Praktikum Fisika - Panas Lebur Es Dan Panas Penguapan Air - D200190155 [PDF]

Citation preview

1.1 Landasan Teori Suhu adalah derajat panas atau dinginnya suatu benda yang diukur oleh termometer, sedangkan kalor adalah sesuatu yang mengalir dari benda panas ke benda yang lebih dingin untuk menyamakan suhunya. Suhu sesungguhnya adalah ukuran energi kinetik ratarata partikel dalam suatu benda. Sedangkan dalam fisika, istilah “kalor” selalu mengacu pada energi yang berpindah dari suatu benda ke benda yang lainnya karena perbedaan suhu. Begitu proses pemindahan ini berhenti maka kalor tidak lagi memiliki arti. Jadi, kalor bukanlah jumlah energi yang terkandung dalam suatu benda. Karena itu, tidaklah tepat menyatakan suatu benda mengandung kalor. Secara sederhana kita dapat menyatakan antara suhu, kalor, dan energi dalam sebagai berikut. Suhu mempresentasikan energi kinetik satu molekul zat. Eenergi adalah ukuran energi seluruh molekul dalam zat. Sedangkan kalor adalah perpindahan sebagian energi dari suatu zat ke zat lain karena adanya perbedaan suhu. (Siti Nurjihan, 2013). Kalor merupakan salah satu bentuk energi maka satuan kalor pun sama dengan satuan energi, yaitu joule atau kalori. Kalor dapat menaikkan suhu suatu zat dan dapat mengubah wujud zat. Benda yang mendapat kalor suhunya naik, sedangkan yang melepas kalor suhunya turun. Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud zat dinamakan kalor laten dan kalor uap. Kalor laten itu adalah banyaknya kalor banyaknya kalor yang diperlukan dan dilepaskan oleh 1 kg atau 1 g zat agar dapat mengubah wujudnya, sedangkan kalor uap yaitu banyaknya kalor per satuan massa yang diberikan pada zat di titik didih nya agar wujud cair berubah menjadi wujud gas seluruhnya pada titik didih tersebut. (Purwadi, 1989)’ Kalor adalah energi panas zat yang dapat berpindah dari suhu tinggi ke suhu yang rendah ketika kedua benda bersentuhan. Sedangkan suhu adalah derajat atau tingkat panas suatu



benda. Besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda (zat) bergantung pada 3 faktor yaitu, massa zat, jenis zat (kalor jenis), dan perubahan suhu. (Tipler, 1998) Perubahan wujud zat yaitu perubahan ternodinamika dari satu fase benda ke keadaan wujud zat yang lain. Wujud zat sendiri merupakan bentuk-bentuk berbeda yang didapatkan dari berbagai fase materi berlainan. Fase zat di alam ada 3 yaitu padat, cair, gas. Zat-zat itu dalam kondisi suhu dan tekanan yang berbeda dapat mengalami 3 fase tersebut. Misalnya air juga mengalami hal seperti itu yaitu dalam keadaan padat, dalam keadaan cair dan juga bisa berupa gas atau uap. Perubahan wujud dapat terjadi karena peristiwa penyerapan dan pelepasan kalor, peristiwa ini sering kali juga di sertai dengan perubahan volume. Sebagai contoh, andaikan bahwa sebongkah es yang diambil dari kulkas dengan suhu misalnya -25° C. Segera masukkan es kedalam satu bejana pemanas yang di lengkapi dengan thermometer Untuk mengukur suhunya dengan penambah panas yang ajeg. Nampaklah bahwa penunjukan termometer naik secara ajeg sampai d suhu 0° C. Disini dengan segera akan Nampak adanya air dalam bejana dengan kata lain es mencair, terjadi perubahan dari padat ke cair. Kenaikan suhu berhenti karena panas seluruhnya dipakai untuk mencair. (Anonim, 2015) Setelah es mencair seluruhnya, suhu air perlahan-lahan akan naik kembali. Kenaikan suhu sekarang lebih lambat dari sebelum mencair sebab panas jenis air lebih besar daripada jenis es. Kenaikan suhu air terhenti lagi pada suhu 100° C, terjadi penguapan. Suhu tetap 100° C sampai air menjadi uap seluruhnya. Jika uap air masih menerima panas, akhirnya menjadi uap superheated. Panas yang diperlukan untuk mencair disebut panas lebur, sedangkan untuk penguapan disebut panas penguapan. Panas lebur es dapat dicari dengan memasukkan es yang sudah ditimbang kedalam kalorimeter yang berisi air yang sudah di ketahui massanya, kemudian amatilah suhu awal dan suhu akhirnya. Misalnya massa es



yang bersuhu 0°C adalah m, massa air didalam kalorimeter ma, suhu awal Tm dan suhu akhir Ta, sesuai Azaz Black bahwa panas di serap senilai panas dilepas, sehingga didapat persamaan ma(Tm-Ta) = m(Le+Ta) dimana panas lebur es (Le) adalah tetapan yang dicari. Panas penguapan air dapat dicari dengan menguapkan air yang berada dalam kalorimeter dengan kawat pemanas, tenaga yang diberikan oleh kawat pemanas sama dengan panas yang diterima oleh air. Dengan mengamati perubahan massa air, panas yang terjadi pada waktu air telah mendidih, maka dapat dihitung panas penguapan dari air tersebut. Jika suhu panas Tm, suhu air mendidih Ta, tegangan kawat pemanas V, arus yang lewat kawat pemanas i Pada waktu t dengan perubahan massa air ∆ma,pada tetapan panas penguapan Lu, dipenuhi Ikatan Vit = ∆mₐ(Lu + Ta - Tm). Panas atau kalor penguapan, atau lengkapnya perubahan entalpi penguapan standar, ∆vH°,adalah energy yang di butuhkan untuk mengubah suatu kuantitas zat menjadi gas. Energi ini diukur pada titik didih zat dan walaupun nilainya biasanya dikoreksi ke 298 K, Koreksi ini kecil dan sering lebih kecil daripada deviasi standar nilai terukur. Nilainya biasaNya dinyatakan dalam KJ/Kg,kkal/mol,kal/g dan Btu/lb.(anonoim 2015). Panas penguapan dapat dipandang sebagai energy yang diburuhkan untuk mengatasi Interaksi antar molekul dalam cairan (atau padatan pada sublimasi). Disisi lain, molekul air cair diikat oleh ikatan hydrogen yang relatif kuat, sehingga panas penguapannya, 40,8 KJ/mol, lebih dari lima kali energi yang dibutuhkan untuk memanaskan air dari 0° C hingga 100° C (cp = 75,3 J/K?mol). harus diperhatikan, jika menggunakan panas penguapan untuk mengukur kekuatan gaya antar molekul , bahwa gaya-gaya tersebut mungkin tetap ada dalam fase gas (seperti pada kasus air), sehingga nilai perhitungan kekuatan ikatan akan menjadi terlalu rendah. Hal ini terutama ditemukan pada logam, yang sering membentuk molekul ikatan kovalen dalam fase gas. Dalam kasus ini, perubahan entalpi standar



atomisasi harus digunakan untuk menemukan nilai energi ikatan yang sebenarnya. (Tipler, P.A.1998).



1.2 Tujuan Praktikum ini bertujuan agar tiap-tiap kelompok mampu, 1. Menentukan kapasitas panas yang dibutuhkan untuk meleburkan suatu es dan Panas yang dibutuhkan untuk mengubah fase cair menjadi uap. 2. Memahami faktor apa saja yang mempengaruhi siklus perubahan fase suatu zat Cair. 3. Melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan sesuai dengan praktikum Kelompok tersebut.



1.3 Alat dan Bahan 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.



kalorimeter Es dengan massa tertentu Kalorimeter dengan kawat pemanas Timbanagan Termometer Voltmeter Amperemeter Stopwach Kabel Bejana pemanas Alat pemanas



1.4 Prosedur dan Pelaksanaan A. Panas lebur 1. Menimbang massa kalorimeter kosong. 2. Mengambil air dari kran ± ½ gelas calorimeter. 3. Menimbang massa campuran air dan kalorimeter. 4. Mengurangi massa campuran dengan massa calorimeter kosong sehingga Diperoleh massa air. 5. Mengukur suhu awal dengan termometer. 6. Menimbang massa es dengan cara yang sama. 7. Mengekur suhu es dengan termometer digital. B. Panas Penguapan 1. Menimbang massa calorimeter yang dilapisi plastic bening.



2. 3. 4. 5.



Mengambil air yang telah dipanaskan ± ¾ dari tinggi kalorimeter. Menimbang massa air dalam calorimeter dengan neraca. Mengukur suhu awal dari air tersebut dengan termometer. Menutup dan memanaskan kalorimeter dengan kawat pemanas, kemudian menghidupkan amperemeter dan voltmeter. 6. Menyalakan stopwatch selama 10 menit. 7. Mengganti angka yang tertera di amperemeter dan voltmeter pada menit ke-10 kemudian mencatat hasilnya pada table data hasil perhitungan. 8. Mengukur suhu air setelah panas, dengan termometer. 9. Membuka tutup kawat pemanas, menghilangkan uap air akhir Kemudian mencatat hasilnya pada table data hasil percobaan. 10. Menghitung selisih awal dan akhir,kemudian mencatat hasilnya Pada table pengamatan.



1.5 Hipotesis Berdasarkan percobaan pengukuran maka dapat ditarik kesimpulan sementara, Antara lain: 1. Semakin lama pemanasan maka semakin tinggi pula kenaikan suhu dari zat cair. 2. Air es akan mencair jika tidak cepat digunakan. 3. Setiap zat memiliki suhu yang berbeda-beda. 4. Massa jenis benda mempengaruhi suhu pula.