Laprak Fisika 3 Kalor Jenis [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA (KALOR JENIS)



(PERCOBAAN-FP3)



Nama



: Mohammad Raihan Ghany



NIM



: 205090301111010



Fak/Jurusan



: MIPA/Fisika



Tgl.Praktikum. : 21 November 2020 Nama Asisten. : Firza Indrastata Listiono



LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS BRAWIJAYA



2020



LEMBAR PENILAIAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR (KALOR JENIS)



Nama



: Mohammad Raihan Ghany



NIM



: 205090301111010



Fak/Jurusan



: MIPA/Fisika



Tgl.Praktikum. : 21 November 2020 Nama Asisten. : Firza Indrastata Listiono



Catatan : ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………



Paraf



Paraf



Nilai



BAB I PENDAHULUAN 1.1. Tujuan Percobaan Setelah menyelesaikan percobaan ini diharapkan peserta praktikum fisika dasar dapat dijelaskannya konsep kalor jenis zat padat dan asas black dan ditentukannya kalor jenis suatu bahan dengan digunakannya kalorimeter. 1.2. Dasar Teori Hampir setiap hari kita menggunakan istilah panas, kegiatan pada kehidupan sehari-hari tidak lepas dengan panas contohnya memasak air. Fenomena-fenomena panas harus diperjelas menggunakan konsep yang jelas agar tidak salah digunakan. Panas mengalir secara spontan dari objek yang memiliki temperatur tinggi ke tempat bertemperatur rendah. Satuan yang biasa digunakan untuk panas adalah kalor, kalor adalah nilai dari perubahan temperature pada 1 gram zat setiap 1 derajat celcius. Berapa kenaikan suhu yang dialami benda ketika panas mengenai benda tersebut? Setelah dilakukannya beberapa eksperimen tentang panas atau kalor, didapatkan persamaan: Q=mc ∆ T .. … … … .(1.1) Dengan Q = Kalor m = massa c = kalor jenis ∆ T =Perubahan suhu (Giancoli, 2014) Kapasitas kalor adalah perbandingan antara kalor dengan perubahan suhu yang terjadi. Kapasitas kalor dilambangkan dengan C. Kapasitas kalor bergantung pada perubahan suhu yang terjadi, ketika perubahan suhunya besar, maka nilai pembagi dengan kalor menjadi besar sehingga nilai kapasitas kalor menjadi kecil, berikut persamaannya Q=C ∆ T … … … … (1.2) (Halliday & Resnick, 2014)



Membicarakan mengenai kalor, tidak akan jauh dari asas black yang dikemukan oleh Joseph Black (1728-1799) yang menyatakan bahwa kalor yang dilepaskan oleh zat bersuhu tinggi sama dengan kalor yang diterima oleh zat bersuhu rendah. Dengan begitu didapatkan persamaan Qlepas =Q Serap … …. . (1.3) Persamaan ini dipakai untuk menentukan kalor yang digunakan dalam hal perpindahan panas dan berhubungan dengan persamaan 1.1 (Jati, 2013)



BAB II METODOLOGI 2.1 Alat dan Bahan Adapun alat dan bahan yang digunakan saat praktikum, diantaranya adalah, Sebuah kalorimeter lengkap dengan pengaduknya, timer, bahan yang akan ditentukan kalor jenisnya, termometer, timbangan, dan gelas ukur, dan generator uap. 2.2 Tata Laksana Percobaan 2.2.1 Rangkaian Tunggal



Sejumlah bahan yang akan ditentukan kalor jenisnya, ditimbang dan dimasukkan ke dalam pemanas (generator uap).



Kalorimeter kosong akan ditimbang dan pengaduknya seteliti mungkin diperhatikan bahan pengaduk sama dengan bahan kalorimeter. Jika tidak sama harus ditimbang terpisah.



Kalorimeter diisikan air hingga mencapai kurang lebih ½ volumenya



Kalorimeter serta pengaduk yang telah terisi air ditimbang untuk mengetahui massa air



Kalorimeter ditutup dan termometer dimasukkan ke dalam kalorimeter (hanya ujung termometer saja yang terendam ke dalam air). Setelah beberapa saat temperaturnya (T1) dicatat.



Setelah bahan yang dipanaskan cukup lama ( ± 15 menit, atau suhu telah mencapai kurang lebih 80°C), temperatur pemanas (T2) dicatat.



Bahan dari pemanas diambil dan dimasukkan ke dalam kalorimeter yang diisi air air tadi, perlahan-lahan ditutup serta termometer dimasukkan kembali dengan hati-hati.



Ketika mengaduk kalorimeter perlahan-lahan, setiap 1/2 menit temperature dibaca, dan pembacaan dihentikkan setelah temperaturnya konstan.



Termometer diangkat dan batas bagian termometer yang tercelup dalam air diperhatikan, kemudian termometer dimasukkan ke dalam gelas ukur yang berisi air untuk mengetahui volumenya.



Pengukuran diulangi untuk bahan yang lain



BAB III ANALISA DAN PEMBAHASAN 3.1.



Data Hasil Penelitian Cair Ckalorimete



= 1 kal/groC



vtermometer = 1 mL T1 = 26 0C



o



0,094 kal/gr C 0,094 kal/groC



T2 = 80 0C



Cpengaduk



0,113 kal/groC



Ctermome



7,87 kal/groC



Mkalorimeter = 200 gr Mpengaduk = 23,7 gr



r



ter= termomet =



( C) No



Mx (gr)



Mk + air (gr)



Mair (gr)



( C)



( C)



( C)



1



M50 = 9,0



299,5



99,5



27



26,8



26,5



( C) 26,7667



2



M75 = 13,0



299,5



99,5



27,2



27



26,8



27



3



M100 = 17,0



299,5



99,5



27,5



27,3



27



27,26



4



M125=21,8



299,5



99,5



27,8



27,6



27,2



27,53



5



M150 =25,4



299,5



99,5



28



27,7



27,4



27,7



3.2



Perhitungan 2



NO



M x ( gr )



M air ( gr )



T C (° C)



1



9



99,5



26.76666666



0,190729432



0,000477048



0,172988839



0,0000168168



Cx



kal g°C



( )



|C−C´ |



2



13



99,5



7 27



3



17



99,5



27.2666667



0,168409084



0,00000022936



4



21,8



99,5



27.53333333



0,15978423



0,0000828787



5



25,4



99,5



27.7



0,152528438



0,000267635



RATA RATA C



0,168888005



C 1=



(M a C a + M k Ck + ρth V th C th )( T´ 1 −T 2 ) =0,190729432kal /g ℃ M 50(T 2−T´ 1)



C 2=



(M a C a + M k Ck + ρth V th C th )( T´ 1 −T 2 ) =0,172988839 kal/g ℃ M 75(T 2−T´ 1)



C 3=



(M a Ca + M k Ck + ρth V th C th )( T´ 1 −T 2 ) =0,168409084 kal/ g ℃ M 100 (T 2−T´ 1 )



C 4=



(M a C a + M k C k + ρth V th C th )( T´ 1−T 2) =0,15978423 kal/ g ℃ M 150 (T 2−T´ 1)



C 5=



(M a Ca + M k Ck + ρth V th C th )( T´ 1 −T 2 ) =0,152528438 kal/g ℃ M 125 (T 2−T´ 1 )



´ C=



Ʃ Cx =0,168888005 kal/g ℃ n



δC =



√



2



∑|C−C´ |   =0,014531073



Kr C=



(n−1)



δ Cx × 100 %=8,6 % ´ C



C=|C´ ± δC|=0,168888005 ± 0,014531073kal /g ℃



❑



3.3



Grafik



X (10-1) Y (x 10-2) 9 0,014402 13 0,018868 17 0,02402 21,8 0,029225 25,4 0,03525 A=M a C a + M k C k + ρth V th Cth =119,18931 kal /℃ X =M x ( T´ 1−T 1) ¿¿ ( T´ −T 1) Y 2= 2 ¿¿ ( T´ −T 1) Y 3= 3 ¿¿ ( T´ −T 1) Y 4= 4 ¿¿ ( T´ −T 1) Y 5= 5 ¿¿ Y 1=



ƩY Y´ = =0,0238 n ƩX X´ = =17,24 n tanθ=



Y 2−Y 1 =0,625 X 2− X 1



´ A tan θ=74,49331875 kal/g ℃ C= δC =



(Y a−Y b) =0,013092182 2 ´y



Kr C=



δC x 100 %=0,02 % ´ C



(Gambar 1 Grafik)



3.4



Pembahasan 3.4.1 Analisis Prosedur 3.4.1.1Fungsi Alat Alat yang digunakan dalam praktikum ini yaitu seperti neraca o’haus untuk pengukuran massa, kalorimeter beserta pengaduknya untuk penentuan kalor jenis suatu zat, generator uap digunakan untuk memanaskan zat yang akan diukur kalor jenisnya, termometer untuk pengukuran temperatur, timer untuk pengecekan temperatur tiap 30 detik, gelas ukur digunakan sebagai tempat air 3.4.1.2 Fungsi Perlakuan Semua alat yang digunakan pada percobaan kalor jenis memiliki fungsi yang berbeda-beda, sehingga perlakuannya juga berbeda antara satu alat dengan yang lainnya. Sebelum semua alat digunakan, alat wajib dikalibrasi supaya tidak terjadi kesalahan nilai yang dihasilkan. Neraca ohaus digunakan untuk penimbangan massa zat yang akan ditentukan kalor jenisnya, penimbangan massa kalorimeter beserta pengaduknya, dan penimbangan air. Gelas ukur digunakan untuk wadah air. Kalorimeter digunakan untuk menentukan kalor jenis zat. Pengaduk kalorimeter digunakan untuk mengaduk zat dengan air. Termometer digunakan untuk pengukuran temperatur tanpa dicelupkan hingga dasar bejana. Timer digunakan untuk pengukuran waktu diatur setiap 30 detik untuk pengecekan perubahan suhu hingga konstan. Generator uap digunakan untuk memanaskan zat yang akan diukur kalor jenisnya, untuk suhu awalnya disetel 26° dan dipanaskan hingga suhu 80°



3.4.2 Analisis Hasil Setelah dilakukan penghitungan dari data yang telah didapat sebelumnya, akan dihasilkan nilai kalor jenis setiap bahan, nilai rata-rata dari kalor jenis, deviasi kalor jenis, koefisien ralat serta nilai kalor jenis nya . Untuk M 50 didapatkan nilai kalor jenisnya sebesar 0,190729432 kal/g0C , M75 didapatkan kalor jenisnya 0,172988839 kal/g0C, M100 didapatkan kalor jenisnya 0,168609084 kal/g0C, M125 didapatkan kalor jenisnya 0,15978423 kal/g0C, dan M150 didapatkan kalor jenisnya 0,152528438 kal/g0C . Dan rata-rata kalor jenis pada data didapatkan sebesar 0,168888005 kal/g0C . Melalui rata-rata kalor jenis dapat diperoleh nilai deviasi dan koefisien relatif dari data yakni 0,014531073 dan 8,6%. Nilai C didapatkan dari nilai



rata-rata



yang



dijumlahkan



dengan



plus



minus



nilai



deviasi



0,168888005 ± 0,014531073kal /g ℃. Pada data grafik, dihasilkan antara lain koordinat dari massa dan temperatur, centroid dari rata-rata massa dan rata-rata temperature sebesar (17,24 , 0,0238), tan sebesar 0,625, kalor jenis rata-rata dengan mengalikan nilai A dengan tan sebesar 74,49331875, deviasi kalor jenis didapat dari pembagian antara ya-yb dengan 2 kali rata-rata temperature sebesar 0,013092182, koefisien ralat kalor jenis yang didapat dari deviasi kalor jenis dibagi dengan kalor jenis rata-rata dikali dengan 100% sebesar 0,02 %yang ditandakannya bahwa data valid dan sesuai. Pada grafik nilai data cenderung naik. Hal ini dipengaruhi oleh temperatur dari benda. Benda dengan massa yang kecil menghasilkan temperatur suhu yang rendah. Begitu pula sebaliknya benda yang memiliki massa yang besar akan menghasilkan temperatur yang tinggi. Pada data kalor jenis yang didapat untuk M50 didapatkan nilai kalor jenisnya sebesar 0,190729432 kal/g0C , M75 didapatkan kalor jenisnya 0,172988839 kal/g0C, M100 didapatkan kalor jenisnya 0,168609084 kal/g0C, M125 didapatkan kalor jenisnya 0,15978423 kal/g0C, dan M150 didapatkan kalor jenisnya 0,152528438 kal/g0C. dari data tersebut dapat diketahui bahwa kalor jenis dengan nilai terkecil diperoleh oleh M150 dan data kalor jenis terbesar diperoleh oleh M 50. Dengan demikian kalor jenis benda tidak hanya bergantung pada massa ukuran benda, namun juuga dengan perubahan suhu yang terjadi setelah benda dipanaskan. Perolehan nilai pada perhitungan dan grafik memiliki perbedaan. Pada data perhitungan C´ didapatkan dari penjumlahan dari setiap c bahan dibagi dengan banyaknya bahan sedangkan pada grafik nilai c rata-rata diperoleh dari hasil perkalian A dengan tan .Sehingga angka yang diperoleh juga berbeda dimana pada perhitungan diperoleh nilai 0,168888005 kal/ g ℃dan pada grafik diperoleh nilai 74,49331875 kal/ g ℃. Deviasi pada perhitungan diperoleh dari pembagian jumlah multlak kuadrat c dikurangin c rata-rata dengan banyaknya data dikurangi satu yakni 0,014531073 sedangkan pada grafik nilai deviasi ditentukan dengan ya dikurangi dengan yb kemudian dibagi dengan dua kali y ratarata yakni 0,013092182, keduua nilai tersebut tidak terlaluu berbeda. Pada koefisien alat pada perhitungan nilainya lebih besar yaitu 8,6 %daripada pada grafik yang hanya 0,02 % Kalor adalah energi panas yang berpindah dari benda bersuhu tinggi ke rendah, kapasitas kalor adalah perbandingan dari perubahan kalor dengan perubahan tiap satu derajat celcius suhu. Kapasitas kalor dinotasikan sebagai C. Kalor jenis



adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu satu gram zat sebesar satu derajat celcius. Termos merupakan penerapan kalor jenis pada kehidupan sehari-hari.Termos terbuat dari tabung kaca berlapis yang pemukaan di dalamnya itu dibuat mengkilat supaya bisa mencegah kalor masuk atau keluar dari dalam termos. Tabung kaca ini bisa mencagah kalor masuk secara konduksi. Sementara itu dinding luar termos dibuat dari kaca mengkilat berlapis perak berfungsi untuk mencegah perpindahan kalor secara radiasi. Diantara lapisan kaca tersebut terdapat ruang hampa udara untuk mencegah perpindahan kalor secara konveksi dan konduksi dari dinding kaca ke dinding kaca luar. Nah, termos ini juga disumbat dengan bahan isolator supaya mencegah terjadinya perpindahan kalor secara konduksi pada permukaan air



BAB IV PENUTUP .1



Kesimpulan Pada praktikum kali ini disimpulkan Setelah melakukan praktikum, praktikan diharapkan mampu menjelaskan konsep kalor, penentuan nilai kalor jenis suatu zat serta penggunaan kalorimeter pada pengukuran kalor jenis suatu zat, serta dapat menerapkan konsep Asas Black untuk pengukuran kalor suatu zat.



.2



Saran Asisten praktikum sudah menyampaikan materi dengan sangat baik



DAFTAR PUSAKA Giancoli, D.C. 2014. Physics Principles with Applications. Pearson Education, In. Glenview. Halliday, D & I. Resnick. 2014. Fundamental of Physics. Jhon Wiley & Sons, Inc. Hoboken Jati, B.M.E. 2013. Pengantar Fisika 1. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta



LAMPIRAN Referensi



(Halliday & Resnick, 2014)



(Giancoli, 2014)



(Jati, 2008)



TUGAS PENDAHULUAN 1. Asas Black Q LEPAS =Q SERAP Q x =Q A +Qk +Qth m x c x ∆ T 2 ¿ m A c A ∆ T 1+ m k c k ∆ T 1+ mth c th ∆ T 1 Dengan mth =Pth V th mx c x ∆ T 2 ¿ ¿ ¿ mx c x ∆ T 2 ¿ ¿ ¿ c x =¿ ¿ ¿ 2. Kalor serap adalah kalor yang diserap oleh benda bersuhu lebih rendah, sedangkan kalor yang dilepas adalah kalor yang dilepas oleh benda bersuhu tinggi 3. menurut saya lebih baik menggunakan bentuk bongkahan karena bentuk bongkahan mampu menyerap panas lebih baik daripada butiran 4. Bejana Adiabatik adalah bejana yang tidak mengalami pelepasan maupun penyerapan kalor



TUGAS POSTEST