Laprak Fisika 3 Kalorimeter [PDF]

Citation preview

PERCOBAAN KALORIMETER LAPORAN PRAKTIKUM Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Fisika Untuk Biologi Dosen Pengampu : Drs.Yoyok Adisetio Laksono,M.Si.



Oleh : `



Riski Maelinda Hasanah 190341621622



UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI



NOVEMBER 2019



I.



TUJUAN 1. Dapat memperoleh penguatan pemahaman tentang kalor, kapasitas kalor zat dan kalor jenis zat, 2. Dapat menentukan kapasitas kalor kalorimeter dan kalor jenis zat padat, 3. Dapat terampil menggunakan set kalorimeter, 4. Dapat terampil menggunakan teori ralat dan ralat alat, 5. Dapat terampil menggunakan alat termometer.



II.



DASAR TEORI Kalor adalah energi yang ditransfer dari suatu obyek kepada obyek lain yang hanya disebabkan oleh perbedaan temperatur yang mengalir dari sistem bertemperatur tinggi ke sistem yang bertemperatur rendah. Kalor adalah suatu bentuk energi yang memiliki satuan yang sering dipakai adalah kalori, kilokalori, Btu(British thermal unit) dan joule (Bueche,1988). Perbandingan



banyaknya



kalor



yang



diperlukan



benda



sehingga



temperaturnya nail sebesar ∆T dinamakan Kapasitas Kalor C dai benda itu, ∆𝑄



yaitu : C= ∆𝑇 ............................................................................. (1) Hal yang lebih khusus mengarah pada karakeristik bahan pembetuk dinyatakan sebagai Kalor Jenis Zat. Kalor jenis c adalah kapasitas kalor ∆𝑄



persatuan massa benda yaitu c = 𝑚∆𝑇..............................................(2) Kalor yang harus diberikan kepada benda bermassa m yang memiliki temperatur benda dari T1 menjadi T2, dimana T2>T1 adalah 𝑇2



Q = m∫𝑇1 𝑐 𝑑𝑇 ...............................................................................(3)



2



Pada interval temperatur biasa kalor jenis bahan relatif terhadap konstan terhadap temperatur sehingga dari persamaan 3 dinyatakan dnegan rumus Q = mc∆T ......................................................................................(4) Ketika dua bagian berbeda temperatur dicampurkan ke dalam sistem terisolasi, maka akan terjadi serah terima kalor”. Jika sistem terisolasi sempurna, tidak akan terjadi aliran energi dari sistem ke lingkungan. Dalam Hukum Kekekalan Energi dijelaskan bahwa kalor yang dilepas akan sama dnegan kalor yang diterima. Faktor yang terpenting yang harus diperhatikan dalam percobaan ini adalah semaksimal mungkin sistem kalorimeter berada dalam kondidi terisolasi dengan lingkungannnya (tidak terjadi pertukaran kalor antara kalorimeter dengan lingkungannya). 1. Menentukan Kapasitas Kalor Kalorimeter (Ck) Percobaan 1 akan dimulai dari air dingin yang bermassa m1 dimasukkan ke dalam kalorimeter dan kalorimeter pada teperatur T1. Tambahkan air panas sehingga terjadi perpindahan kalor dari zat yang bersuhu tinggi ke zat yang bersuhu rendah. Jika kalor jenis air untuk kisaran suhu ini diasumsikan konstan sebesar 𝑇2−𝑇3



ckal = map.ca 𝑇3−𝑇1 𝑚𝑎𝑑. 𝑐𝑎 Jelaslah bahwa besaran- besaran yang harus kita ukur untuk menentukan ck adalah massa air dingin mad , massa air panas map, temperatur setimbang antara air dingin dan kalorimeter T1, suhu air panas tepat ketika akan dimasukkan ke dalam kalorimeter T2 temepratur setimbang dari campuran air dingin dan air panas dalam kalorimeter T2. 2. Menntukan Kalor Jenis Zat Padat (Cb) Kapasitas kalor kalorimeter yang digunakan untuk menentukan panas jenis suatu zat pada akan dimanfaatkan dalam percobaan 2. Sejumlah air dingin ( mad ) bertemperatur lebih rendah dari suhu ruangan dimasukkan ke dalam kalorimeter sehingga mencapai kesetimbangan 3



termal dengan kalorimrter pada suhu T1, kemudian zat padat yang sudah dipanaskan dnegan suhu T3 (T3>T1) dimasukkan ke dalam kalorimeter. Pernyataan azas Black untuk fenomena ini ada;lah kalor yang dilepas benda pada sama dengan kalor yang diserap air dingin dan kalor yang diserap oleh kalorimeter. Dengan demikian persamaan eksplisit kalor jenis benda (cb) adalah Cb=



𝑚𝑎𝑑(𝑇3−𝑇1 𝑚𝑏(𝑇2−𝑇3)



+



𝐶𝑘𝑎𝑙 (𝑇3−𝑇1) 𝑀𝑏(𝑇2−𝑇3)



...................................................... (6)



Dengan nilai kalor jenis air kisaran suhu ini diasumsikan konstan sebesar cair = 1 kalori/gᵒC Besaran- besaran yang harus diukur untuk mennetukan cb adalah massa air dingin dan kalorimeter T1, suhu benda padat tepat ketika akan dimasukkan ke dalamn kalorimeter T2, temepratur setimbang dari campuran air dingin dan benda xat padat panas dalam kalorimeter T3, Untuk data kapasitas kalor kalorimetri kita peroleh berdasarkan percobaan 1.



III.



ALAT, BAHAN DAN RANGKAIAN PERCOBAAN 1. Alat dan Bahan 1) Kalorimeter lengkap dengan pengaduk 2) Termometer 3) Bejana pelindung 4) Termometer batang 5) Gelas ukur 100 mL 6) Air 7) Neraca digital 8) Heater 9) Gelas beker 250 mL 10) Zat padat 50 gr



4



2. Susunan alat



Gambar 1. Set alat kalorimeter sederhana IV.



PROSEDUR KERJA 1. Percobaan 1 ( Menentukan Kapasitas Kalor Kalorimeter) 1) Menyiapkan alat dan bahan, kemudian susunlah percobaan . 2) Memanaskan sejumlah air menggunakan pemanas bunsen yang tersedia. 3) Meletakkan di atas timbangan bagian set kalorimeter yang terdiri dari bejana kalorimeter, termometer, dan pengaduk jadi satu. 4) Menimbang air dingin (suhunya harus lebih rendah dari suhu kamar) sebanyak 50 g, kemudian masukkan ke dalam kalorimeter. Mencatat massa air dingin sebagai mad. 5) Mengamati termometer dan catat temperatur kesetimbangan awal antara air dingin dan kalorimeter sebagai T1. 6) Mengambil 50 ml air yang dipanaskan (dari langkah 2) buatlah temperatur air panas 50°C (diukur dengan termometer lain) dan dimasukkan dengan cepat ke dalam kalorimeter. Mencatat suhu ini sebagai T2. 7) Mengaduk pelan-pelan campuran air dingin dan panas tersebut sambil amati terus perubahan temperatur yang ditunjukkan oleh termometer.



5



Setelah penunjukan termometer stabil,dan suhunya hampir turun, catat suhunya sebagai T3. 8) Membuang air dalam kalorimeter dan usap dengan lap bejana kalorimeter hingga kering , lalu ulangi langkah nomor 4 sampai dengan nomor 9 sebanyak 4 kali. 9) Mencatat data yang anda peroleh pada lembar data pengamatan yang tersedia. 2. Percobaan 2 ( Menentukan Kalor Jenis Zat Padat) 1) Mengambil butiran zat padat yang telah tersedia, panaskan dalam heater. 2) Mengulangi langkah pada percobaan 1, tetapi kini air panasnya diganti dengan zat padat (zat pelepas kalor).



V.



DATA HASIL PENGAMATAN 1. Percobaan 1 ( Menentukan Kapasitas Kalorimeter) Cair = 1 kal/gᵒC No.



Mad(g)



Map(gr)



T1(̊C)



1.



50



50



16



2.



50



50



3.



50



4.



50



T2 (̊C)



T3(ᵒC)



Ckal(kal/(ᵒC)



50



31



13,33



18



50



31



23,08



50



19



50



32



19,23



50



14



50



33



-5,26



Sumber : data hasil praktikum kelompok (2019) 2. Percobaan 2 ( Menentukan Kalor Jenis Zat Padat ) Cair = 1 kal/gᵒC No.



Mad(g)



Map(gr)



T1(ᵒC)



6



T2(ᵒC)



T3 (ᵒC)



Cb(kal/(ᵒC)



1.



50



50



10



80



2.



50



50



14



80



3.



50



50



16



80



4.



50



50



17



80



32



0,58



24



0,30



25



0,23



25



-0,001



Sumber : data hasil praktikum kelompok (2019) Keterangan Nst peralatan yang digunakan adalah sebagai berikut :



VI.



Nst Neraca (timbangan digital)



: 0.01 gram



Nst Termometer



: 0,1̊C



PEMBAHASAN Kalor adalah tenaga yang mengalir dari sebuah benda ke sebuah benda yang lain karena adanya perbedaan temperatur di antara benda tersebut. Kalor mengalir dari tempat yang bertemperatur tinggi ke tempat yang bertemperatur rendah. Kalor selalu berpindah dari benda yang panas ke benda yang dingin. Agar kedua benda yang saling bersentuhan tersebut berda dalam keadaan termal yang seimbang( yakni tidak ada perpindahan kalor antara kedua benda, suhu kedua benda haruslah sama( Bueche,1988). Sedangkan temperatur adalah perasaan melalui sentuhan yang dilakukan untuk membedakan bendabenda panas dan benda- benda dingin (Halliday,1985). Perubahan tekanan diukur dengan sukat tekanan yang mencatatnya secara otomatis ketika mesin bekerja. Akhirnya, ada satu kuantitas yang diperlukan , tanpa ini kita tidak memiliki ide yang cukup mengenai operasi ini. Kuantitas ini adalah temperatur ( Zemansky dan Dittman,1986). Temperatur merupakan ukuran mengenai panas atau dingginya suatu benda (Giancoly,2001). Kalor jenis adalah kapasitas kalor per satuan massa sebuah benda. Selain itu juga kalor merupakan besaran karakteristik dariu zat tersebut. Kapasitas kalor benda adalah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu



7



seluruh benda sebanyak satu derajat. Mengingat definisinya, kapasitas kalor benda dengan massa m dan kapasita kalor spesifik c adalah mc. Kapasitas kalor adalah perbandingan banyaknya tenaga kalor ∆Q yang dibekalkan kepada sebuah benda untuk menaikkan temperaturnya sebanyak ∆T. Baik kapasitas kalor sebuah benda maupun kapasitas kalor sebuah bahan tidaklah konstan tetapi bergantung pada tempat dari interval temperatur tersebut. Proses adibatik adalah proses diamana tidak ada kalor yang masuk atau keluar dari sistem. Maka ∆Q = 0. Dengan adanya proses tersebut maka tidak ada energi yang bisa mengalir ke dalam ataupun ke luar. Pertukaran energi merupakan dasar teknik yang dikenal dengan kalorimetri yang merupakan pengukuran kuantitatif dar pertukaran kalor dengan menggunakan kalorimeter. Pada teknik yang dikenal sebagai “metode campuran”, satu zat sampel dipanaskan dan dengan cepat ditempatkan pada air dingin kalorimeter. Kalor yang hilang pada sampel tersebut akan diterima oleh air dan kalorimeter. Dengan menggukur temperatur akhir campuran tersebut , kalor jenis dapat dihitung. Tabel 1. Penghitungan kapasitas kalor kalorimetri No.



Ckal (kal/̊C)



Ralat Relatif



1.



( 13, 3 ± 0,309 ) (3 AP)



2,31 % ( 3 AP)



2.



( 23,1±0,388 ) (3 AP)



1,68 % (3 AP)



3.



( 19,2 ±0,376 ) ( 3 AP)



1,95 % (3 AP)



4.



(−5,26 ± 0,203 ) ( 3 𝐴𝑃)



−3,87 % (3AP)



8



Tabel 2. Penghitungan kalor jenis zat padat No.



Cb (kal/̊C)



Ralat Relatif



1.



( 0,5805 ± 0,001607) ( 4 AP)



0,276 8% (4 AP)



2.



( 0,3045 ± 0,001353 ) (4AP)



0,4445 % (4 AP)



3.



0,226±0,976 (3 AP)



4.



(-0,00101 ± 0,000828 ) (3 AP)



430 % (3 AP)



−81,3 % (3 AP)



Kalor jenis besi berdasarkan tabel appendik 450 J/kgᵒC atau 0,11 kkal/kgᵒC. Kalor jenis besi yang didapat berdasarkan hasil percobaan ini adalah 0,0041868 J/kgᵒC – 2,4283 J/kgᵒC. Dapat dilihat bahwa terdapat perbedaan yang cukup signifikan dengan nilai kalor jenis secara teoritis. Hal tersebut dikarenakan beberapa faktor yaitu faktor eksternal dan internal diantaranya adalah kesalahan praktikan dalam pengukuran suhu menggunakan termometer baik pembacaan skala( kesalahan interpolasi) maupun penggunaannya serta campuran air dan es yang kurang homogen. Suhu air panas dan air dingin akan mudah terkontaminasi dengan suhu ruangan sehingga terjadi ketidakstabilan suhu yang dimasukkan ke dalam kalorimeter. Selain itu faktor kesalahan pengamat dalam membaca skala termometer yang membuat nilai ralat relatif tinggi atau besar. VII.



KESIMPULAN



9



Ketika bagian- bagian yang berbeda dari sistem yang terisolasi berada pada temperatur yan berbeda, kalor akan ,mengalir dari bagian dengan temperatur yang lebih tinggi ke bagian dengan temperatur yang lebih rendah. Jika sistem terisolasi seluruhnya, tidak ada energi yang bisa mengalir ke dalam atau ke luar. Berdasarkan hukum kekekalanm energi yang menyatakan bahwa kalor yang hilang sama dengan kalor yang didapat. Dalam percobaan ini digunakan teori ralat rambat. Persamaan yang digunakan untuk menentukan kapasitas kalor kaorimetri adalah 𝑇2−𝑇3



Ckal = map.ca. 𝑇3−𝑇1 - mad.ca Sedangkan persamaan yang digunakan untuk menentukan kalor jenis zat adalah Cb=



𝑚𝑎𝑑(𝑇3−𝑇1) 𝑚𝑏(𝑇2−𝑇3)



+



𝐶𝑘𝑎𝑙 (𝑇3−𝑇1) 𝑀𝑏(𝑇2−𝑇3)



Dalam pembacaan skala pada suatu alat dibutuhkan ketelitian yang tinggi karena akan mempengaruhi keakuratan data yang diperoleh. Selain itu dalam menghitung teori ralat. Berdasarkan pengalaman kebanyakan terjadi kesalahan akibat dari kurang teliti dalam memasukkan data ke dalam rumus.



VIII. SARAN Dalam melakukan percobaan ini diperlukan ketelitian dalam menghitung kalor jenis serta menghiutng skala pengitungan. Percobaan dilakukan sesuai dengan prosedur kerja dan meningkatkan keterampilan dalam menggunakan alat harus dilatih agar memperoleh data yang akurat.



DAFTAR RUJUKAN



10



Giancoli Douglas. 2001. Fisika (Volume 5). Jakarta : PT. Gelora Aksara Pratama. Halliday, Resnick. 1992. Fisika Jilid 1. Jakarta: Penerbit Erlangga. White, Manning. 1954. Experimental College Physics. McGraw-Hill Book Company. Bueche Frederick.1998. Teori dan Soal- Soal Fisika ( Volume 7). Jakarta: Penerbit Erlangga Tim Praktikum Fisika Dasar.2017.Modul Praktikum Fisika Untuk Biologi. Malang:FMIPA Universitas Negeri Malang



IX.



LAMPIRAN 11



A. ANALISIS DATA 1) Analisis penghitungan dan tugas a) Percobaan menentukan kapasitas kalor kalorimeter 𝑇2−𝑇3



Ckal = map.ca. 𝑇3−𝑇1 - mad.ca Data 1 𝑇2−𝑇3



Ckal = map.ca. 𝑇3−𝑇1 - mad.ca 50−31



= 50.1. 31−16 - 50.1 = 13,3333333333 kal/ oC = 13,3 kal/ oC (3 AP) 𝜕𝐶𝑘𝑎𝑙



2



2



𝜕𝐶𝑘𝑎𝑙



2



2



Sckal=√|𝜕𝑚𝑎𝑝 𝑥 3 𝑥∆𝑚𝑎𝑝| + |𝜕𝑚𝑎𝑑 𝑥 3 𝑥∆𝑚𝑎𝑑| 2



𝜕𝐶𝑘𝑎𝑙



+ |



𝜕𝑇1



2



2



𝑥 3 𝑥 ∆𝑇1|



2



√|𝜕𝐶𝑘𝑎𝑙 𝑥 2 𝑥∆𝑇2| + |𝜕𝐶𝑘𝑎𝑙 𝑥 2 𝑥∆𝑇3| 𝜕𝑇2 3 𝜕𝑇3 3 = √|𝐶𝑎



√|



2 2 (𝑇2 − 𝑇3) 2 (𝑇2 − 𝑇3) 2 2 𝑥 𝑥∆𝑚𝑎𝑝| + |−𝐶𝑎 𝑥 𝑥∆𝑚𝑎𝑑| + |−𝑚𝑎𝑝. 𝐶𝑎 𝑥 𝑥 ∆𝑇1| (𝑇3 − 𝑇1) 3 3 (𝑇3 − 𝑇1)2 3



2 2 𝑚𝑎𝑝. 𝐶𝑎 2 (𝑇1 − 𝑇2) 2 𝑥 𝑥∆𝑇2| + |𝑚𝑎𝑝. 𝐶𝑎 𝑥 𝑥∆𝑇3| (𝑇3 − 𝑇1) 3 (𝑇3 − 𝑇1)2 3



(50−31)



2



2



2



=√|1 (31−16) 𝑥 3 𝑥 0,005| + |−1 𝑥 3 𝑥 0,005|



√+ |



2



+ |−50.1



(50−31) (31−16)2



2



𝑥 𝑥 0,05 + | 3



2 2 50.1 2 (16 − 50) 2 𝑥 𝑥 0,05| + |50.1 𝑥 𝑥 0,05| (31 − 16) 3 (31 − 16)2 3



=√0,0956119285 = 0,3092117858 = 0,309 (3AP) Ralat Relatif =



𝑆𝑐𝑘𝑎𝑙 𝐶𝑘𝑎𝑙



𝑥 100%



12



2



2



=



0,3092117858 13,3333333333



𝑥 100%



= 2,319088394 % = 2,31% (3 𝐴𝑃) Jadi nilai Ckal = ( 13,3±0,309 ) denga ralat relatif sebesar 2,31 % Data 2 50−31



Ckal = 50.1. 31−18 - 50.1 = 23,0769230769 = 23, 1 kal/ oC (3AP) 𝑆𝑐𝑘𝑎𝑙 = √|1



2 2 (50 − 31) 2 (50 − 31) 2 2 𝑥 𝑥 0,005| + |−1 𝑥 𝑥 0,005| + |−50.1 𝑥 𝑥 0,05 + | (31 − 18) 3 3 (31 − 18)2 3



√+ |



50.1 2 𝑥 𝑥 (31−18) 3



2



(16−50)



2



2



2



0,05| + |50.1 𝑥 𝑥 0,05| (31−18)2 3



= √0,151173344 = 0,3888101645 = 0,388 (3AP) Ralat Relatif =



=



𝑆𝑐𝑘𝑎𝑙 𝐶𝑘𝑎𝑙



𝑥 100%



0,3888101645 23,0769230769



𝑥 100%



= 1,684844047 % = 1,68% (3 𝐴𝑃) Jadi nilai Ckal = ( 23,1±0,388 ) denga ralat relatif sebesar 1,68 % Data 3 50−32



Ckal = 50.1. 32−19 - 50.1 = 19,2307692308 kal/ oC = 19,2 kal/ oC (3 AP) 𝑆𝑐𝑘𝑎𝑙 = √|1



√+ |



2 2 (50 − 32) 2 (50 − 32) 2 2 𝑥 𝑥 0,005| + |−1 𝑥 𝑥 0,005| + |−50.1 𝑥 𝑥 0,05 + | (32 − 19) 3 3 (32 − 19)2 3



50.1 2 𝑥 𝑥 (32−19) 3



2



(19−50)



2



2



0,05| + |50.1 𝑥 𝑥 0,05| (32−19)2 3



=√0,1414451394 = 0,3760919295 = 0,376 (3AP)



13



2



Ralat Relatif =



=



𝑆𝑐𝑘𝑎𝑙 𝐶𝑘𝑎𝑙



𝑥 100%



0,3760919295 19,2307692308



𝑥 100%



= 1,955678033 % = 1,95% (3 𝐴𝑃) Jadi nilai Ckal = ( 19,2 ±0,376 ) dengan ralat relatif sebesar 1,95 %



Data 4 50−33



Ckal = 50.1. 33−14 - 50.1 = -5,2631578947 = - 5,26 kal/ oC (3AP) 𝑆𝑐𝑘𝑎𝑙 = √|1



√+ |



2 2 (50 − 33) 2 (50 − 33) 2 2 𝑥 𝑥 0,005| + |−1 𝑥 𝑥 0,005| + |−50.1 𝑥 𝑥 0,05 + | (33 − 14) 3 3 (33 − 14)2 3



50.1 2 𝑥 𝑥 (33−14) 3



2



(14−50)



2



0,05| + |50.1 (33−14)2 𝑥 3 𝑥 0,05|



2



=√0,041498782 = 0,2037124984 = 0,203 (3AP) Ralat Relatif =



=



𝑆𝑐𝑘𝑎𝑙 𝐶𝑘𝑎𝑙



𝑥 100%



0,2037124984 −5,2631578947



𝑥 100%



= −3,87053747 % = −3,87% (3 𝐴𝑃) Jadi nilai Ckal = ( -5,26 ±0,203 ) denga ralat relatif sebesar − 3,87 %



b) Menentukan kalor jenis zat padat Cb=



𝑚𝑎𝑑(𝑇3−𝑇1) 𝑚𝑏(𝑇2−𝑇3)



+



𝐶𝑘𝑎𝑙 (𝑇3−𝑇1) 𝑀𝑏(𝑇2−𝑇3)



Data 1 Cb=



𝑚𝑎𝑑(𝑇3−𝑇1) 𝑚𝑏(𝑇2−𝑇3)



+



𝐶𝑘𝑎𝑙 (𝑇3−𝑇1) 𝑚𝑏(𝑇2−𝑇3)



14



2



50(32−10)



= 50(80−32) +



13,33 (32−10) 50(80−32)



= 0,580525 kal/0C = 0,5805 kal/ oC (4AP) 𝜕𝐶𝑏



2



2



𝜕𝐶𝑏



2



2



Scb= √|𝜕𝑚𝑎𝑑 𝑥 3 𝑥∆𝑚𝑎𝑑| + |𝜕𝑚𝑏 𝑥 3 𝑥∆𝑚𝑏| 2



𝜕𝐶𝑏



2



2



+ |𝜕𝑇1 𝑥 3 𝑥 ∆𝑇1|



2



√|𝜕𝐶𝑏 𝑥 2 𝑥 ∆𝑇2| + |𝜕𝐶𝑏 𝑥 2 𝑥 ∆𝑇3| 𝜕𝑇2 3 𝜕𝑇3 3 (𝑇3−𝑇1)



2



2



Scb=√|𝑚𝑏(𝑇2−𝑇3) 𝑥 3 𝑥∆𝑚𝑎𝑑| + |



−𝑚𝑎𝑑(𝑇3−𝑇1) 𝑚𝑏 2 (𝑇2−𝑇3)



𝐶𝑘𝑎𝑙(𝑇3−𝑇1)



2



2



− 𝑚𝑏2(𝑇2−𝑇3) 𝑥 3 𝑥∆𝑚𝑏|



2



2 −𝑚𝑎𝑑(𝑇3−𝑇1) 𝐶𝑘𝑎𝑙(𝑇3−𝑇1) 2 √+ | −𝑚𝑎𝑑 − 𝐶𝑘𝑎𝑙 𝑥 𝑥∆𝑇1| + | 2 − 2 𝑥 3 𝑥∆𝑇2| 𝑚𝑏(𝑇2−𝑇3) 𝑚𝑏(𝑇2−𝑇3) 3 𝑚𝑏(𝑇2−𝑇3)



√+ |𝑚𝑎𝑑(𝑇2−𝑇12) + 𝐶𝑘𝑎𝑙(𝑇2−𝑇12) 𝑥 2 𝑥∆𝑇3| 3 𝑚𝑏(𝑇2−𝑇3)



(32−10)



2



𝑚𝑏(𝑇2−𝑇3)



2



2



−50(32−10)



13,33(32−10) 502 (80−32)



2



−50(32−10)



=√|50(80−32) 𝑥 3 𝑥0,005| + | 502 (80−32) −



√+ |



−50 13,33 − 50(80−32) 50(80−32)



2



𝑥 3 𝑥0,05| + |



√+ | 50(80−10)2 + 13,33(80−102) 𝑥 2 𝑥0,05| 3 50(80−32)



2



50(80−32)



=0,001607031188 = 0,001607 (4 AP) Ralat Relatif =



=



𝑆𝑐𝑏 𝐶𝑏



𝑚𝑏(𝑇2−𝑇3)



𝑥 100%



0,001607021188 0,580525



𝑥 100%



= 0,276823769 % = 0,2768% (4 𝐴𝑃)



15



2



50(80−32)



2



𝑥 3 𝑥0,005|



−



2



13,33(32−10) 2



50(80−32)



2



𝑥 3 𝑥0,05|



2



2



Jadi nilai Cb = ( 0,5805 ± 0,001607) denga ralat relatif sebesar 0,2768 % Data 2 50(24−14)



23,08(24−14)



Cb= 50(80−24) +



50(80−24)



=



730,8 2400



= 0,3045 kal/0C (4AP) (24−14)



2



2



−50(24−14)



Scb=√|50(80−24) 𝑥 3 𝑥0,005| + | 502 (80−24) −



23,08(24−14) 502 (80−24)



2



2



𝑥 𝑥0,005| 3



2



√+ | −50 − 23,08 𝑥 2 𝑥0,05| + |−50(24−142) − 23,08(24−142 ) 𝑥 2 𝑥0,05| 50(80−24) 50(80−24) 3 3 50(80−24)



√+ | 50(80−14)2 + 23,08(80−142) 𝑥 2 𝑥0,05| 3 50(80−24)



50(80−24)



2



50(80−24)



=0,001353786764 = 0,001353 (4AP) Ralat Relatif =



𝑆𝑐𝑏 𝐶𝑏



=



𝑥 100%



0,001353786764



0,3045



𝑥 100%



= 0,444593354 % = 0,4445% (4 𝐴𝑃) Jadi nilai Cb = ( 0,3045 ± 0,001353 ) denga ralat relatif sebesar 0,4445 %



Data 3 50(25−16)



Cb= 50(80−25) + =



19,23(25−16) 50(80−25)



623,07 2750



= 0,2265709090909091 kal/0C = 0,226 kal/ oC (3AP)



16



2



(25−16)



2



2



−50(25−16)



Scb=√|50(80−25) 𝑥 3 𝑥0,005| + | 502 (80−25) −



19,23(25−16) 502 (80−25)



2



2



𝑥 3 𝑥0,005|



2



√+ | −50 − 19,23 𝑥 2 𝑥0,05| + |−50(25−162) − 19,23(25−162 ) 𝑥 2 𝑥0,05| 50(80−25) 50(80−25) 3 3 50(80−25)



√+ | 50(80−16)2 + 19,23(80−162) 𝑥 2 𝑥0,05| 3 50(80−25)



2



50(80−25)



2



50(80−25)



=√0,953488948 = 0,976467587 = 0,976 (3AP) Ralat Relatif =



𝑆𝑐𝑏 𝐶𝑏



=



𝑥 100% 0,976467587



0,2265709090909091



𝑥 100%



= 430,9765942% = 430 % (3 𝐴𝑃) Jadi nilai Cb = ( 0,226±0,976 ) denga ralat relatif sebesar 430 %



Data 4 50(25−17)



Cb= 50(80−25) + =



− 5,26(25−17) 50(80−25)



−2,08 2750



= -0,0010181818181818 kal/0C = - 0,00101 kal/ oC (3AP) (25−17)



2



2



−50(25−17)



Scb=√|50(80−25) 𝑥 3 𝑥0,005| + | 502 (80−25) −



(−5,26)(25−17) 502 (80−25)



2



𝑥 𝑥0,005|



2



3



2



) 2 √+ | −50 − (−5,26) 𝑥 2 𝑥0,05| + |−50(25−172) − (−5,26)(25−17 𝑥 3 𝑥0,05| 2 ( ) ( ) 50 80−25 50 80−25 3



50(80−25)



) 2 √+ | 50(80−17)2 + (−5,26)(80−17 𝑥 3 𝑥0,05| 2



50(80−25)



50(80−25)



17



2



50(80−25)



2



= 0,0008283814411 = 0,000828 (3AP) Ralat Relatif =



𝑆𝑐𝑏 𝐶𝑏



𝑥 100% 0,0008283814411



=



−0,0010181818181818



𝑥 100%



= −81,35889155% = −81 % (3 𝐴𝑃) Jadi nilai Ckal = ( -0,00101 ± 0,000828 ) denga ralat relatif sebesar − 81,3 %



B. TUGAS DAN PERTANYAAN Tugas sebelum praktikum 1.Berdasarkan



azas Black turunkan persamaan 5! 𝑇2−𝑇3



Ckal = map.ca. 𝑇3−𝑇1 - mad.ca 2. Berdasarkan azas black turunkan persamaan 6! Cb=



𝑚𝑎𝑑(𝑇3−𝑇1) 𝑚𝑏(𝑇2−𝑇3)



+



𝐶𝑘𝑎𝑙 (𝑇3−𝑇1) 𝑀𝑏(𝑇2−𝑇3)



3. Apakah yang dimaksud dengan kesetimbangan termal? Keseimbangan termal adalah suatu keadaan dimana saat dua benda pada temperatur yang sama diletakkan dalam kontak termal( sehingga energi dapat berpindah dari satu ke yang lainnya), kedua benda tersebut pada akhirnya akan mencapai temeperatur yang sama ( Giancol,2001) Fisika volume 5,erlangga Dalam kesetimbangan termal, semua bagian sistem brtemperatur sama dengan temperatur lingkungannya. Bila pernyataan ini tidak terpenuhi, perubahan keadaan akan berlangsung sampai kesetimbangan termalnya tercapai.



Tugas 2



18



1. Kira-kira kesalahan apakah yang mungkin terjadi bila air yang berada di dalam kalorimeter terlalu banyak dibanding dengan jumlah zat padat yang dimasukkan ke dalamnya? Jawab : Maka yang lebih dominan adalah suhu air tersebut dan berpengaruh terhadap kalor yang diserap ataupun dilepas. Sehingga kemungkinan tidak akan berlakunya teori asas black. 2.



Sebuah bola platina dengan massa 100 gram dimasukkan ke dalam 400 gram air yang bersuhu 0°C, jika kemudian terjadi kesetimbangan temperatur pada 10,1°C dan kalor jenis platina adalah 0,040 kal/g°C. Berapakah temperatur platina tepat ketika akan dimasukkan ke dalam air? Jawab : mplatina.cplatina. ∆T = mair.cair. ∆T mplatina.cplatina. ( T-Tc) = mair.cair. (Tc- T) 100.0,040.(T- 10,1) = 400.1 (10,1 – 0) 4T- 40,4 = 4040 T=



4040+40,4 4



= 1020,1°C Jadi temperatur platina ketika akan dimasukkan ke dalam air sebesar 1020,1 °C 2) Laporan sementara



Gambar 2. Laporan sementara praktikum Kalorimeter



19