Perubahan Suhu [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR “SIMULASI BENTUK DAN PERUBAHAN ENERGI” Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Mata Kuliah Fisika Dasar



Ditulis oleh: Nama



: Rahma Yuniarti



NIM



: 4444210032



Kelas



: IA



Kelompok



: 5 (lima)



PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA 2021



KATA PENGANTAR



Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa dengan rahmat dan karunia-Nya telah memberikan kesehatan dan kesempatan kepada saya sehingga dapat menyelesaikan tugas laporan praktikum ini dengan judul “Simulasi Bentuk dan Perubahan Energi” Pada kesempatan ini pula penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada : 1. Bapak Rifqi Ahmad Riyanto, M.Sc. dan Bapak Samsu Hilal, S.Pd. M.Pd selaku dosen pengampu mata kuliah Fisika Dasar. 2. Aulia Nuraini selaku asisten laboratorium yang telah membimbing dalam penulisan laporan ini. 3. Teman-teman IA Teknologi Pangan yang juga memberikan saran pada laporan ini. Menyadari akan masih banyaknya kekurangan dalam penyusunan laporan ini, saya mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari dosen pembimbing dan kakak asisten laboratorium mata kuliah Fisika Dasar, serta teman – teman sekalian. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kami dan pembaca sekalian.



Serang, November 2021



Penyusun



i



I. Judul “Simulasi Bentuk dan Perubahan Energi”



II. Tujuan Adapun tujuan dari praktikum mengenai “Simulasi Bentuk dan Perubahan Energi” ini yaitu, untuk mengetahui perubahan energi dalam simulasi.



III. Alat dan Bahan Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini yaitu a. Alat 1. Kaki tiga 2. Kasa Asbes 3. Pembakar spiritus/pembakar dengan pengatur tingkat api 4. Beaker glass 5. Termometer



b. Bahan 1. Air 2. Minyak zaitun 3. Balok batu bata 4. Balok besi



IV. Dasar Teori Energi berasal dari bahasa yunani yang mana berarti kegiatan atau aktivitas. Energy merupakan kemampuan untuk melakukan sebuah usaha (Eka Purjiyanta, 2011). Sedangkan menurut Saeful Karim (2015),energy adalah kemampuan untuk melakukan sesuatu, sesuatu disini dikatakan sebagai kerja/usaha. Satuan energy dalam Satuan Internasional (SI) adalah joule (J). Satuan energy dalam sistem yang lain adalah kalori, erg, dan kWh (kilo Watt Hours). Menurut Suparmi (2013), energy memiliki berbagai macam bentuk diantaranya, energy kimia, energy kalor, energy bunyi, energy cahaya, energy listrik, energy kinetic, energy potensial, dan energy nuklir. Hukum kekekalan energy menyatakan bahwa energy tidak dapat



1



dimusnahkan dan diciptakan, melainkan hanya dapat diubah dari energy satu ke energy lain. Kalor merupakan salah satu konsep fisika mengenai perpindahan panas yang disertai perpindahan energi. Kalor merupakan salah satu bentuk energi. Suatu benda dapat melepas kalor pada benda-benda lain dan kalor yang diterima benda lain akan sama dengan kalor yang dilepas benda tersebut Dalam hal ini berlaku Asas Black yaitu kalor yang dilepas sama dengan kalor yang diterima (Arham, 2012). Menurut Siagian dan Siboro (2014), kalor adalah suatu energi yang dapat berpindah ataupun dipindahkan. Dapat berpindah dikarenakan adanya perbedaan suhu dan hal ini dapat mengubah bentuk dari sebuah benda. Perpindahan pada kalor diakibatkan berpindahnya energi dari suatu tempat yang memiliki suhu tinggi ke tempat yang memiliki suhu lebih rendah. Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1 derajat celcius (Arham, 2012). Kapasitas panas (C) sebuah sampel dari suatu zat adalah jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan 1℃atau 1°𝐾. Untuk menentukan kapasitas kalor digunakan persamaan dibawah ini: 𝑪 = 𝒎. 𝒄 Keterangan: C = Kapasitas kalor (J/ ) m = Massa (gr), dan c = Kalor jenis (J/gr ) Suhu dan energi kalor merupakan dua hal yang tidak dapat dipisahkan. Suhu adalah suatu besaran yang menyatakan ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda. Energi kalor adalah sesuatu yang mengalir dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah, dan sesuatu itu menyebabkan benda yang bersuhu rendah tadi meningkat atau suhu benda tetap tetapi mengalami peubahan wujud (Ansar. 2011) Perpindahan kalor atau alih bahan (heat transfer) ialah ilmu yang mempelajari tentang perpindahan energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu di antara benda atau material. Dari termodinamika telah diketahui bahwa energi yang pindah



2



dinamakan kalor atau bahan panas (heat). Ilmu perpindahan kalor tidak hanya mencoba menjelaskan bagaimana energi kalor itu berpindah dari satu benda ke benda yang lain, tetapi juga dapat meramalkan laju perpindahan yang terjadi pada kondisi-kondisi tertentu. Dalam ilmu perpindahan kalor melengkapi hukum pertama dan kedua termodinamika, yaitu dengan memberikan beberapa kaidah percobaan yang dapat dimanfaatkaan untuk menentukan perpindahan energy (Arman, 2012). Menurut Arman (2012), Kualitas kalor dapat mengalami proses perpindahan (hilang atau masuk) ke dalam tubuh melalui empat cara, yaitu secara konduksi, konveksi, radiasi dan evaporasi: a. Konduksi Konduksi merupakan proses perpindahan panas karena gerak kacau atomatom/molekul-molekul atau elektron-elektron bebas dari suatu benda akibat pemanasan. Dalam hal ini makin panas suatu benda maka tinggi pula tingkattingkat kekacauan itu. Akibatnya kebolehjadian tersebut makin bertambah makin besar, menyebabkan pelepasan tenaga dari suatu bagian sistem ke bagian lain makin besar. Akibat lanjutannya adalah terjadinya aliran tenaga (kalor) dari daerah yang kalornya tinggi ke daerah yang kalornya rendah. b. Konveksi Konveksi disebabkan oleh aliran fluida dari daerah panas kedaerah yang dingin. Gaya konveksi bisa terjadi apabila angin secukupnya mengalir melalui tubuh. Pertukaran panas dan gaya konveksi berbanding lurus dengan perbedaan temperatur antara kulit dan udara dengan kecepatan. c. Radiasi Perpindahan secara radiasi disebabkan oleh pancaran kuanta materi yang membawa tenaga dari suatu sumber radiator kedaerah sekitarnya. d. Evaporasi Evaporasi adalah peralihan panas dari bentuk cairan menjadi uap



Gambar 1. Contoh Perpindahan panas



3



V. Prosedur Percobaan Prosedur percobaan pada praktikum kali ini meliputi : 1.



Dibuka



halaman



https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-forms-and



changes/latest/energy-forms-and-changes_en.html



2. Dipilih pendahuluan. 3. Diklik bagian symbol energi dan link heater di kanan atas. 4. Diangkat air dan olive oil ke atas penangas seperti pada gambar di bawah ini lalu dinaikkan suhu penangas dengan menahan di bagian heat sambil ditahan. 5. Diamati apa yang terjadi lalu disimpulkan. 6. Dipersilahkan mencoba dengan beberapa benda lain yang ada di simulasi.



VI. Data Pengamatan Berdasarkan pengamatan mengenai “Simulasi Bentuk dan Perubahan Energi” didapatkan data sebagai berikut. Tabel 1. Data Percobaan Perbandingan Sampel Yang



Lebih



Dulu Yang



Lebih



Dulu Sampel A



Sampel B



Mengeluarkan Kalor



Membentuk Uap/Asap



Minyak



Air



Air



Minyak



Batu Bata



-



Batu Bata



Besi



Batu Dalam Minyak



Besi Dalam Air



Besi Dalam Air



Batu Dalam Minyak



Besi Dalam Minyak



Batu Dalam Air



Batu Dalam Air



Besi Dalam Minyak



VII. Analisis Data Pengamatan Kalor merupakan suatu energy yang mengalir dari benda dengan suhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah atau dari benda yang bersuhu lebih panas ke benda yang bersuhu lebih dingin ketika kedua benda bersentuhan satu sama lain sampai tercapainya keseimbangan termal atau berada pada kondisi suhu yang sama. Kalor bukan merupakan suatu zat melainkan sebuah energy yang mengalir karena adanya perbedaan suhu. Besar kecilnya kalor yang dibutuhkan oleh suatu zat ditentukan oleh 3 faktor diantaranya: 1. jenis zat 2. massa jenis zat



4



3. perubahan suhu Pada praktikum kali ini telah dilakukan simulasi untuk membandingkan proses keluarnya kalor dari beberapa sampel yang telah disediakan. Yang pertama ialah perbandingan antara air dan minyak. pada saat dilakukan percobaan terlebih dahulu pastikan bahwa thermometer yang digunakan berada pada titik nol, hal ini bertujuan supaya tidak terjadi kesalahan pada saat pengukuran temperature. Kemudian mulai dilakukan proses pemanasan. Ketika proses tersebut berlangsung didapatkan bahwa minyak terlebih dahulu mengeluarkan kalor daripada air. Hal ini dikarenakan minyak memiliki titik didih yang lebih tinggi dari air. Semakin banyak jenis zat terlarut yang dicampurkan maka semakin tinggi pula titik didih larutannya. Jadi semakin besar konsentrasi



larutan



maka



energi



yang digunakan juga



semakin besar maka waktu yang diperlukan juga akan semakin kecil ( Laili Mei, et al. 2017). Seperti pendapat Saufiyah, R., et al (2015), yang mana pada kenyataannya sesungguhnya jumlah kalor yang sama diberikan pada beberapa jenis benda yang berbeda menunjukkan bahwa masing-masing benda mengalami kenaikan suhu yang berbeda-beda. Hal ini menunjukkan bahwa setiap jenis benda memiliki kemampuan menyerap kalor yang berbeda-beda. Disamping itu pada maka



umumnya



yang



mempunyai



sifat menyerap kalor yang baik,



benda tersebut juga bersifat melepas kalor yang baik. Sedangkan Air



mengalami proses penguapan terlebih dahulu dibandingkan minyak. Karena Air mendapatkan energy yang relative besar dibanding minyak. Berdasarkan pandangan Arlita, M.A. (2013), suatu zat cair akan mendidih apabila molekulmolekul mendapat energi yang cukup untuk membebaskan diri dari sesama molekul yang selanjutnya berubah menjadi uap. Yang kedua ialah percobaan dengan menggunakan besi dan batu bata. Seperti halnya pada air dan minyak sebelum melakukan pemanasan thermometer terlebih dahulu dipastikan telah berada pada titik nol. Dan setelah dilakukan pemanasan terhadap batu bata dan juga besi terlihat bahwa kalor terlebih dahulu dikeluarkan oleh batu bata daripada besi. Hal ini dikarenakan batu bata merupakan benda yang memiliki sifat sebagai isolator, dengan demikian perpindahan panas dari alat pemanas lebih cepat sampai ke batu bata dan mengakibatkan banyaknya kalor yang terkandung dalam batu bata membuat batu bata mengeluarkan kalor. Seperti yang



5



telah dikatakan oleh Siagian dan Siboro (2014), bahwa kalor adalah suatu energi yang dapat berpindah ataupun dipindahkan. Dapat berpindah dikarenakan adanya perbedaan suhu dan hal ini dapat mengubah bentuk dari sebuah benda. Perpindahan



pada



kalor



diakibatkan berpindahnya energi dari suatu



tempat yang memiliki suhu tinggi ke tempat yang memiliki suhu lebih rendah. Sedangkan besi merupakan benda yang berisfat sebagai konduktor atau penghantar panas, yang mana jika dikaitkan dengan pengertian kalor maka besi lebih lama mengeluarkan kalor karena besi termasuk benda konduktor. Lalu yang terakhir ketika besi maupun batu bata dimasukkan kedalam air ataupun minyak hasil kedua-duanya menunjukan bahwa benda apapun yang dimasukkan ke dalam minyak baik besi ataupun batu bata tidak berpengaruh terhadap proses keluarnya kalor, karena tetap saja minyak lebih dahulu melepaskan kalor daripada air. Begitu pula dengan air. Benda apapun yang dimasukkan baik batu bata ataupun besi tidak mempengaruhi proses pembentukan uap akibat pemanasan air. Air tetap lebih dahulu menghasilkan uap dibandingkan minyak. Ketika zat lain terlarut dalam air maka bahan dari zat tersebut akan menjadi partikel-partikel, yang nantinya partikel ini akan mengikat partikel air



dan



membebaskan diri menjadi uap, dengan kata lain molekul-molekul air akan memerlukan energi yang lebih tinggi untuk mendidih



(Laili Mei, et al. 2017).



Waktu yang diperlukan untuk mendidih pada larutan berbeda-beda tergantung besarnya jenis zat terlarut dan konsentrasinya. Ketika minyak dipanaskan lama-kelamaan akan mengeluarkan asap sama halnya seperti air. Tetapi peristiwa ini tidak dikatakan bahwa minyak mendidih melainkan hanya mengalami kenaikan suhu. Hal ini dikarenakan minyak tidak mengalami perubahan bentuk dari cair menjadi gas. Berbeda halnya dengan air, yang mana jika dipanaskan terus-menerus maka akan mendidih dan terjadi perubahan wujud dari cair menjadi gas. Hal ini karena adanya kenaikan suhu yang terjadi ketika air dipanaskan hingga pada keadaan mendidih. Ketika air sudah mendidih, kalor yang diberikan hanya digunakan untuk mengubah wujud zat: dari zat cair menjadi uap.



VIII. Simpulan kalor adalah suatu energi yang dapat berpindah ataupun dipindahkan. Dapat 6



berpindah dikarenakan adanya perbedaan suhu dan hal ini dapat mengubah bentuk dari sebuah benda. Perpindahan pada kalor diakibatkan berpindahnya energi dari suatu tempat yang memiliki suhu tinggi ke tempat yang memiliki suhu lebih rendah. Besar kecilnya kalor yang dibutuhkan oleh suatu zat ditentukan oleh 3 faktor diantaranya jenis zat, massa jenis zat, dan perubahan suhu. Dari percobaan yang telah dilakukan diketahui bahwa air dan minyak memiliki perbedaan yang cukup signifikan. Seperti halnya titik didih. Minyak memiliki titik didih yang lebihtingi daripada air, hal ini dikarenakan kalor jenis minyak lebih kecil daripada air. Sehingga minyak dapat lebih mudah melepaskan kalor. Sedangkan air memiliki kalor jenis yang lebih besar sehingga membutuhkan waktu yang lebih lama dalam menghasilkan kalor.



IX. Daftar Pustaka Ansar. 2011. Pengaruh Suhu dan Kelembaban Udara Terhadap Perubahan Mutu Tablet Effervescen Sari Buah Selam Penyimpanan. Jurnal Teknologi dan Industri Pangan. Vol.22(1) : 73-77. Arham. 2012. Studi Penelitian Termal Tanaman Herbal Sebagai Obat Demam. Skripsi. http://repositori.uin-alauddin.ac.id/10947/1/STUDI PENENTUAN SIFAT TERMAL TANAMAN HERBAL SEBAGAI OBAT DEMAM diakses pada tanggal 15 November 2021 pukul 10:48. Arlita, M. A. 2013. Pengaruh Suhu dan Konsentrasi Terhadap Penyerapan Larutan Gula Pada Bengkuang (Pachyrrhizus erosus). Jurnal Teknik Pertanian Lampung. Vol.2 (1) : 85-94. Karim, S., et al. 2015. Belajar Ipa Membuka Cakrawala Alam Sekitar Untuk Kelas VIII sekolah menengah pertama. Pusat Perbukuan DepDikNas. Mei Laili, A.P., et al. 2017. Pengaruh Konsentrasi Larutan Terhadap Laju Kenaikan Suhu Larutan. Jurnal Pembelajaran Fisika. Vol. 6(2). Hal 147-153. Pujiyanta, E., et al. 2011. Ipa Terpadu Untuk SMP Kelas VIII. Erlangga. Saufiyah, R., Ingriyani , L., & Putra, M. D. 2015. Pengaruh Konsentrasi NaHSO3 dan Suhu Pada Produksi Surfaktan Dari Sekam Padi Melalui Sulfonasi Langsung. Konversi. Vol.4 (1) : 6-11. Siagian, H., & Siboro, A. (2014). Perbedaan Hasil Belajar Siswa yang Diajar Dengan Pendekatan Sains Teknologi Masyarakat dan Pendekatan Konvensional pada Materi Pokok Kalor dan Perpindahan. Jurnal Penelitian Bidang Pendidikan, 20(01), 22-29. Suparmi. 2013. Pengembangan Media Pembelajaran Ipa Educatin Card Berbasis Sains-Edutainment Tema Energi Kelas VIII. Skripsi. http://lib.unnes.ac.id diakses pada tanggal 15 November 2021 pukul 08:23



7



LAMPIRAN



Gambar 1. Proses Penurunan Suhu Termometer Ke Titik Nol



Gambar 2. Kalor Keluar Dari Minyak Zaitun



Gambar 3. Munculnya Uap Air



Gambar 4. Air Mengeluarkan Kalor dan Minyak Mulai Menguap



Gambar 5. Batu Bata Mengeluarkan Kalor



Gambar 6. Besi Mengeluarkan Kalor



Gambar 7. Minyak Yang Berisi Besi Mengeluarkan Kalor



Gambar 7. Minyak Yang Berisi Batu Bata Mengeluarkan Kalor