif hal ini

dinyatakan dengan angka kesetaraan panas−energi listrik/mekanik. Kesetaraan panas−energi

mekanik pertama kali diukur oleh Joule dengan mengambil energi mekanik benda jatuh untuk

mengaduk air dalam kalorimeter sehingga air menjadi panas. Energi listrik dapat diubah menjadi

panas dengan cara mengalirkan arus listrik pada suatu kawat tahanan yang tercelup dalam air

yang berada dalam kalorimeter. Energi listrik yang hilang dalam kawat tahanan besarnya adalah:

W = V.i.t [joule] (5)

dimana :

V = beda potensial antara kedua ujung kawat tahanan [volt]

i = kuat arus listrik [ampere]

t = lamanya mengalirkan arus listrik [detik]

Energi listrik sebesar V.i.t joule ini merupakan energi mekanik yang hilang dari elektron-elektron yang bergerak dari ujung kawat berpotensial rendah ke ujung yang berpotensial tinggi.

Energi ini berubah menjadi panas. Jika tak ada panas yang keluar dari kalorimeter maka panas

yang timbul besarnya:

Q = (M + H).(ta - tm) [kalori] (6)

dimana: M = mair.cair

H = harga air kalorimeter

ta = suhu akhir air

tm = suhu mula-mula air

Banyak panas yang bocor keluar dari kalorimeter dapat dikompensasi dengan memulai

percobaan pada suhu di bawah suhu kamar, dan mengakhirinya pada suhu di atas suhu kamar.

Beda suhu awal dan suhu akhir percobaan dengan suhu kamar seyogyanya sama besar.

Besarnya angka kesetaraan panas−energi listrik adalah :

ξ = Q/W [kalori/joule] (7)

Cara kerja

1. Pasanglah rangkaian listriknya seperti pada gambar berikut.

A

V

8/8/2019 panas-1


FT-UNIVERSITAS SURABAYA PRAKTIKUM FISIKA

9

2. Setelah rangkaian disetujui asisten, hubungkan dengan sumber listrik, tutuplah saklar dan

aturlah power supply sedemikian hingga arusnya kira-kira 2 ampere. Kemudian buka

saklarnya.

3. Timbanglah kalorimeter kosong (bejana dalam). Kemudian isilah dengan air sampai kira-kira

kawat pemanasnya tercelup dan kemudian timbanglah.

4. Dinginkanlah kalorimeter tadi (dengan es) sampai beberapa derajat di bawah suhu kamar.

5. Pasanglah kalorimeter dan aduklah pelan-pelan kemudian catatlah suhu mula-mula.6. Tutuplah saklar bersamaan dengan menekan stopwatch (ON), kemudian catatlah beda

potensial dan arus listrik yang dipakai.

7. Catatlah waktu yang ditunjukkan stopwatch untuk setiap kenaikkan suhu air 1oC. Selama

pengamatan aduklah kalorimeter pelan-pelan agar panasnya tersebar merata.

8. Setelah suhu akhir yang dikehendaki tercapai, bukalah saklar bersamaan dengan menekan

stop watch (OFF).

9. Ulangilah sekali lagi langkah di atas dengan massa air yang berbeda. Lakukan dua kali dengan

perbedaan massa air yang cukup besar.

Pertanyaan pendahuluan

1. Jelaskan pengertian dari angka kesetaraan panas−energi listrik !2. Apakah artinya panas sebesar 1 kalori ? Energi sebesar 1 joule ?

3. Jelaskan bagaimana penalarannya bahwa kebocoran panas dapat dikompensasi dengan cara

pendinginan air sebelum percobaan dimulai !

4. Berapa kesetaraan kalori- joule yang anda harapkan ?

Tugas laporan resmi

1. Tentukan angka kesetaraan panas-energi listrik secara grafik !

(besarnya harga air kalorimeter di ambil dari percobaan A)

2. Bandingkan hasilnya dengan harapan anda pada pertanyaan pendahuluan no.4 !

panas-1

Documents