Kalorimeter

PERCOBAAN IV

KALORIMETER

A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM

1. Tujuan Praktikum :

a. Mengaplikasikan prinsip Azas Black untuk menghitung panas jenis zat padat.

b. Mempelajari prinsip kerja kalorimeter.

2. Waktu Praktikum : Selasa, 8 November 2011

3. Tempat Praktikum : Laboratorium Fisika Dasar, Lantai ll, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Mataram.

B. ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM

1. Alat-alat Praktikum

a. Bejana uap

b. Botol netral

c. Gelas Erlenmeyer

d. Gelas ukur

e. Hot plate

f. Kalorimeter

g. Termometer

2. Bahan-bahan Praktikum

a. Air

b. Batang besi

c. Batang kuningan

d. Batang besi tembaga

C. LANDASAN TEORI

Kalor adalah energi yang ditransfer antara suatu system dan lingkungannya karena adanya perbedaan suhu diantara system dan lingkungan. Perubahan suhu disebabkan oleh transfer suatu bentuk energi antara sistem dan lingkungannya. Energy ini merupakan energi energy internal (energy termal), yang merupakan energy-energi kinetik dan potensial kolektif yang berkaitan dengan gerak-gerak acak atom-atom, molekul-molekul, dan benda-benda mikroskopis lainnya di dalam suatu objek. Energy internal yang ditransfer itu disebut kalor dan di beri symbol Q. kalor bernilai positif apabila energy internal ditransfer ke suatu system ke lingkungannya (kalor diserap). Kalor bernilai negatif apabila energy internal ditransfer dari suatu system ke lingkungannya (kalor di lepaskan). Dua benda yang terbuat dari material yang sama, misalnya marmer, akan mempunyai kapasitas-kapasitas kalor yang sebanding dengan massa-massa marmer. Oleh karena itu “kapasitas kalor persatuan massa” atau kalor jenis (c) yang mangacu bukan pada benda melainkan pada satuan massa material yang dipakai untuk memmbuat benda bersangkutan, sehingga:

Q= m.c.

Atau

Q= m.c (T_f – T_i)

(Halladay, 1995:141-143).

The exchange of energy as discussed in this the basis for a techque 0 known as calorimeter. Which is the quantity measurementof heat exchange. In technique known as the method of mixture a sample of the substance is heated to nigh temperature, which is accurately measured and quickly placed in the cool water of the calorimeter. The heat lost bay the sample will be gained by the water and the calorimeter. By measuring the final temperature of mixture the specific heat cab be calculated (Giancolli, 1988:454).

Di dalam cairan, disamping atom-atom di dalam setiap molekulnya bervibrasi atau bergetar-getar dan molekul secara keseluruhan berotasi, molekul-molekul cairan juga bergerak secara translasi sehingga bertumbukan satu sama lain dan dalam tumbukan itu terjadi transfer tenaga kinetic. Lebih lanjut, dalam tumbukan-tumbukannya, molekul-molekul yang tenaga kinetiknya lebih besar, yang berarti pula suhunya lebih tinggi cenderung bergeser ke arah molekul-molekul yang suhunya rendah, sambil mentransfer tenaga kinetiknya. Ini berarti terjadi transfer tenaga kinetic, yang berarti transfer atau pindahan panas yang menyertai pengaliran cairan dari bagian yang suhunya tinggike bagian yang suhunya rendah. Model pindahan panas demikian disebut konveksi (Peter, 2004:70).

Suhu merup[akan ukuran atau tingkat panas suatu benda. Pada umumnya, suhu akan naik jika menyerap kalor dan turun jika melepaskan kalor. Jika kita mencampur segelas air panas dengan segelas air dingin akan menghasilkan air hangat yang merupakan suhu air campuran. Dalam hal ini panas melepaskan kalor dan air dingi menyerap kalor. Hal inilah yang menyebabkan suhu air panas turun dan suhu air dingin naik. Setelah keduanya bercampur, jumlah kalor yang dilepaskan sama dengan kalor yang diserap. Pernyataan ini kemudian dikenal sebagai Azas Black: Q lepas = Q ditrima. Dapat disimpulkan bahwa bendayang melepaskan kalor suhunya berkurang dan benda yang menyerap kalor suhunya bertambah (Anonim, 2008).

D. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Menentukan harga (H) kalorimeter.

a. Ditimbang calorimeter beserta pengaduknya.

b. Diisi calorimeter dengan air secukupnya, kemudian ditimbang.

c. Dicatat temperatur calorimeter + air (t₁).

d. Ditimbang gelas beker kosong.

e. Dipanaskan bejana uap hingga mendidih dan disiapkan gelas beker untuk menampung air panas, dan ditimbang gelas beker + air panas.

f. Dimasukkan air panas ke dalam calorimeter secara cepat dan diaduk hingga suhu calorimeter menjadi seimbang (t₂).

g. Ditentukan H dari calorimeter dengan mengganti benda panasnya adalah air panas dan catat hasilnya dalam tabel pengamatan.

2. Menentukan kalor jenis benda

a. Ditimbang massa benda yang akan diukur massa jenisnya.

b. Kalorimeter beserta pengaduknya ditimbang.

c. Diisi calorimeter dengan air secukupnya, lalu ditimbang.

d. Dicatat temperature calorimeter.

e. Dipanaskan bejana uap sampai mendidih laludimsukkan benda dan ditunggu beberapa menit, kemudian diukur suhunya (T_b).

f. Benda dimasukkan ke dalam calorimetersecara cepat kamudian diaduk hingga tercapai kesetimbangan temperature dan dicatat sebagai t₂ dalam tabel pengamatan 2.

g. Diulangi prosedur tersebut untuk benda jenis lain.

E. HASIL PENGAMATAN

Tabel 1. Menentukan nilai H air

Massa air dingin (gram)		massa air panas (gram)		Temperatur
Kalorimeter + pengaduk	Kalorimeter + Pengaduk + air	Gelas beker	Gelas beker + air	T₁	T_b	T₃
463,8 gram	682,4 gram	196,0 gram	534,6 gram	26	100	48
463,8 gram	603,6 gram	196,0 gram	387,2 gram	26	100	60
463,8 gram	465,2 gram	196,0 gram	375,1 gram	26	100	57
463,8 gram	584,9 gram	196,0 gram	401,6 gram	26	100	64
463,8 gram	543,7 gram	196,0 gram	342,9 gram	26	100	60

Tabel 2. Menentukan Panas Jenis Benda Padat

Massa air dingin (gram)		Jenis benda	Massa benda (gram)	Temperatur
Kalorimeter + pengaduk	Calorimeter + pengaduk + air	Jenis benda	Massa benda (gram)	T₁	T_b	T₂
463,8 gram	564,8 gram	Besi	25,2	26	100	29
463,8 gram	693,9 gram			26	100	27
463,8 gram	706,8 gram			26	100	26,3
463,8 gram		Kuningan	22,5	26	100	28
463,8 gram				26	100	27
463,8 gram				26	100	27
463,8 gram		tembaga	21,8	26	100	29
463,8 gram				26	100	27
463,8 gram				26	100	27

F. ANALISI DATA

1. Menghitung Harga Air Kalorimeter (H air)

Q lepas = Q diterima

m.c.

t = m.c.

m_ap.c.(T_ap-T_cam) = m_ad.c.(T_cam-T_ad) + m _kal.c _kal(T_cam-T_ad)

m_ap.c.(T_ap-T_cam) = m_ad.c.(T_cam-T_ad) + H (T_cam – T_ad)

-H (T_cam – T_ad) = m_ad.c.(T_cam-T_ad) – m_ap.c.(T_ap – T_cam)

H (T_cam – T_ad) = - m_ad.c.(T_cam– T_ad)+ m_ap.c.(T_ap – T_cam)

a. Massa air dingin = (m_a+ k) – (m_k)

= 682,4 – 463,8

= 218,6 gram.

Massa air panas = (m_ap + g) – (m_g)

= 534,6 – 196,0

= 338,6 gram.

T_ap - T_cam= 100

= 52

T_cam - T_ad = 48

= 22

H =

= 581,727

b. Massa air dingin =(ma+k)-(mk)

=603,6gram-463,8gram

=139,8 gram.

Massa air panas =(map+g)-(mg)

=387,2-196,0gram

=191,2gram

H =

c. Massa air dingin =(ma+k)-(mk)

=465,2-463,8gram

=1,4gram

Massa air panas =(map+g)-(mg)

=375,1-196gram

=179,1gram

H =

=247

d. Massa air dingin =(ma+k)-(mk)

=584,9-463,8

=121,1gram

Massa air panas =(map+g)-(mg)

=401,6-196

=205,6gram

H =

e. Massa air dingin =(ma+k)-(mk)

=543,7-463,8gram

=79,9gram

Massa air panas =(map+g)-(mg)

=342,9-196gram

=146,9 gram

H =

SD =

= 194,8.

% error =

x 100 %

= 90 %

Nilai pendekatan

a. Nilai pendekatan maksimum

N_p = SD +

= 194,8 + 216,092

= 410,892

b. Nilai pendekatan minimum

N_p = SD -

= 194,8 – 216,092

= - 21,292

2. Menentukan Panas Jenis Benda Padat

Q lepas = Q terima

m_b.c_b.

= m_ad.c.

m_b.c_b.(T_b-T_cam) = m_ad.c.(T_cam-T_ad) +

(T_cam-T_ad)

C_b =

1. Panas jenis besi

a. Massa air dingin = (m_a + k) – (m_k)

= 564,8 – 463,8

= 101 gram.

Massa air benda = 25,2 gram.

C_b =

= 0,53 kal/gr

b. Massa air dingin = (m_a + k) – (m_k)

= 693,9 – 463,8

= 230,1 gram.

Massa benda = 25,2 gram.

T_cam – T_ad= 27 – 26

= 1

T_b – T_cam = 100

- 27

= 73

C_b =

= 0,242 kal/gr

c. Massa air dingin = (m_a + k) – (m_k)

= 706,8 – 463,8

= 243 gram.

Massa benda = 25,2 gram.

T_cam – T_ad = 26,3 – 26

= 0,3

T_b - T_cam =100 – 26,3

=73,3

C_b =

= 0,074 kal/gr

Ø Rata-rata panas jenis besi

= 0,282 kal/gr

Ø Standar deviasi

SD =

= 0,2306

Ø % error =

x 100 %

= 81,773 %

Ø Nilai Pendekatan

a. Nilai pendekatan maksimal

Np = SD +

= 0,2306 + 0,282

= 0,5126 kal/gr

b. Nilai Pendekatan Minimum

Np = SD -

= 0,2306 – 0,282

= -0,0514 kal/gr

2. Panas Jenis Kuningan

a. Massa air dingin = (m_a + k) – (m_k)

= 580,5 – 463,8

= 116,7 gram.

Massa benda = 22,5 gram.

T_cam – T_ad = 28 – 26

= 2

T_b - T_cam =100 – 28

=72

C_b =

= 0,41 kal/gr

b. Massa air dingin = (m_a + k) – (m_k)

= 689,5 – 463,8

= 225,7 gram.

Massa benda = 22,5 gram.

T_cam – T_ad = 27 – 26

= 1

T_b - T_cam =100 – 27

=73

C_b =

= 0,27 kal/gr

c. Massa air dingin = (m_a + k) – (m_k)

= 770,5– 463,8

= 306,7 gram.

Massa benda = 22,5 gram.

T_cam – T_ad = 27 – 26

= 1

T_b - T_cam =100 – 27

=73

C_b =

= 0,318 kal/gr

Ø Rata-rata panas jenis kuningan

= 0,34 kal/gr

Ø Standar deviasi

SD =

= 0,07

Ø % error =

x 100 %

= 20,59 %

Ø Nilai Pendekatan

a. Nilai pendekatan maksimal

Np = SD +

= 0,07 + 0,34

. = 0,41 kal/gr

b. Nilai Pendekatan Minimum

Np = SD -

= 0,07 – 0,34

= -0,27 kal/gr

3. Panas Jenis Tembaga

a. Massa air dingin = (m_a + k) – (m_k)

= 535,0– 463,8

= 71,2 gram.

Massa benda = 21,8 gram.

T_cam – T_ad = 29 – 26

= 3

T_b - T_cam =100 – 29

=71

C_b =

= 0,57 kal/gr

b. Massa air dingin = (m_a + k) – (m_k)

= 610,8– 463,8

= 147 gram.

Massa benda = 21,8 gram.

T_cam – T_ad = 27 – 26

= 1

T_b - T_cam =100 – 27

=73

C_b =

= 0,23 kal/gr

c. Massa air dingin = (m_a + k) – (m_k)

= 743,8 – 463,8

= 280 gram.

Massa benda = 21,8 gram.

T_cam – T_ad = 27 – 26

= 1

T_b - T_cam =100 – 27

=73

C_b =

= 0,3117 kal/gr

Ø Rata-rata panas jenis tembaga

= 0,37 kal/gr

Ø Standar deviasi

SD =

= 0,1775

Ø % error =

x 100 %

= 47,973 %

Ø Nilai Pendekatan

a. Nilai pendekatan maksimal

Np = SD +

= 0,1775 + 0,37

. = 0,5475 kal/gr

b. Nilai Pendekatan Minimum

Np = SD -

= 0,1775 – 0,37

= -0,1925 kal/gr

G. PEMBAHASAAN

Praktikum ini bertujuan untuk mengaplikasikan prinsip Azas Black untuk menghitung panas jenis benda padat, serta bertujuan untuk mempelajari prinsip kerja calorimeter. Bahan-bahan yang digunakan sebagai percobaan adalah batang besi, batang tembaga, dan batang kuningan. Rumus yang digunakan untuk menghitung panas jenis (Cb) yaitu:

C_b =

Dimana Cb adalah panas jenis atau kalor jenis benda, m_ad adalah massa air dingin dan c adalah kalor jenis air yang sudah ditetapkan sebesar 1 kal/gr

. T_cam merupakan suhu campuran antara air dan benda yang sudah dicelupkan ke dalam air panas, T_ad merupakan suhu awal atau suhu air dingin sebelum di panaskan, serta Tb adalah suhu benda.

adalah harga air calorimeter yang sudah didapatkan pada percobaan pertama.

dapat di cari dengan terlebih dahulu mengetahui massa air dingin, massa air panas, suhu air dingin suhu air panas beserta suhu campurannya. Setelah diketahui semuanya, harga air calorimeter dapat dicari dengan rumus:

Pada percobaan ini, besar nilai rata-rata harga air (

calorimeter yang didapatkan adalah 216,092 kal/

. Nilai

ini bisa dikatakaan terlalu besar untuk mencari panas jenis suatu benda padat sehingga dapat mempengaruhi nilai kalor jenisnya.

Tiga benda yang digunakan pada percobaan ini telah didapatkanbesar nilai dari kalor jenis masing-masing benda tersebut. Besar nilai kalor jenis besi yang didapat adalah 0,264 kal/gram

, dan kalor jenis kuningan sebesar 0,34 kal/gram

, serta kalor jenis tembaga sebesar 0,28 kal/gr

. Dari ketiga benda tersebut yang paling besar nilai kalor jenisnya adalah kuningan, karena suhu yang diserap kuninganpada air panas lebih tinggi daripada tembaga dan besi. Akan tetapi, berdasarkan teori, batang besi saharusnya memiliki suhu yang lebih tinggi daripada kuningan. Dapat dikatakan bahwa percobaan yang dilakukan kali in salah, dan dapat dibuktikan juga dengan melihat persentase kesalahn praktikum yang didapatkan. Pada besi dihasilkan % error sebesar 90,15 %, ini membuktikan bahwa percobaan yang dilakukan salah karena hamper mencapai 100% dalam melakukan kesalahan pada praktikum. Pada kuningan didapatkan %error sebesar 20,59% dan pada tembaga didapatkan sebesar 96,4%.

Pada praktikum kali ini, dapat dikatakan semuanya hamper salah yang dapat kita lihat dari %error yang didapatkan termasuk dalam menentukan besarnya nilai H air, yang didaapatkan % errornya sebesar 90%.

H. PENUTUP

1. Kesipulan

a. Kalor jenis zat padat dapat dicari dengan menentukan besarnya massa air, suhu campuran, suhu air dingin, harga air calorimeter, suhu benda serta masa benda kemudiandihitung dengan menggunakan rumus yang berdasarkan prinsip Azas Black yaitu Q lepas = Q terima:

C_b =

b. Harga air yang di dalam calorimeter dapat dicari dengan menggunakan rumus:

2. Saran

Para praktikan seharusnya lebih teliti dalam melakukan praktikum kali ini terutama pada saat mengukur suhu, agar tidak terjadi kesalahan-kesalahan yang mengakibatkan hasil pengamatan tidak sesuai dengan teori.

DAFTAR PUSTAKA

Anonym. 2008. Suhu. http://id.wikipedia.org/wiki/suhu. diunduh pada hari rabu, 09 November 2011 pada jam 15.00 WIB.

Halliday. 1995. Dasar-dasar Fisika.Tangerang: Binarupa Aksara Publisher.

Sears, Weston. 1962. College Physic. Tokyo: Addison-Wesley Publishing Compani INC.

Soedjono, Petter. 2004. Fisika Dasar. Yogyakarta: Andi Offset.

Cari Blog Ini

HARUS BISA!!!

Kalorimeter

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Kesetimbangan Gaya

Bandul Matematis