Artikel Kalorimeter [PDF]

Citation preview

lOMoARcPSD|17135051



Artikel( Kalorimeter) Fisika Dasar II (Universitas Jember)



Studocu is not sponsored or endorsed by any college or university Downloaded by Harya Dimas Hendrasmara ([email protected])



Jurnal ILMU DASAR, Vol 1 No. 1, Desember 2021 : 1-3



1



Analysis Of The Heat Of Type Of Materials And The Heat Of Merchantability By Using A Calorimerter Analisis Kalor Jenis Bahan Serta Kalor Lebur Es Dengan Memakai Kalorimerter Rakhmat Surya Sumirat Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Jember Jl . Kalimantan Tegalboto No.37, Krajan Timur , Kec . Sumbersari, Kabupaten Jember , Jawa Timur 68121 Email: [email protected]



ABSTRAK Hasil penelitian dianalisis untuk mengetahui kapasitas kalor jenis ahan dan kalor leleh es. Pengukuran dalam penelitian ini menggunakan alat indera seperti kalorimeter termometer alok logam pemanas listrik dan timangan. Kapasitas kalor jenis ahan dipengaruhi dengan cara mengukur suhu kuus temaga esi dan kuningan yang dimasukkan ke dalam kalorimeter sedangkan untuk menentukan kalor es yang meleleh dengan cara mengukur suhu air yang dicampur dengan es dan diaduk dalam kalorimeter. Metode yang digunakan untuk menentukan nilai kalor dan huungannya dengan nilai densitas adalah dengan menggunakan prinsip hitam. Panas pelelehan es dapat ditentukan dengan uji pertukaran panas kalorimeter.



ABSTRACT The results of the research were analyzed to determine the specific heat of the material and the heat of melting ice. Measurements in this study use senses such as calorimeters, thermometers, metal cubes, electric heaters and scales. The specific heat of the material is affected by measuring the temperature of the cube of copper, iron and brass that is inserted into the calorimeter, while to determine the heat of melting ice by measuring the temperature of water mixed with ice and stirred in the calorimeter. The method used to determine the calorific value and its relationship to the density value is to use the black principle. The heat of melting of ice can be determined using a heat exchange experiment in a calorimeter. Keywords: analysis, calorimeter , specifice heat , heat of fusion



Downloaded by Harya Dimas Hendrasmara ([email protected])



2 Analisis Kalor Jenis Bahan Serta Kalor Lebur Es Dengan Memakai Kalorimeter



PENDAHULUAN/INTRODUCTION Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk menentukan (mengukur) kalor. Pengukuran ini digunakan untuk menentukan kapasitas panas spesifik suatu zat. Panas jenis zat yang diketahui jumlah panas yang diserap atau dilepaskan dapat dihitung dengan mengukur peruahan suhu. Kalorimeter terdiri dari ejana logam yang kalor jenisnya diketahui. Tangki ditempatkan di tangki lain dengan cara memisahkan (tanpa kontak langsung) antara kedua tangki dengan isolasi yang mencegah pertukaran panas dengan udara luar. (Purwoko, 2007). Kapasitas panas spesifik suatu ahan menunjukkan kemampuan suatu ahan untuk menyerap atau melepaskan panas. Semakin tinggi nilai panas spesifik semakin uruk kemampuan material untuk menyerap atau mengeluarkan panas. Semakin rendah nilai panas spesifik semakin aik kemampuan material untuk menyerap atau mengeluarkan panas. Kaca memiliki kalor jenis yang leih rendah daripada styrofoam sehingga leih cepat menyerap atau melepaskan panas. Di sisi lain usa polistiren memiliki panas spesifik yang leih tinggi sehingga menyerap atau melepaskan panas leih lamat. (Widyastuti, 2019). Menurut Petrucci Ralph H. (1) pertukaran panas adalah dasar dari teknik yang dikenal seagai kalorimetri yang merupakan metode kuantitatif pertukaran panas. Untuk mengukur jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat digunakan kalorimeter. Salah satu kegunaan penting kalorimeter adalah untuk menentukan kalor jenis suatu zat. Dalam teknik yang dikenal seagai "metode campuran" sampel zat yang dipanaskan hingga suhu tinggi diukur secara akurat dan ditempatkan dengan cepat ke dalam kalorimeter air dingin. Panas yang hilang dalam sampel akan diterima oleh air dan kalorimeter. Dengan mengukur suhu akhir campuran panas jenis zat dapat dihitung (Hasyim, 2019). Zat yang ditentukan kalor jenisnya dipanasi sampai suhu tertentu. Dengan cepat zat itu dimasukkan kedalam kalori meter yang berisi air dengan suhu dan massanya sudah diketahui. Kalori meter diaduk sampai suhunya tidak berubah lagi. Dengan menggunakan hukum kekekalan energy, kalor jenis yang dimasukkan dapat dihitung (Syukri, 2009)



METODE/ METHODS Alat dan ahan yang digunakan dalam penelitian untuk menentukan kapasitas kalor jenis ahan dan kalor leleh es adalah kalorimeter termometer pemanas listrik alok logam timangan dan ahan yang digunakan adalah air dan es. Kalorimeter digunakan untuk mengukur jumlah panas (kalor) yang terliat dalam peruahan atau reaksi kimia. Termometer digunakan untuk mengukur suhu atau suhu serta peruahan suhu. Pemanas listrik digunakan untuk menguah energi listrik menjadi panas. Blok logam adalah ahan yang digunakan untuk mengukur panas. Timangan



(Rakhmat Surya Sumirat )



digunakan untuk mengukur massa enda atau logam yang digunakan di laoratorium. Es dan air adalah ahan yang digunakan untuk mengukur panas. Prosedur kerja untuk menentukan kalor jenis bahan yaitu Timbang kalorimeter dan pengaduk secara bersama-sama, dicatat sebagai mk. Kalorimeter diisi dengan air, kemudian ditimbang dan dicatat sebagai mak maka ma= mak-mk. Kalorimeter dimasukkan ke dalam bejana pelindung, kemudian ditutup. Termometer dipasang dan dibaca suhu awal air sebagai Ta. Bahan (balok tembaga) ditimbang yang akan ditentukan kalor jenisnya sebagai mb. dipanaskan bahan tersebut di dalam pemanas hingga mencapai suhu tertentu 0(minimal 75 C). Suhu dicatat benda sebagai Tb, kemudian dengan cepat dimasukkan ke dalam kalorimeter dan ditutup rapat-rapat. Selanjutnya diaduk dengan perlahan menggunakan pengaduk yang telah diberi isolasi. Suhu air perlahan- lahan akan naik kemudianturun lagi. Suhu tertinggi dicatat yang diperoleh (Tc). Diulangi percobaan di atas (langkah 1 – 7) sebanyak 3 kali. Selanjutnya diulangi langkah yang sama untuk jenis bahan yang berbeda (balok kuningan). Untuk menentukan kalor jenis bahan dapat menggunakan rumus sebagai berikut :



Prosedur kerja untuk menentukan kalor lebur es yaitu kalorimeter dan pengaduk ditimbang secara bersama-sama, lalu dicatat sebagai mk. Kalorimeter diisi dengan sejumlah air (± /3 volume kalorimeter), kemudian ditimbang dan dicatat sebagai mak, maka ma = mak - mk. Dipanaskan air bersama kalorimeter tersebut hingga suhunya sekitar 70oC. Dicatat sebagai Ta. Kalorimeter diangkat dengan cepat dan masukkan ke dalam bejana pelindung. Sepotong es yang telah disiapkan dimasukkan ke dalam kalorimeter, tutup rapat- rapat dan aduk pelan-pelan. Suhu seimbang dicatat yang diperoleh sebagai Tc. Massa air ditimbang, kalorimeter dan es tersebut (mc) sehingga diperoleh massa es mes= mc – mak. selanjutnya diulangi langkah yang sama untuk mendapatkan 3 kali pengulangan. Untuk menentukan kalor lebur es dapat menggunakan rumus sebagai berikut :



Downloaded by Harya Dimas Hendrasmara ([email protected])



Jurnal ILMU DASAR, Vol 1 No. 1, Desember 2021 : 1-3



HASIL DAN PEMBAHASAN/RESULTS AND DISCUSSION Tabel 4-1 menyajikan hasil dari penentuan kalor jenis bahan. Bahan yangdiukur kalornya yaitu tembaga, kuningan, dan besi. Nilai kalor jenis masing-masing bahan pada hasil perbandingannya berbeda. hal ini disebabkan karena kalor jenis bahan yang berbeda antara satu bahan dengan bahan lain membuktikan bahwa jenis bahan mempengaruhi kalor jenisnya. Satu bahan yang sama juga memberikan perbedaan besar kalor jenis jika suhunya berbeda . Tabel tersebut menunjukan dan memberikan hasil kalor jenis yang paling besar adalah besi , tembaga , dan kuningan. Kalor jenis bahan merupakan energi maka dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Berdasarkan hukum kekekalan energi maka dapat berubah menjadi energi kalor , begitu sebaliknya energi kalor dapat berubah menjadi energi kalor ( Buerche, 2006 ) Tabel 1 . Kalor Jenis Bahan No



Nama Bahan



Kalor Jenis Cb ( kal / goC )



1



Tembaga



149



2



Kuningan



125



3



Besi



163



Ketika panas ditambahkan pada suatu zat, atau diambil dari zat tersebut terdapat dua kemungkinan yang terjadi pada zat tersebut. Pertama terjadi perubahan suhu, dan kedua terjadi perubahan wujud. Pada saat terjadi perubahan wujud, suhu zat akan konstan. Dalam penelitian ini, es dengan massa e, yang diasumsikan berada pada suhu leburnya yakni 0oC (tekanan 70 cmHg) dicampurkan dengan air cair yang bermassa m dan bersuhu 𝑇0. Pencampuran terjadi dalam kalorimeter seperti yang disebutkan di atas. Setelah semua es melebur menjadi air, suhu sistem menjadi 𝑇𝐴, yang dalam pengamatan suhu 𝑇𝐴 ini merupakan suhu terendah selama proses percobaan dan hasilnya disajikan pada tabel 4-2. Sesuai dengan persamaan (1) (Purwadi, 2005). Kalor yang dilepaskan oleh air dan kalorimeter adalah 㕄𝑙㕒𝑝𝑎𝑠 = 𝑚 𝑐 (𝑇0 − 𝑇𝐴) +(𝑇0 − 𝑇𝐴)........(5)



3



㕄𝑠㕒𝑟𝑎𝑝 = 㕒𝐿 + (𝑇𝐴 −0) = 㕒𝐿 +㕒𝑐𝑇𝐴 .................(6) dan jika persamaan (5) dan (6) disamakan, maka diperoleh kalor peleburan es besarnya 𝐿 = {(𝑚𝑐 + 𝐻𝐾)(𝑇0 − 𝑇𝐴)⁄㕒} – 𝑐𝑇𝐴............ (7) Tabel 2. Kalor Lebur Es Nama Bahan



Kalor Lebur L (kal/oC)



Es



88,82



Dari percobaan yang telah dilakukan dan dituliskan hasilnya dalam bentuk tabel di atas hasil dan pengamatan, maka dapat diketahui jenis bahan berpengaruh terhadap kalor jenis yang dihasilkan nantinya. Seperti yang dapat dilihat ditabel. Setiap bahan yang berbeda menghasilkan besar kalor jenis yang bervariasi. Bahkan 1 bahan yang sama juga memberikan perbedaan besar kalor jenis jika suhunya berbeda. Dari tabel dapat dilihat yang paling besar adalah Besi , disusul kuningan dan terakhir tembaga. Untuk kalor jenis bahan. Ketiga benda yang diuji memiliki perbandingan yang konstan, kecuali pada tembaga. Di mana, kalor jenisnya terlampau jauh dari yang lainnya. Seperti terlihat pada tabel, tembaga pada percobaan pertama kalor jenisnya 150 dan percobaan kedua 154. Hasil tersebut jauh berbeda dengan yang lainnya yang masing- masing hanya naik atau turun 1. Selain dari tembaga, perbandingan kalor jenis dari ketiga bahan adalah konstan, artinya tidak terlalu jauh perbedaannya seperti yang terlihat pada tabel. Percobaan menentukan kalor jenis bahan suhu akhir mencapai hampir setengahdari suhu awal. Suhu akhirnya dari semua bahan hampir semuanya menunjukkan kisaran antar 30oC sampai paling besar 35oC. Suhu akhir yang paling besar dalam percobaan ini adalah suhu dari besi pada pengulangan kedua yaitu 50oC. Sedangkan untuk menentukan kalor lebur es, suhu akhirnya berkisar antara 52oC sampai 53oC dengan suhu awalnya 70oC.



Sedang, kalor yang diterima oleh es adalah



Downloaded by Harya Dimas Hendrasmara ([email protected])



4 Analisis Kalor Jenis Bahan Serta Kalor Lebur Es Dengan Memakai Kalorimeter Surya Sumirat )



KESIMPULAN/CONCLUSION Dari penelitian yang sudah dilakukan, dan dengan analisis dan pembahasan yang sudah diuraikan secara panjang lebar, dapat disimpulkan sebagai berikut:



a.



b.



Kalor jenis merupakan banyaknya kalor yang diperlukan sebuah zat untuk menaikkan suhu satu gram zat tersebut sebesar satu derajat Celcius. Metode yang digunakan dalam penentuan nilai kadar kalor serta hubungannya dengan nilai densitas adalah dengan menggunakan asas black. Kalor peleburan es dapat ditentukan melalui eksperimen pertukaran kalor dalam kalorimeter yang didasarkan pada azas Black. Perlakuan koreksi Newton menghasilkan nilai kalor peleburan es yang lebih baik dibandingkan dengan nilai yang dihasilkan tanpa koreksi Newton.



UCAPAN TERIMAKASIH/ACKNOWLEDGMENT



(Rakhmat



Istimono., Pratiwi, dkk. 2017. Penetapan Nilai Kalori Dalam Batubara Dengan Kalorimeter PARR 6200. Jurnal Sains Natural Universitas Nusa Bangsa. (7)2 : 25-27. Keenan. 1980. Fisika untuk Universitas Jilid 1. Jakarta: Erlangga.. Purwadi. B, dkk. 2005. Pengukur Kalor Dakar pada Beragam Merek Mie Instan Menggunakan Kalorimeter. JurnalFisika Indonesia. 2(6) : 45-50. Syukri, S. 1999. Fisika Dasar 1. Bandung: ITB. Tazi.I, S.Sulistina. 2011. Uji Kalor Bahan Bakar Campuran Bioetanol dan Minyak Goreng Bekas. Jurnal Neutrino. 3(2): 13-15. Widyastuti,



Ishafit.2019. Penentuan Kalor Jenis Bahan menggunakan Metode Pendinginan Newton dan Sensor Suhu DS18B20 Berbasis Arduino Uno. Jurnal Riset dan Kajian PendidikanFisika. 6(2): 6-10.



Ucapan terimakasih saya sampaikan kepada asisten praktikum kak Ila Nur Alifah Islami yang telah mendampingi selama praktikum fisika dasar dengan penuh sabar dan dapat menjelaskan dengan baik . Tak lupa pula saya ucapkan terimakasih kepada bapak Lutfi selaku pengampu praktikum fisika dasar.



DAFTAR PUSTAKA Bueche, Frederick dan Eugene Hectil. 2006. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh. Jakarta : Erlangga. Hasyim. F. 2019. Analisis Respon Siswa Terhadap Penggunaan KIT Kalorimeter dalam Pembelajaran IPA Pokok Bahasan Kalor. Jurnal Berkala Ilmiah Pendidikan Fisika. Vol: 3(7).



Downloaded by Harya Dimas Hendrasmara ([email protected])