![(3334200006) (06) (Aa) (10 03) [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/3334200006-06-aa-10-03.jpg)
17 0 967 KB
Tanggal Revisi
Nilai
Tanggal Terima
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR PANAS JENIS & KALORIMETER
Disusun Oleh:
Nama Praktikan
: Wulan Nurhidayati
NIM
: 3334200006
Jurusan
: Teknik Metalurgi
Grup
: F5
Rekan
: 1. Bachtiar Zuhdi Alfarizi 2. Rifki Makarim 3. Syahril Hakiki
Tgl. Percobaan
: 10 April 2021
Asisten
: Amalia Anugerah Mahallany
LABORATORIUM FISIKA TERAPAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA CILEGON – BANTEN 2021 Jl. Jenderal Sudirman Km. 03 Cilegon 42435 Telp. (0254) 385502, 376712 Fax. (0254) 395540 Website: http://fisdas.untirta.ac.id Email: [email protected]
ABSTRAK
Setiap bahan memiliki panas jenis dan kalor jenis. Panas jenis ialah kapasitas panas suatu bahan atau benda tiap satuan massanya. Sedangkan, kalor jenis ialah kemampuan suatu bahan untuk menerima atau melepas kalor. Kalor suatu bahan dapat ditentukan menggunakan kalorimeter. Tujuan percobaan ini ialah untuk menentukan kalor jenis benda menggunakan kalorimeter. Aplikasi industri yang menggunakan
kalorimeter
contohnya
menggunakan
kalorimeter
bom.
membakar
Prosedur
singkat
limbah
kelapa
percobaan
ini
sawit ialah
penimbangan kalorimeter kosong, kubus materi 1 dan 2, serta pengaduk sebanyak 3 kali. Lalu, isi kalorimeter dengan ½ bagian air dan timbang. Lalu pasangkan termometer pada kalorimeter namun jangan sampai menyentuh dasarnya dan tutup rapat. Kemudian, baca suhu kalorimeter sebagai suhu awal. Letakkan gelas kimia yang berisi air 175 mL di atas kompor, lalu gantungkan kubus materi 1 dan termometer dengan nilon pada statif. Pastikan keduanya tercelup dalam air dalam gelas kimia, lalu pindahkan kubus materi ke dalam kalorimeter yang berisi ½ air dan tutup rapat kalorimeter. Kemudian, nyalakan stopwatch dan aduk air dalam kalorimeter, lalu amati perubahan suhu setiap 15 detik selama 300 detik. Setelah selesai ganti air kalorimeter dan lakukan langkah yang sama untuk percobaan kubus materi 2. Hasil percobaan ini ialah kalor jenis kubus materi besi dan kubus materi tembaga berturut-turut sebesar 479,69 J/kg
Kata kunci : Kalor, Kalorimeter, Panas ii
dan 419,90 J/kg .
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i ABSTRAK ............................................................................................................. ii DAFTAR ISI ......................................................................................................... iii DAFTAR TABEL ................................................................................................. v DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vi DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... vii BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1 1.2 Tujuan Percobaan .................................................................................. 1 1.3 Batasan Masalah .................................................................................... 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA........................................................................... 2 2.1 Suhu ....................................................................................................... 2 2.2 Panas...................................................................................................... 2 2.3 Kalor dan Jenis-Jenisnya ....................................................................... 3 2.4 Hukum Kekekalan Energi Kalor ........................................................... 5 2.5 Kapasitas Kalor dan Kalor Jenis ........................................................... 5 2.6 Kalorimeter dan Jenisnya ...................................................................... 6 2.7 Jenis Perpindahan Kalor ........................................................................ 8 2.7.1 Perpindahan Konduksi ................................................................ 9 2.7.2 Perpindahan Konveksi ................................................................ 9 2.7.3 Perpindahan Radiasi .................................................................... 9 BAB III METODE PERCOBAAN .................................................................... 11 3.1 Diagram Alir ....................................................................................... 11 3.2 Prosedur Percobaan ............................................................................. 12 3.3 Alat-Alat yang Digunakan .................................................................. 13 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 15 4.1 Hasil Percobaan ................................................................................... 15 iii
4.1.1 Ralat Langsung .......................................................................... 15 4.1.2 Ralat Tidak Langsung ............................................................... 16 4.2 Pembahasan ......................................................................................... 18 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 25 5.1 Kesimpulan.......................................................................................... 25 5.2 Saran .................................................................................................... 25 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 26 LAMPIRAN A. PERHITUNGAN ....................................................................... 27 LAMPIRAN B. JAWABAN PERTANYAAN DAN TUGAS KHUSUS ........... 30 LAMPIRAN C. GAMBAR ALAT YANG DIGUNAKAN ................................. 33 LAMPIRAN D. BLANGKO PERCOBAAN ....................................................... 36
iv
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
Tabel 4.1 Hasil Percobaan Panas Jenis dan Kalorimeter ...................................... 15 Tabel 4.2 Ralat Langsung Massa Kalorimeter Kosong ........................................ 15 Tabel 4.3 Ralat Langsung Massa Pengaduk ......................................................... 15 Tabel 4.4 Ralat Langsung Massa Kalorimeter+1/2 Bagian Air ............................ 16 Tabel 4.5 Ralat Langsung Massa Kubus Materi 1 (Besi) ..................................... 16 Tabel 4.6 Ralat Langsung Massa Kubus Materi 2 (Tembaga).............................. 16
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
Gambar 3.1 Diagram Alir Percobaan Panas Jenis dan Kalorimeter ..................... 12 Gambar C.1 Benang Nilon .................................................................................... 35 Gambar C.2 Gelas Kimia ...................................................................................... 35 Gambar C.3 Kalorimeter ....................................................................................... 35 Gambar C.4 Kompor Listrik ................................................................................. 35 Gambar C.5 Kubus Materi .................................................................................... 34 Gambar C.6 Neraca Digital ................................................................................... 34 Gambar C.7 Statif.................................................................................................. 34 Gambar C.8 Stopwatch ......................................................................................... 34 Gambar C.9 Termometer ...................................................................................... 35
vi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
Lampiran A. Perhitungan ...................................................................................... 27 Lampiran B. Jawaban Pertanyaan dan Tugas Khusus ......................................... 30 B.1 Jawaban Pertanyaan ..................................................................... 30 Lampiran C. Gambar Alat yang Digunakan ......................................................... 34 Lampiran D. blangko percobaan ........................................................................... 36
vii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Panas dan kalor sama-sama energi. Panas merupakan energi yang dimiliki oleh benda pada suhu tinggi. Sedangkan, kalor ialah energi perpindahan akibat adanya perubahan suhu. Dalam hal ini kalor dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain. Biasanya kalor mengalir dari benda yang suhunya tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah. Setiap bahan memiliki panas dan kalornya masingmasing. Setiap bahan memiliki panas jenis dan kalor jenis, panas jenis ialah kapasitas panas suatu bahan tiap massanya dan kalor jenis merupakan kemampuan unruk melepas atau menerima kalor. Jika benda memiliki kalor jenisnya kecil cenderung akan mudah panas disbanding benda yang memiliki kalor jenis yang besar. Penerapan percobaan ini dalam industri ialah seperti untuk penentuan kalor jenis benda yang digunakan dalam proses industry ataupun pembakaran. Oleh karena itu, prinsip pada percobaan ini sangat penting dalam kehidupan sehari-hari dan untuk dapat memahami prinsip kerja kalorimeter dalam penentuan kalor jenis benda maka dilakukan percobaan ini. Dengan demikian, kita dapat memahami konsep kalorimeter, sehingga kita dapat menentukan nilai kalor jenis berbagai jenis bahan khususnya logam. 1.2 Tujuan Percobaan Tujuan percobaan ini ialah untuk menentukan kalor jenis benda menggunakan kalorimeter. 1.3 Batasan Masalah Batasan masalah pada percobaan ini ialah ada variabel bebas dan variabel terikat. Variabel bebasnya ialah jenis benda yang digunakan. Sedangkan variabel terikatnya ialah kalor jenis bendanya.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Suhu Termodinamika yaitu ilmu yang mempelajari aplikasi dari energi panas (termal) yang lebih dikenal sebagai energi dalam sistem, salah satu konsep utama dari termodinamika adalah temperature (suhu) (Haliday,2010:514). Suhu adalah salah satu dari tujuh besaran pokok SI, fisikawan mengukur suhu dalam skala Kelvin yang unit satuannya disebut Kelvin. Suhu dikenal sebagai ukuran panas atau dinginnya suatu benda. Semakin tinggi suhu suatu benda maka benda tersebut akan tersebut akan terasa dingin. Bila sebuah benda dipanaskan atau didinginkan, sebagian dari sifat fisisnya berubah. Salah satu contoh jika sebuah konduktor listrik dipanaskan, maka resistansi listriknya berubah. Sifat fisis yang berubah dengan temperatur dinamakan sifat termometrik [1]. Suhu suatu benda adalah ukuran kemampuan benda untuk mentransfer energi sebagai panas. Dua buah benda dengan suhu yang berbeda saling bersentuhan, energi akan ditransfer sebagai panas dari suhu yang lebih tinggi ke yang suhu yang lebih rendah. Salah satu cara untuk mengukur suhu adalah dengan termometer. Terdapat aspek penting pada energi panas dan suhu yaitu suhu menentukan arah transfer energi panas. Semakin tinggi suhu benda yang diberikan, energi panasnya semakin besar (energi yang berkaitan dengan gerakan molekul) dari atom, ion atau molekul. Bentuk energi apapun yang memungkinkan diserap sistem untuk menaikkan tenaga gerak molekulnya berarti menaikkan suhunya (Suwandi,1995) [2]. 2.2 Panas Panas merupakan suatu energi yang ditransformasikan sebagai akibat adanya perbedaan suhu. Energi panas selalu berpindah dari sistem panas ke sistem dingin. Bila diamati dalam tingkat molekuler, energi kinetik rata-rata molekul pada sistem bersuhu tinggi lebih besar daripada energi kinetik rata-rata molekul pada sistem
3
bersuhu rendah. Akibat perpindahan energi panas dari sistem yang bersuhu tinggi ke sistem yang bersuhu rendah, molekul-molekul pada sistem bersuhu tinggi akan kehilangan energi kinetik dan suhunya akan menjadi lebih kecil (Bird,1993) [2]. Transfer energi panas akan berhenti bila dua benda tersebut suhunya sama. Energi dari suatu benda dapat diubah dengan transfer energi ke objek lain dalam bentuk panas. Jadi, jumlah panas yang dihasilkan dan pekerjaan yang dilakukan sama dengan perubahan energi. Panas merupakan salah satu bentuk energi ekstensif artinya bergantung pada jumlah zat. Jumlah (kuantitas) panas biasnya diberi symbol q dan besarnya bergantung pada tiga faktor yaitu suhu, jenis zat dan banyaknya zat. Satuan SI untuk panas adalah Joule, satuan lain panas yaitu Kalori (1 Joule = 0,239 Kalori) yang telah digunakan sejak lama (Bird,1993) [2]. 2.3 Kalor dan Jenis-Jenisnya Kalor menurut Zemansky dan Dittman (1986:76) diilustrasikan bila dua sistem yang temperaturnya berbeda-beda dipersatukan bersama, maka temperatur akhir yang dicapai oleh kedua sistem tersebut berada di antara dua temperatur permulaan tersebut. Perubahan temperatur yang lazim sebagai perpindahan sesuatu dari sebuah benda pada tempertur yang lebih tinggi ke sebuah benda pada temperatur yang lebih rendah. Dan sesuatu ini dinamakan kalor. Kalor dapat didefinisikan sebagai proses transfer energi dari suatu zat ke zat yang lainnya dengan diikuti perubahan temperatur. Sehingga dapat disimpulkan kalor merupakan suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya [3]. Kalor didefinisikan sebagai suatu bentuk energi yang dapat berpindah atau mengalir dari benda yang memiliki kelebihan kalor menuju benda yang kekurangan kalor. Kalor biasanya dinayatakan dalam suhu. Satuan kalor di dalam satuan internasional yaitu Joule, satuan kalor lainnya ialah kalori. 1 kalori didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan sebanyak 1 kg air sebesar 1 . 1 kalori = 4,2 Joule dan 1 Joule = 0,24 Kalori (anonym 2015). Besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda atau zat bergantung pada 3 faktor yaitu massa zat, jenis zat(Kalor Jenis) dan perubahan suhu [4]. Sehingga secara sistematis dapat dirumuskan sebagai berikut :
4
…………………………..2.1 Dimana : Q = Kalor yang dibutuhkan (J) m = Massa benda (kg) c = Kalor Jenis (J/kg ) = Perubahan suhu
)
Kalor dapat menaikkan atau menurunkan suhu. Semakin besar kenaikan suhu maka kalor yang diterima semakin banyak. Semakin kecil kenaikan suhu maka kalor yang diterima semakin sedikit. Maka hubungan kalor (Q) berbanding lurus atau sebanding dengan perubahan suhu (
) jika massa (m) dan kalor jenis zat (c)
tetap (Herman,2015:2). Semakin besar massa zat (m) maka kalor yang diterima semakin banyak. Semakin kecil massa zat (m) maka kalor yang diterima semakin sedikit. Maka hubungan kalor (Q) berbanding lurus atau sebanding dengan kalor jenis zat (c) jika kenaikan suhu (
) dan massa zat (m) tetap [4].
Kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis yaitu kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu dan kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten). Persamaan yang digunakan dalam kalor laten ada dua macam yaitu Q = m.U dan Q = m.L. dengan U adalah kalor uap (J/kg) dan L adalah kalor lebur (J/kg) [4].
Gambar 2.1 Grafik Jenis-Jenis Kalor Pada grafik 2.1 digambarkan hubungan antara kalor (Q) dengan suhu (T), jika suatu zat pada suhu - diberi kalor akan mengalami kenaikan suhu (A) sehingga berlaku rumus Q = m.c.
. kemudian, mengalami perubahan wujud melebur (B)
5
yang berlaku rumus Q = m.L dan mengalami kenaikan suhu pada bentuk cair. Lalu mengalami perubahan wujud menguap (D) yang berlaku rumus Q =m.U [5]. 2.4 Hukum Kekekalan Energi Kalor Sumarsono (2009:150-151) mengemukakan dalam bukunya apabila dua zat atau lebih mempunyai suhu yang berbeda dan terisolasi dalam suatu system, maka kalor akan mengalir dari zat yang suhunya lebih tinggi ke zat yang suhunya lebih rendah. Sejumlah kalor yang hilang dari zat yang bersuuhu tinggi sama dengan kalor yang didapat oleh zat yang suhunya lebih rendah. Hal tersebut dapat dinyatakan sebagai Hukum Kekekalan Energi Kalor, yang berbunyi [3]: …………………………2.2 Persamaan tersebut berlaku pada pertukaran kalor, yang selanjutnya disebut Azas Black. Hal ini sebagai penghargaan bagi seorang ilmuwan dari Inggris bernama Joseph Black (1728-1799) [3]. Yang melepas kalor adalah benda yang suhunya tinggi dan yang menerima kalor adalah benda yang bersuhu rendah. Catatan yang harus selalu diingat jika menggunakan Azas Black adalah pada benda yang bersuhu tinggi digunakan (T1-Ta) dan untuk benda yang bersuhu rendah digunakan (Ta-T2) [6]. 2.5 Kapasitas Kalor dan Kalor Jenis Pengertian kapasitas kalor adalah energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu benda sebesar satu derajat. Jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan temperature suatu zat adalah sebanding dengan perubahan temperature dan massa zat, dapat dituliskan dalam persamaan [1] : …………………2.3 Simbol T1 dan T2 merupakan suhu awal dan akhir suatu benda, dengan satuan Celcius. Satuan kapasitas panas (C) memiliki satuan unit energi perderajat Celcius. Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu pada benda yang bermassa 1 kg sebesar 1 derajat celcius. Jika kalor jenis (c),untuk menaikkan atau menurunkan suhu suatu benda bermassa (m), dengan perubahan suhu (
) derajat celcius [1]. ……………………………………2.4
6
Dimana : C = Kapasitas kalor suatu zat (J/K) c = Kalor jenis zat (J
atau J
)
m = Massa zat (kg) Nilai c bergantung pada suhu (ada sebagian yang bergantung pada tekanan), untuk perubahan suhu yang tidak terlalu besar maka nilai c seringkali dapat dianggap konstan [1]. Kapasitas panas didefinisikan sebagai energi panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu zat dengan 1 K. Kapasitas panas juga bergantung pada suhu T, karena energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu zat dengan 1 K tergantung pada jumlah zat, kapasitas panas adalah jumlah luas. Kapasitas panas juga merupakan fungsi keadaan, misalnya, nilainya tergantung apakah pemanaasan zat tersebut pada volume konstan ( (
) atau pada tekanan konstan
) (Quarrie and John,1997). Ketika panas mengalir ke suatu zat, suhu zat
tersebut akan meningkat. Jumlah panas q menyebabkan terjadinya perubahan suhu pada zat tersebut dibutuhkan untuk membuat sebuah perubahan suhu zat apapun berbanding dengan massa zat dan perubahan suhu [7]. 2.6 Kalorimeter dan Jenisnya Energi yang melepas atau menyerap panas dalam proses kimia dan fisik dapat ditentukan dengan kalorimetri. Kalorimeter adalah alat untuk mengukur perpindahan energi sebagai energi panas. Perangkat yang paling umum digunakan untuk mengukur perubahan energi dalam adalah kalorimeter bom adiabatik pada tekanan konstan. Sedangkan kalorimeter tekanan konstan dapat digunakan untuk mengukur jumlah transfer energi panas pada kondisi tekanan konstan, yaitu perubahan entalpi pada reaksi kimia (Kotz et al,2011)[7]. Keenan (1980) menyatakan ada dua jenis kalorimeter, yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter larutan. Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat dalam reaksi kimia dalam sistem larutan, Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam Oksigen berlebih) suatu senyawa, bahan makanan dan bahan bakar. Kalorimeter bom terdiri dari tabung baja tebal
7
dengan tutup kedap udara. Alat yang lebih teliti untuk mengukur perubahan kalor adalah kalorimeter bom, yaitu suatu kalorimeter yang dirancang khusus sehingga system benar-benar dalam keadaan terisolasi. Umumnya digunakan untuk menentukan perubahan entalpi dari reaksi-reaksi pembakaran yang melibatkan gas. Di dalam kalorimeter bom terdapat ruang khusus tempat berlangsungnya reaksi yang di sekitarnya diselubungi air sebagai penyerap kalor. Meskipun sistem telah diusahakan terisolasi tetapi ada kemungkinan system masih dapat menyerap atau melepaskan kalor ke lingkungan, yang dalam hal ini lingkungannya adalah kalorimeter itu sendiri. Jika kalorimeter juga terlibat di dalam pertukaran kalor, besarnya kalor yang diserap atau dilepas oleh kalorimeter harus diperhitungkan. Kalor yang dilepas atau diserap oleh kalorimeter disebut dengan kapasitas kalor kalorimeter (
) [4]. Secara keseluruhan dirumuskan sebagai berikut. ………………2.5
Melville (2014:1) mengungkapkan bahwa pada pengukuran calorimeter, harus diusahakan agar suhu awal dan suhu akhir kalorimeter terletak simetris terhadap suhu kamar. Maksudnya apabila terjadi pelepasan kalor ke lingkungannya dan penyerapan kalor dari lingkungannya, maka kedua jumlah kalor ini sedapat mungkin harus sama sehingga salah ukur yang diakibatkannya menjadi serendah mungkin [3]. Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk menentukan kapasitas kalor, kapasitas kalor jenis, dan kapasitas kalor laten dari suatu benda atau bahan. Cara mendapatkan nilai kapasitas kalor calorimeter adalah dengan pemisalan sebuah kalorimeter terisi m1 gram air dingin pada suhu T2 derajat celcius ke dalam kalorimeter tersebut. Setelah diaduk dan dianggap setimbang ternyata suhu akhirnya adalah Ta derajat celcius. Untuk keadaan ini berlaku Azas Black : banyaknya kalor yang dilepaskan air panas = banyaknya kalor yang diterima air dingin dari kalorimeter [8]. Sehingga besarnya kapasitas kalor kalorimeter adalah : ……………..…2.5 Keterangan :
8
= massa air dingin (kg) massa air panas (kg) kalor jenis air ( J/kg
)
Kapasitas kalor kalorimeter ( J/ suhu air dingin (
)
suhu air panas (
)
suhu campuran
)
)
Kalor jenis suatu benda adalah kalor yang dibutuhkan atau dilepaskan untuk menaikkan atau menurunkan suhu tiap satuan massa benda tersebut 1
[8]. Cara
mendapatkan nilai kalor jenis suatu materi ialah menggunakan kalorimeter yaitu dengan persamaan : ……………2.6 Keterangan : = massa air dingin (kg) massa benda (logam) (kg) kalor jenis air ( J/kg
)
c = kalor jenis benda (logam) ( J/kg
)
Kapasitas kalor kalorimeter ( J/
)
suhu air dingin (
)
suhu benda (logam) ( suhu campuran
)
)
2.7 Jenis Perpindahan Kalor Perpindahan kalor terjadi karena adanya perbedaan suhu. Kalor mengalir secara spontan dari sebuah benda yang memiliki suhu yang lebih tinggi ke benda lain yang memiliki suhu lebih rendah. Jika pada benda 1 memiliki temperatur lebih tinggi daripada benda 2 dan kedua benda benda dihubungkan satu sama lain, maka temperature benda 1 akan mengalami penurunan serta temperatur benda 2 mengalami kenaikan sampai tercapai kesetimbangan termal. Berkaitan dengan perubahan temperatur tersebut dikatakan bahwa pada peristiwa itu terjadi
9
perpindahan kalor dari benda 1 ke 2. Perpindahan kalor tidak lain adalah suatu perpindahan energi (Sears dan Zemansky,2003) [1]. 2.7.1 Perpindahan Konduksi Pada konduksi energi panas ditransfer melalui interaksi antara molekul-molekulnya, walaupun molekul-molekul tersebut tidak berpindah. Perpindahan konduksi hanya terjadi jika terdapat prbedaan temperature dan berlaku pada benda konduktor. Konduktor merupakan benda yang mudah menghantarkan panas umumnya benda konduktor terbuat dari logam. Ketika sebuah sebatang besi dipanaskan pada salah satu ujungnya, pada ujung lainnya akan terasa panas, walaupun tidak langsung bersinggungan dengan sumber kalor. Hal itu dapat dikatakan bahwa kalor telah terkonduksi dari ujung panas ke ujung dingin. Konduksi kalor pada banyak material dapat dijelaskan melalui tabrakan molekular. Pada satu sisi obyek dipanaskan, molekul pada daerah yang dipanaskan akan menjadi semakin cepat karena suhunya semakin tinggi. Kemudian pada saat molekul-molekul yang lebih cepat menabrak molekul-molekul yang lebih lambat, akan terjadi transfer energi kinetic dari molekul-molekul yang lebih cepat ke molekul-molekul yang lebih lambat tersebut. Energi kinetik tersebut dipindahkan oleh tabrakan molekular sepanjang obyek. Pada logam yang mengalami peristiwa konduksi adalah tabrakan dari elektron bebas di dalam logam [1]. 2.7.2 Perpindahan Konveksi Konveksi merupakan suatu proses transfer energi dengan pergerakan molekul dari satu tempat menuju tempat yang lain. Umumnya zat cair dan gas bukan penghantar kalor yang sangat baik, namun dapat mentransfer kalor cukup tepat. Contoh umum yaitu air dalam panic dipanaskan menggunakan kompor, arus konveksi terjadi yaitu air yang dipanaskan di bagian bawah panic mulai meningkat temperaturnya dan massa jenisnya akan berukurang, karena massa jenis air tersebut naik. Kemudian air yang memiliki temperature yang rendah akan turun dan begitu seterusnya [1]. 2.7.3 Perpindahan Radiasi
10
Radiasi adalah perpindahan panas tanpa zat perantara. Contoh paling mudah dari perpindahan panas secara radiasi adalah pancaran sinar matahari. Matahari memancarkan panasnya sehingga sampai ke permukaan bumi melalui ruang hampa. Di ruang hampa tidak ada zat yang dapat dilalui dan juga tidak ada zat yang dapat mengalir. Panas matahari tersebut sampai ke bumi secara langsung atau secara pancaran tanpa melalui zat perantara [6].
BAB III METODE PERCOBAAN
3.1 Diagram Alir Diagram alir percobaan panas jenis dan kalorimeter ini ialah sebagai berikut. Mulai
Mempersiapkan alat dan bahan
Mengikat salah satu kubus materi, missal balok besi-nilon
Menuangkan air 200 mL ke dalam gelas kimia Menimbang calorimeter kosong dan pengaduk sebanyak 3kali. Catat hasil penimbangannya.
Mengisi calorimeter dengan air sebanyak 125 mL dan timbang sebanyak 3 kali dan catat massanya.
Memasang calorimeter dan perlengkapannya. Gunakan thermometer untuk mengukur suhu calorimeter dan catat hasil suhu sebagai 𝑇0 . Menimbang kubus materi sebanyak 3 kali, catat hasil penimbangannya
Meletakkan gelas kimia berisi air 200 mL di atas pemanas elektrik
Memasukkan kubus materi ke dalam gelas kimia beserta thermometer dengan menggantungnya pada statif.
X
12
X
Memanaskan gelas kimia tersebut hingga mencapai suhu 90
Mencatat suhu air dalam gelas kimia sebagai suhu awal benda yang
dipanaskan (T=90 ). Membuka penutup calorimeter, dekatkan calorimeter sedekat mungkin dengan gelas kimia. Lalu angkat kubus materi dari dalam gelas kimia dan segera masukkan ke dalam calorimeter tutup lagi dengan rapat.
Mengaduk calorimeter sambil mengamati perubahan suhu pada thermometer. Catat suhu setiap 15 detik sekali hingga diperoleh suhu konstan atau maksimum, catat suhu akhir calorimeter sebagai Ta.
Melakukan langkah yang sama untuk menentukan kalor jenis kubus materi lain.
Data Pengamatan Literatur Pembahasan Kesimpulan
Selesai Gambar 3.1 Diagram Alir Percobaan Panas Jenis dan Kalorimeter 3.2 Prosedur Percobaan Prosedur percobaan ini ialah sebagai berikut. 1. Disiapkan alat yang diperlukan.
13
2. Diikat salah satu kubus materi, missal balok besi dengan tali nilon. 3. Dituangkan 200 mL air ke dalam gelas kimia. 4. Ditimbang calorimeter kosong dan pengaduknya sebanyak 3 kali. 5. Diiisi calorimeter dengan air sebanyak 125 mL dan timbang sebanyak 3 kali dan catat massanya. 6. Dipasang calorimeter dan perlengkapannya. Digunakannya thermometer untuk mengukur suhu calorimeter. 7. Dicatat hasil pengukuran suhu sebagai
atau suhu awal.
8. Ditimbang kubus materi sebanyak 3 kali. 9. Diletakkan gelas kimia 200 mL air di atas pemanas elektrik. 10. Dimasukkan kubus materi ke dalam gelas kimia beserta thermometer dengan menggantungkannya pada statif. 11. Dipanaskannya gelas kimia hingga mencapai suhu 90 . 12. Dicatat suhu air di dalam gelas kimia sebagai suhu awal benda yang dipanaskan (T = 90 .) 13. Dibukanya penutup calorimeter, didekatkan calorimeter sedekat mungkin dengan gelas kimia dan segera masukkan ke dalam calorimeter, kemudian tutup kembali dengan rapat. 14. Diaduk calorimeter sambil mengamati perubahan suhu yang ditunjukkan calorimeter. Catat suhu setiap 15 detik hingga diperoleh suhu yang konstan atau maksimum. Dicatat suhu akhir calorimeter sebagai Ta. 15. Dilakukannya langkah yang sama untuk menentukan kalor jenis kubus lainnya, (missal Kuningan, Tembaga atau aluminium). 3.3 Alat-Alat yang Digunakan Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini ialah sebagai berikut. 1. Batang statif 250 mm 2. Bos-head 3. Dasar statif 4. Gelas kimia 250 mL 5. Kalorimeter 6. Kaki statif
14
7. Kubus simetri 8. Neraca 9. Pemanas elektrik 10. Stopwatch 11. Tali nilon 12. Termometer
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Percobaan Hasil percobaan Panas Jenis dan Kalorimeter dapat dilihat pada Tabel 4.1 berikut. Tabel 4.1 Hasil Percobaan Panas Jenis dan Kalorimeter Jenis Kubus
Kalor Jenis
Kalor Jenis Literatur
% Error (%)
Materi
Perhitungan (J/kg )
(J/kg )
Besi (Fe)
479,69
460
4,28
Tembaga (Cu)
419,90
390
7,67
4.1.1 Ralat Langsung Ralat langsung pada percobaan ini ialah sebagai berikut. Tabel 4.2 Ralat Langsung Massa Kalorimeter Kosong ̅̅̅̅
N 1
0,0452
2
0,0453
3
0,0452
∑
0,1357
|
|
|
0 0,0452
S
SR(%)
̅̅̅̅
0
0,0001
0,15
0 0,0452
|
0
0
0,0001
Tabel 4.3 Ralat Langsung Massa Pengaduk ̅̅̅̅
N 1
0,0152
2
0,0153
3
0,0152
∑
0,0457
|
| 0
0,0152
|
0,0001
S
SR(%)
̅̅̅̅
0
0,0001 0
0,0152
|
0,15 0
0
16
Tabel 4.4 Ralat Langsung Massa Kalorimeter+1/2 Bagian Air ̅̅̅̅
N 1
0,1725
2
0,1725
3
0,1725
∑
0,5175
|
0,1725
0,1725
|
|
|
0
0
0
0
0
0
0
0
SR(%)
S
0
0
̅̅̅̅
0
0
Tabel 4.5 Ralat Langsung Massa Kubus Materi 1 (Besi) ̅̅̅̅
N 1
0,0625
2
0,0625
3
0,0625
∑
0,1875
|
0,0625
0,0625
|
|
|
0
0
0
0
0
0
0
0
SR(%)
S
0
0
̅̅̅̅
0
0
Tabel 4.6 Ralat Langsung Massa Kubus Materi 2 (Tembaga) ̅̅̅̅
N 1
0,0714
2
0,0714
3
0,0714
∑
0,2142
0,0714
0,0714
|
|
|
|
0
0
0
0
0
0
0
0
SR(%)
S
0
0
̅̅̅̅
0
0
4.1.2 Ralat Tidak Langsung Ralat tidak langsung pada percobaan ini ialah sebagai berikut. 1. Kubus Materi 1 (Besi) (
)
a. 0 00
0 0
0
17
(
b.
)
0 00
0
c.
(
d.
)
√(
e.
)
(
)
(
)
(
√ √ √
f. 2. Kubus Materi 2 (Tembaga) (
)
a. 0 00
0 0
0
)
18
(
b.
)
0 00
0
c.
(
d.
√(
e.
)
)
(
)
(
)
(
)
√ √ √
f. 4.2 Pembahasan Secara umum, kalor jenis ialah kemampuan suatu benda atau bahan untuk melepas atau menerima kalor. Kalor jenis suatu bahan dapat ditentukan menggunakan alat yang disebut kalorimeter. Kalorimeter terdiri dari 2 jenis yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana(larutan). Kalorimeter bom ialah untuk menentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran sempurna suatu senyawa, sedangkan kalorimeter larutan ialah untuk menentukan jumlah kalor yang diterima atau dilepaskan dengan sistem pada reaksinya adalah suatu larutan. Tujuan percobaan ini ialah untuk menentukan kalor jenis benda menggunakan kalorimeter. Pada percobaan ini, menggunakan kalorimeter larutan yang mana
19
sistemnya ialah larutan berupa air yang ada pada gelas kimia yang dipanaskan. Pada percobaan ini, kita akan menentukan kalor jenis benda yang berupa kubus materi Besi dan kubus materi Tembaga, kemudian memandingkan hasilnya dengan kalor jenis literatur besi dan tembaga. Pada percobaan ini dilakukan sebanyak 2 kali. Pada percobaan I penentuan kalor jenis kubus materi besi dan percobaan II penentuan kalor jenis kubus materi tembaga. Percobaan ini menggunakan beberapa alat yaitu kubus materi besi dan tembaga, kalorimeter, gelas kimia, termometer, benang nilon, stopwatch, kompor listrik, statif dan neraca digital. Adapun alat tersebut fungsinya secara singkat diantaranya kubus materi besi dan tembaga ialah yang akan ditentukan kalor jenisnya, kalorimeter sebagai tempat sistem yang akan diamati, gelas kimia berfungsi ketika pemanasan larutan berupa air saja, termometer digunakan untuk mengukur suhu awal kalorimeter dan suhu akhirnya, benang nilon berfungsi untuk menggantungkan kubus materi dan juga termometer pada statif, stopwatch untuk mengukur waktu ketika pengamatan suhu setiap 15 detik selama 300 detik, kompor listrik berfungsi alat yang memanaskan larutan yang ada pada gelas kimia, statif sebagai penyokong gantungan benang nilon tadi, dan neraca digital berfungsi untuk menimbang kalorimeter kosong ataupun kubus materinya. Prosedur percobaan ini yaitu pada percobaan I penentuan kalor jenis kubus materi Besi, siapkan alat yang akan digunakan. Setelah itu, kita menimbang kalorimeter kosong, kubus materi besi dan pengaduk sebanyak 3 kali penimbangan menggunakan neraca digital. Perlakuan 3 kali penimbangan ini bertujuan agar didapatkan hasil massa yang akurat. Kemudian, mengisi kalorimeter dengan setengah bagian air lalu menimbangnya. Penimbangan ini agar mendapat massa air untuk perhitungan nanti. Lalu, pasangkan termometer dan pengaduk pada bagian penutup kalorimeter serta tutup rapat kalorimeter tersebut yang mana termometer yang dipasangkan jangan sampai menyentuh dasar kalorimeter. Penutupan kalorimeter secara rapat ini bertujuan agar tidak adanya energi ataupun kalor yang masuk dan meminimalisir adanya perubahan suhu pada air dalam kalorimeter tersebut selama percobaan berlangsung serta perlakuan termometer yang dimasukkan dalam kalorimeter tidak menyentuh dasar
20
ertujuan agar ketika mengukur suhu termometer tidak terpengaruh dengan suhu kalorimeternya sehingga termometer itu hanya mengukur suhu airnya. Setelah itu, baca suhu yang tertera pada termometer tersebut, kemudian mencatat hasilnya sebagai suhu mula-mula air kalorimeter atau T0. Pengukuran suhu awal ini bertujuan untuk mengetahui adakah perubahan suhu yang terjadi selama percobaan dan untuk membandingkannya nanti terhadap suhu akhir jika memang terjadi perubahan suhu. Kemudian, letakkan gelas kimia yang berisi air sebanyak 175 mL di atas kompor listrik. Ini bertujuan untuk persiapan pemanasan larutannya. Setelah itu, gantungkan kubus materi besi dan termometer dengan benang nilon pada statif. Perlakuan penggantungan tersebut bertujuan agar memudahkan proses pencelupan keduanya dalam gelas kimia nanti. Kemudian, pastikan kubus materi besi dan termometer tersebut tercelup dalam air di gelas kimia, namun tidak mengenai dasar gelas kimianya. Perlakuan tidak mengenai dasar gelas kimia ini agar ketika pengukuran suhu pada saat pemanasan, suhu gelas kimia tidak berpengaruh terhadap hal itu. setelah itu, perhatikan nilai suhu pada kalorimeter yang berisi setengah air tadi, suhunya hingga mencapai 90 . Lalu, segera pindahkan kubus materi besi yang tadi dicelupkan dalam air yang dipanaskan tadi ke dalam kalorimeter yang berisi setengah air yang mana air tersebut tidak melalui proses pemanasan dan sebagainya. Perlakuan segera pindahkan ini bertujuan supaya perpindahan energi panasnya teratur artinya tidak ada penghambat lain dalam proses perpindahan panasnya. Kemudian, tutup kalorimeter. Lalu, nyalakan stopwatch dan aduk air dalam kalorimeter tersebut menggunakan pengaduk. Pengadukan ini bertujuan agar kalor yang diserap oleh air dalam kalorimeter tersebut tersebar rata di setiap molekul airnya. Setelah itu, amati perubahan suhu setiap 15 detik selama 300 detik dan catat pada blangko percobaan. Pengamatan perubahan suhu setiap 15 detik ini bertujuan agar didapat suhu yang konstan. Setelah itu, mengganti air kalorimeter tersebut lalu isi kembali dengan setengah air dan menimbangnya menggunakan neraca digital. Penggantian air ini bertujuan agar pada percobaan II nanti didapat hasil yang maksimal artinya tidak ada kontaminasi dari percobaan I. Ulangi langkah percobaan di atas untuk percobaan II menggunakan kubus materi tembaga.
21
Pada percobaan ini terdapat prinsip Azas Black yaitu jika suatu benda yang suhunya lebih tinggi dicampurkan dengan benda yang suhunya lebih rendah, maka kalor mengalir dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah. Artinya pada benda yang suhunya lebih tinggi akan melepaskan kalor sehingga benda yang suhunya rendah dapat menerima kalor tersebut. Prinsip Azas Black ini terjadi ketika kubus materi dicelupkan ke dalam air yang ada pada gelas kimia yang dipanaskan, berarti suhu kubus materi ini lebih tinggi, kemudian langsung dimasukkan ke dalam air yang ada pada kalorimeter awal tanpa pemanasan yang artinya suhu air kalorimeter ini lebih rendah. Hal ini berarti ketika kubus materi yang panas artinya suhunya lebih tinggi dimasukkan ke dalam air tersebut, maka akan terjadi perpindahan kalor dari kubus materi ke air kalorimeternya. Artinya pada kubus materi melepaskan energi panasnya yang kemudian energi panas tersebut diberikan ke air kalorimeter itu, sehingga air kalorimeter menjadi hangat karena air tersebut menerima kalor. Berbicara tentang perpindahan kalor, ada 3 jenis perpindahan kalor pada percobaan ini. Yang pertama perpindahan kalor secara konduksi yaitu perpindahan kalor melalui interaksi antar molekulnya walaupun molekul tersebut tidak berpindah tempat, pada percobaan ini terjadi ketika gelas kimia yang dipanaskan, gelas kimia terseut secara tidak langsung akan terasa panas jika disentuh akibat adanya perpindahan kalor dari sumber kalor (api di kompor listrik) ke gelas kimia yang dipanaskan, selain itu ada juga ketika pencelupan kubus materi yang panas tadi ke dalam air kalorimeter biasa itu air kalorimeternya akan terasa hangat dan memungkinkan kalorimeter juga hangat ketika disentuh serta terjadi ketika proses pengadukan air kalorimeter dan kubus materi yang hangat, sehingga secara tidak langsung batang pengaduk akan terasa hangat karena kalor berpindah pula ke pengaduk. Yang kedua perpindahan kalor secara konveksi, yaitu perpindahan kalor dengan adanya pergerakan antar molekul zatnya, terjadi ketika proses pemanasan air di gelas kimia ketika suhu didih air mencapai suhu maksimumnya maka molekul-molekul air yang ada di dasar gelas kimia akan naik dan bagian bawah gelas kimia mulai naik suhunya sehingga massa jenis gelas kimianya berkurang. Yang ketiga, perpindahan panas secara radiasi yaitu perpindahan panas tanpa zat perantara,
22
terjadi ketika panas pada kompor listrik ketika disentuh akan langsung terasa panas tanpa ada zat perantaranya. Berkaitan dengan hukum termodinamika, termodinamika 0,1 dan 2 pada percobaan ini. Termodinamika 0 yakni ketika zat ataubenda apa saja akan memiliki kesetimbangan suhu yang sama jika dicampurkan. Hal ini terjadi ketika pencampuran kubus materi yang panas dengan air kalorimeter biasa, yang berarti kubus materi akan melepas energinya sehingga suhunya turun dan air kalorimeter akan menerima energi tersebut sehingga air tersebut suhunya naik, hal ini berarti terjadi kesetimbangan termal antara dua zat tersebut. Termodinamika 1 yakni total kalor yang diterima atau dilepas suatu benda akan dijadikan usaha ditambah dengan perubahan energinya. Hal ini juga terjadi ketika pencampuran kubus materi dengan air kalorimeter biasa, yang mana kubus materinya melepaskan kalornya dan air akan menerima kalornya serta dijadikan perubahan energi nya dari yang panas menjadi hangat lama kelamaan akan dingin. Termodinamika 2 yakni kalor mengalir secara alami dari benda panas ke benda dingin dan kalor tidak akan mengalir spontan dari bend dingin ke benda panas tanpa dilakukan usaha. Hal ini juga terjadi ketika pencelupan kubus materi panas dengan air kalorimeter yang dingin, kalor pada kubus materi akan mengalir ke air kalorimeter secara alami tanpa adanya usaha karena volume sistem nya juga yang konstan. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan didapat nilai kalor jenis kubus materi besi dan kubus materi tembaga berturut-turut ialah sebesar 479,69 J/kg dan 419,90 J/kg dan 419,90 J/kg . Dapat dilihat bahwa kalor jenis kubus materi besi leih besar daripada yang tembaga, hal ini membuktikan bahwa tembaga lebih cepat panas, karena suatu benda yang memiliki kalor jenis yang lebih kecil maka benda tersebut cenderung akan cepat panas. Yang mana tembaga ialah penghantar panas yang baik, walaupun nilai kalor jenisnya tidak tepat sesuai literatur. Menurut literatur, kalor jenis Besi sebesar 460 J/kg , sehingga dapat dilihat bahwa hasil kalor jenis kubus materi besi yang didapat memiliki selisih yang cukup jauh, yaitu sebesar 19,69 artinya melebihi kalor jenis literatur nya. Sehingga didapat persentase kesalahannya sebesar 4,28%. Sedangkan kalor jenis tembaga menurut literatur ialah sebesar 390 J/kg
, sehingga dilihat bahwa ada
23
selisih hasil yang didapat sebesar 29,9 yakni selisih yang cukup besar dan persentase kesalahannya sebesar 7,67%. Nilai kalor jenis kubus materi besi yang dihasilkan berkaitan dengan sifat fisik besi yaitu besi sebagai benda penghantar konduktor. Namun, walaupun sebagai konduktor tidak sebaik tembaga karena tembaga itu penghantar panas yang paling baik. Besi merupakan logam yang bersifat konduktor berarti akan dalam keadaan panas jika terkena pengaruh perubahan suhu atau lainnya. Sedangkan sifat fisik tembaga yakni sebagai konduktor yang paling baik terbukti karena nilai kalor jenis yang dihasilkan memang lebih kecil daripada kalor jenis kubus materi besi. Hal ini berarti karena semakin kecilnya kalor jenis tembaga, maka tembaga akan semakin bersifat konduktor karena cenderungnya cepat panas. Hal yang mempengaruhi nilai kalor jenis yang dihasilkan pada percobaan ini ialah suhu awal dan suhu akhir air kalorimeter, massa kubus materi yakni jika semakin besar massa kubus materi maka kalor jenisnya akan semakin kecil karena dilihat dari rumus perhitungan dimana kalor jenis benda berbanding terbalik dengan massa kubus materinya. Hal ini terlihat ketika kubus materi besi dengan massa 0,0625 kg dan kubus materi tembaga massanya 0,0714 kg, bahwa massa kubus materi besi itu kebih kecil, namun kalor jenis bendanya leih besar sedangkan massa kubus materi tembaga lebih besar sehingga hasil kalor jenis kubus materi tersebut lebih kecil. Karena massanya yang lebih besar dan kalor jenisnya lebih kecil maka tembaga akan cenderung panas. Adanya perbedaan hasil kalor jenis kubus materi besi dan tembaga yang tidak sesuai literatur, maka mungkin adanya beberapa kesalahan pada saat melakukan percobaan. Adapun faktor kesalahan yang mungkin terjadi di antaranya ketika penimbangan kalorimeter kosong, kubus materi, dan pengaduk itu tidak teliti saat melihat angka hasilnya pada neraca digital sehingga akan berpengaruh sekali terhadap kalor jenis bendanya. Selain itu ketika memasang termometer, termometernya menyentuh dasar kalorimeter sehingga berpengaruh terhadap pengukuran suhu awal air kalorimeternya dan sangat berpengaruh pula terhadap kalor jenisnya. Ada juga kemungkinan penutup kalorimeter kurang rapat, hal ini berarti memungkinkan adanya energi yang masuk dari luar ke dalam air
24
kalorimeter sehingga berpengaruh terhadap suhu awal air kalorimeter artinya air tersebut telah mendapat energi dari luar akibat kurang rapatnya penutup kalorimeter. Selain itu, mungkin gelas kimia yang digunakan pada saat pemanasan larutan itu telah terkontaminasi zat lain sebelum percobaan dimulai dan ketika pencelupan termometer serta kubus materinya mengenai dasar gelas kimia yang dipanaskan, sehingga hal ini akan sangat berpengaruh terhadap pengukuran suhunya. Mungkin pula, ketika pencelupan kubus materi yang telah dipanaskan (kuus materi suhu tinggi) tidak dilakukan segera artinya ada jeda waktu, hal ini mempengaruhi kalornya, artinya kalor cepat berpindah sebelum kubus tersebut dimasukkan ke dalam air di kalorimeter sehingga berpengaruh terhadap proses perpindahan kalor antara kubus materi dengan air kalorimeter tersebut. Selain itu, mungkin ketika proses pengadukan air kalorimeter+kubus materi dilakukan terlalu cepat atau terlalu lambat, sehingga kalor di dalam kalorimeternya tidak tersebar ke semua molekul air tersebut artinya perpindahan kalor tidak merata. Ketika pengamatan suhu setiap 15 detik, mungkin ada kekeliruan dalam pembacaan angka pada termometer sehingga berpengaruh terhadap suhu akhirnya dan juga hasil perhitungan kalor jenisnya. Penerapan panas jenis dan kalorimeter dalam bidang metalurgi ialah dalam analisa proses perpindahan panas pada pengecoran paduan Aluminium dan Silikon. Selain itu berguna dalam analisis perlakuan panas dan permukaan material khusnya logam seperti besi ataupun baja. Prinsip panas jenis ini juga digunakan dalam penentuan kalor jenis benda khususnya besi dan tembaga dalam analisis pengujian sifat fisis materialnya. Dalam proses metalurgi terdapat berbagai proses dan perlakuan panas seperti proses ekstraksi dan sebagainya terdapat prinsip energi panas. Sehingga pada dasarnya prinsip panas jenis dan kalorimeter ini dalam metalurgi itu berkaitan dengan proses metalurgi itu sendiri yang berkaitan dengan panas, suhu dan lain-lain.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan Berdasarkan percobaan panas jenis dan kalorimeter yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan yaitu diperoleh nilai kalor jenis kubus materi besi dan kubus materi tembaga berturut-turut ialah sebesar 456,48 J/kg
dan 399,58
J/kg .
5.2 Saran Beberapa saran untuk praktikum panas jenis dan kalorimeter selanjutnya ialah sebagai berikut. 1. Dapat mencoba menggunakan kubus pejal yang berbeda bahan seperti kubus pejal dari plastik atau kayu, agar bisa mengetahui kalor jenisnya secara manual. 2. Dapat mencoba menggunakan air pada gelas kimia yang dipanaskan dengan cara menggantinya menggunakan minyak goreng supaya kita mengetahui adakah pengaruhnya terhadap kalor jenis kubus materinya. 3. Dapat mencoba praktikum ini di luar ruangan yang suhu ataupun tekanannya tidak tentu, agar mengetahui adakah pengaruhnya terhadap kalor jenis kubus yang dihasilkan nanti.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
A. D. Saputri, “Jenis Kawat Penghantar Berdasarkan Deret Volta Menggunakan Kalorimeter,” Digit. Repos. Univ. Jember, pp. 1–43, 2017.
[2]
R. T. Sataloff, M. M. Johns, and K. M. Kost, “No 主観的健康感を中心と した在宅高齢者における
健康関連指標に関する共分散構造分析
Title.” [3]
J. Fisika, F. Matematika, D. A. N. Ilmu, and P. Alam, “Pengembangan Alat Praktikum Kalorimeter Bom pada Pokok Bahasan Kalor,” UPEJ Unnes Phys.
Educ.
J.,
vol.
7,
no.
1,
pp.
42–48,
2018,
doi:
10.15294/upej.v7i1.22478. [4]
B. ANDHANY, “Kinerja Bom Kalorimeter Pada Pengukuran Nilai Kalor Biosolar,” p. 33, 2016.
[5]
M. Y. Kholifudin, “Metode Grafik; Solusi Problematika Azaz Black,” J. Ris. dan Kaji. Pendidik. Fis., vol. 4, no. 2, p. 54, 2017, doi: 10.12928/jrkpf.v4i2.8163.
[6]
Muhsin, “Jurnal Pendidikan Fisika Universitas Muhammadiyah Makassar Application of Talking Stick Learning Model to Improve Students ’ Positive Attitude and Learning Achievement in the Subject of Heat Penerapan Model Pembelajaran Talking Stick untuk Meningkatkan,” vol. 7, pp. 32–48, 2010.
[7]
R. T. Sataloff, M. M. Johns, and K. M. Kost, “No 主観的健康感を中心と
した在宅高齢者における
健康関連指標に関する共分散構造分析
Title,” pp. 1–10. [8]
M. Noviyanti, M. Fisika, S. Pengajar, and J. Fisika, “Rancang bangun set eksperimen kalorimeter digital dengan pengindera sensor termokopel dan sensor load cell berbasis c =,” vol. 13, no. April, pp. 34–41, 2020.
LAMPIRAN A PERHITUNGAN
Lampiran A. Perhitungan Diketahui : a. Rata-rata Massa kalorimeter kosong (mk)
Kalor Jenis Aluminium (
=
b. Rata-rata Massa pengaduk (mp)
Kalor Jenis Pengaduk (
=
c. Rata-rata massa Kalorimeter + ⁄ bagian air (mka)
d. Rata-rata massa Kubus materi 1 (besi) (
e. Rata-rata massa Kubus materi 2 (Tembaga)
f. Massa air (ma)
Kalor jenis air ( g. Rata-rata
dan
0
T = 90 h. Kalor jenis Besi (
)=
i. Kalor jenis Tembaga (
=
1. Menghitung kalor jenis kubus materi 1 (Besi) dan % kesalahannya (
)
0
| |
| |
2. Menghitung kalor jenis kubus materi 1 (Tembaga) dan % kesalahannya (
)
| |
| |
0
LAMPIRAN B JAWABAN PERTANYAAN DAN TUGAS KHUSUS
Lampiran B. Jawaban Pertanyaan dan Tugas Khusus B.1 Jawaban Pertanyaan 1. Apa yang dimaksud dengan kalor, kalor jenis dan kapasitas kalor? Jawab : Kalor adalah energi perpindahan akibat adanya perubahan suhu, artinya kalor dapat berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Kalor jenis adalah kemampuan suatu benda atau bahan untuk melepas atau menerima kalor. Adapun kapasitas kalor adalah jumlah kalor yang dibutuhkan oleh suatu benda untuk menaikkan suhunya sebesar satu derajat celcius. 2. Sebutkan macam-macam perpindahan panas! Jawab: Perpindahan panas ada 3 macam yaitu perpindahan panas secara konduksi, konveksi dan radiasi. Perpindahan panas secara konduksi adalah panas ditransfer
melalui
interaksi
antar
molekul-molekulnya
walaupun
molekulnya tidak erpindah contohnya ketika memanaskan ujung besi maka ujung besi yang lain akan terasa panas pula. Perpindahan panas konveksi adalah transfer energi panas dengan adanya pergerakan molekulmolekulnya dari satu tempat ke tempat yang lain misalnya terjadi pada zat cair dan gas, ketika memanaskan air. Adapun perpindahan panas secara radiasi adalah perpindahan panas tanpa adanya zat perantara contohnya pancaran sinar matahari. 3. Sebutkan termodinamika 0,1,2,3! Jawab : a. Termodinamika 0, “Jika dua sistem berada dalam kesetimbangan termal dengan sistem ketiga, maka mereka berada dalam kesetimbangan termal satu sama lain”. b. Termodinamika 1, menjelaskan bahwa energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, melainkan hanya bisa diubah bentuknya saja. Dalam hal ini seluruh kalor yang diterima atau dilepas oleh benda akan dijadikan usaha ditambahkan dengan perubahan energi.
c. Termodinamika 2, menjelaskan kondisi alami dari alur kalor suatu obyek dengan sistem. Kalor mengalir secara alami dari benda yang panas ke benda yang dingin, kalor tidak akan mengalir secara spontan dari benda dingin ke benda panas tanpa dilakukannya usaha. d. Termodinamika 3, menjelaskan bahwa entropi dari suatu Kristal sempurna pada absolute nol adalah sama dengan nol. Kristal sempurna sendiri didefinisikan sebagai Kristal di mana tiap unsurnya ditempatkan selayaknya. 4. Sebuah zat memiliki kalor sebanyak 420 kalori, hitunglah jumlah kalor dalam Joule! Jawab : Dik. 1 kalori = 4,2 Joule Dit. 420 kalori = ….. Joule? Penyelesaian : 420 kalori = 5. sebuah logam panjangnya 4 meter, memiliki luas penampang 10 memiliki suhu 25
dicelupkan dalam air panas yang memiliki suhu
100 . Jika konduktivitas termal logamnya 4,8 ⁄
, hitung laju
hantaran kalor sepanjang batang besi tersebut! Jawab : Dik. K = 4,8 ⁄ A= 10
= 0,001
Dit. H? Penyelesaian :
,
0 00
0
Jadi, laju hantaran kalor sepanjang batang besi adalah sebesar 0,42 J/s.
LAMPIRAN C GAMBAR ALAT YANG DIGUNAKAN
Lampiran C. Gambar Alat yang Digunakan
Gambar C.1 Benang Nilon
Gambar C.2 Gelas Kimia
Gambar C.3 Kalorimeter
Gambar C.4 Kompor Listrik
Gambar C.5 Kubus Materi
Gambar C.7 Statif
Gambar C.6 Neraca Digital
Gambar C.8 Stopwatch
Gambar C.9 Termometer
LAMPIRAN D BLANGKO PERCOBAAN
Lampiran D. Blangko Percobaan BLANGKO PERCOBAAN PANAS JENIS DAN KALORIMETER DATAPRAKTIKAN
NAMA NIM/ GRUP JURUSAN REKAN
Wulan Nurhidayati 3334200006/F5 Teknik Metalurgi 1. Bachtiar Zuhdi Alfarizi 2. Rifki Makarim 3. Syahril Hakiki TGL.PERCOBAAN 10 April 2021 JENISBENDA Kalorimeter Kosong Pengaduk Kalorimeter +½bagian air Kubus materi 1(BESI) Kubus materi2(KUNINGAN) PERCOBAAN PERCOBAAN 1 Suhu air dalam Kalorimeter Mula-mula( 0) 28°C Suhu kubus materi 1(Besi)( )= 90 PERCOBAAN 2 Suhu air dalam Kalorimeter Mula-mula( 0) 28°C Suhu kubus materi 2(Tembaga)( )= 90
MASSA(g) 45,2 15,2 172,5 62,5 71,4
45,2 15,3 172,5 62,5 71,4
Temperatur akhir ( 𝑎) 15 detik 31°C 30 detik 31°C 45 detik 31°C 60 detik 31°C 75 detik 31°C 90 detik 31°C 105 detik 31°C 120 detik 31°C 135 detik 31°C 150 detik 31°C
Temperatur akhir ( 𝑎) 165 detik 31°C 180 detik 31°C 195 detik 31°C 210 detik 31°C 225 detik 31°C 240 detik 31°C 255 detik 31°C 270 detik 31°C 285 detik 31°C 300 detik 31°C
15 detik 31°C 30 detik 31°C 45 detik 31°C 60 detik 31°C 75 detik 31°C 90 detik 31°C 105 detik 31°C 120 detik 31°C 135 detik 31°C 150 detik 31°C
165 detik 31°C 180 detik 31°C 195 detik 31°C 210 detik 31°C 225 detik 31°C 240 detik 31°C 255 detik 31°C 270 detik 31°C 285 detik 31°C 300 detik 31°C
45,2 15,2 172,5 62,5 71,4 c % (J/kg°C) kesalahan 456,48
4,28
419,90
7,67
Suhu ruang awal
= 24 0C
Suhu ruang akhir
= 22 0C
Sikap Barometerawal = 755 mmHg Sikap Barometerakhir = 755mmHg
