KALORIMETER
I. TUJUAN• Menentukan Kalor Jenis Suatu Logam
• Menghitung dan menggunakan Asas Black
II. LANDASAN TEORI
Kalor adalah energi dalam yang dipindahkan dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah ketika kedua benda disentuhkan (dicampur). Sedangkan energi dalam menyatakan total energi, yaitu jumlah energi kinetik dan energi potensial, yang dmiliki oleh seluruh molekul-molekul yang terdapat dalam benda.
Kalor (panas) berbeda dengan suhu walaupun keduanya berhubungan erat. Misalnya suatu panci air panas lebih banyak mencairkan es daripada nyala sebuah korek api. Jadi walaupun nyala korek api mempunyai suhu yang lebih tinggi tetapi menyimpan kalor yang lebih sedikit. Pengertian kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat berpindah karena perbedaan suhu.
Satuan Kalor
Dalam SI, satuan kalor adalah joule (J). Satuan yang lain adalah kalori (kal).
1 kalori adalah jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1¬0C pada 1 gram air.
1 kal = 4,18 J = 4,2 J
1 J = 0,42 ka
Hukum Kekekalan Energi kalor
Dua buah benda yang suhunya berbeda jika bersinggungan suhunya akan menjadi sama. Benda yang suhunya lebih tinggi memberikan kalor kepada yang suhunya lebih rendah, sedangkan benda yang suhunya lebih rendah akan menerima kalor itu. Jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diterima.
Kalorimeter adalah alat untuk mengukur kalor. Misalnya untuk menentukan kalor jenis suatu zat.
(Sri Sih Retning dkk, 2003 ; 69 – 72)
Kalor yang diterima atau dilepas, Q, oleh suatu benda bermassa m dam memiliki kalor jenis c, yang mengalami perubahan suhu derajat dinyatakan oleh:
Jika yang diketahui adalah kapasitas kalor benda maka:
Perubahan suhu adalah
suhu akhir – shu awal
Catatan : jika positif maka Q positif. Ini berarti benda menerima kalor. jika negatif maka Q negati. Ini berarti benda melepas kalor.
Alat yang digunakan untuk mengukur kalor disebut kalorimeter. Umumnya kalorimeter digunakan untuk menentukan kalor jenis suatu zat.
(Marthen Kanginan, 1999: 255)
Menurut asas Black
Kalor Yang Dilepas = Kalor Yang Diterima
Panas Jenis dan Kapasitas Panas Molar
untuk Berbaga Padatan dan Cairan pada 200C
Kalor Yang Dilepas = Kalor Yang Diterima
Panas Jenis dan Kapasitas Panas Molar
untuk Berbaga Padatan dan Cairan pada 200C
No Zat Panas jenis
(kJ/kg.K) Panas jenis
(Kkal/kg.K) Kapasitas panas molar (J/ml.K)
1. Aliminium 0.9 0,215 24,3
2. Bismuth 0,123 0,0294 25,7
3. Tembaga 0,386 0,0923 24,5
4. Emas 0,126 0,0301 25,6
5. Es (-100C) 2,05 0,49 36,9
6. Timah hitam 0,128 0,0305 26,4
7. Perak 0,233 0,0558 24,9
8. Tungsen 0,134 0,0321 24,8
9. Seng 0,387 0,0925 25,2
10. Alkohol (Ethyl) 2,4 0,58 111
11. Raksa 0.14 0,033 28,3
12. Air 4,18 1 75,2
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa panas jenis air jauh lebih besar daripada panas jenis zat lain. Karena kapasitas panasnya yang sangat besar, air adalah bahan yang baik sekali untuk menyimpan energi termis. Air juga merupakan pendingin yang baik.
III. ALAT DAN BAHAN
1. Termometer
2. Gelas Beaker
3. Gelas kimia
4. Kalorimeter pastik
5. Neraca
6. Pembakar spritus
7. Kaki tiga+kasa
8. Korek Api
9. Termometer
IV. LANGKAH PERCOBAAN DAN GAMBAR PERCOBAAN
1. Langkah percobaan
1. Kapasitas kalor
1. Kalorimeter kosong ditimbang, massanya (mk).
2. Kalorimeter diisi dengan air hingga ¼ bagian, kemudian timbang massanya (mk+a).
3. Suhu kalorimeter dan air diukur (t1).
4. Gelas kimia diisi dengan air hingga 1/3 bagian kemudian panaskan hingga mendidih, catat suhu air (t2).
5. Air panas tadi dimasukkan ke dalam kalorimeter, aduk perlahan-lahan hingga mereta kemudian catat suhunya (ta)
6. Kalorimeter bersama air campuran ditimbang kembali (mk+c)
2. Kalor jenis logam
1. Kubus logam diikat dengan benang jahit kemudian timbang massanya (m1).
2. Gelas kimia diisi dengan dengan air hingga 1/3 bagian, kemudian gantung kubus di dalam gelas kimia hinnga logam tercelup seluruhnya dan panaskan hingga mendidih (t1).
3. Beaker alumunium ditimbang (mk).
4. Beaker alumunium diisi dengan air ¼ bagian kemudian timbang (mk+a).
5. Suhu air kalorimeter dicatat (t2).
6. Logam diangkat dari air mendidih kemudian masukkan ke dalam kalorimeter.
7. Air diaduk-aduk dalam kalorimeter sampai suhunya tidak berubah lagi (t3).
V. HASIL PENGAMATAN
1. Kapasitas Kalor
1. Hasil Percobaan
Massa calorimeter kosong (mk)
Mk = 131,7 gram = 0,1317 kg
Massa air + massa kalorimeter (mk + a)
mk + a = 189,4 gram = 0,1894 kg
Massa air panas (mk+a – mk )
mk+a – mk = 0,1894 kg – 0,1317 kg = 0,0577 kg
Kalor jenis air ( cair ) = 1 kkal / kg K
Suhu air + calorimeter ( t1) = 260 C
Suhu air panas ( t2) = 850 C
Suhu campuran( ta) = 53,50 C
Massa calorimeter + air campuran = 0,2658 kg
2. Perhitungan
Mol Aluminium = Massa aluminium/ Ar Aluminium
= 62 gram / 27
= 2,3 mol
1 kalori = 4.18 joule
1 joule = 0.24 kalori
Q Lepas = Q Terima
ml . c2 . (t2 – t¬a) = mk . ck (t¬a –t1) + ma. ca (ta– t1)
0,0577 kg . 1 kkal/kg.K. (850C – 490C) = C (490C – 260C) + 0,0577 kg. 1 kkal/kg. K (490 - 260)
0,0759.37,5 = 28 .C + 0,059(28)
2,85 kkal = 28. C + 0,059 (28)
28K .C = 1,198 kkal
C = 0,0427 kkal/K
C = 42,7 kal/K
C = 178,486 J/K
C = 77,60 J/mol K
Jadi kapasitas kalorimeter alumunium adalah C = 77,60 J/mol K
3. Pembahasan
Berdasarkan hasil percobaan yang telah didapat, maka dapat ditentukan kapasitas aluminiumnya melalui perhitungan dengan mengunakan rumus :
Q Lepas = Q Terima
ml . c2 . (t2 – t¬a) = mk . ck (t¬a –t1) + ma. ca (ta– t1)
Setelah dicari mennggunakan rumus tersebut, seharusnya nilai kapasitas kalor yang didapatkan harus sama seperti pada tabel yaitu sebesar C = 24,3 J/mol K. Tetapi, dari percobaan yang telah kami lakukan ternyata hasil yang kami dapat berbeda dengan tabel. Hal ini terjadi karena beberapa faktor diantaranya pratikan tidak tepat takarannya dalam memasukkan air ke dalam kalorimeter. Selain itu, pratikan juga kurang teliti dalam membaca alat ukur seperti termometer serta kasalahan kalibrasi pada neraca 4 lengan sehingga hal ini dapat mempengaruhi hasil dari percobaan yang dilakukan.
Kapasitas kalor. Setiap benda denga massa yang sama memerlukan sejumlah kalor yang berbeda untuk menaikkan suhu yang sama, hal ini disebabkan kalor jenisnya berbeda. Pernyataan tersebut juga mengandung arti bahwa banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh seluruh benda untk menaikkan suhunya juga berbeda untuk zat-zat yang berbeda.
2. Kalor jenis logam
1. Hasil Percobaan
Massa kubus logam
m1 = 22,4 gram = 0,0224kg
Massa beker aluminium kosong
mk = 61 gram = 0,061 kg
Massa air + massa kalorimeter
mk + a = 187,4 gram = 0,1894 kg
Kalor jenis air cair = 1 kkal / kg K
Suhu air calorimeter t2 = 260C
Suhu air panas t1 = 780C
Suhu campurant3 = 800C
Kalor jenis calorimeter alumunium ck = 0,215 kkal / kg K
2. Perhitungan
Qlepas = Qterima
ml . c2 . (t1 – t3) = mk . ck (t3 – t2) + ma . ca (t3 – t2)
0,0244kg . c2 (780C – 500C) = 0,062 kg . 0,215 kkal/kg K . (50– 25) + 0,215 kg . 1 kkal/kg K . (55 0C – 25 0C)
0,8174kg K c2 = 0,39 kkal + 3,75 kkal
c2 = 5,06 kkal/kg K
Jadi, kalor jenis logam yang di dapat dari perhitungan adalah sebesar c2 = 5,06 kkal/kg K.
3. Pembahasan
Berdasarkan hasil percobaan maka dapat ditentukan kalor jenis logam melalui perhitungan dengan menggunakan rumus ;
Q Lepas = Q Terima
ml . c2 . (t2 – t¬a) = C (t¬a –t1) + ma. ca (ta – t1)
Setelah dicari mennggunakan rumus tersebut, seharusnya nilai kapasitas kalor yang didapatkan harus sama seperti pada tabel yaitu sebesar 0,215 kkal/kg. Tetapi, dari percobaan yang telah kami lakukan ternyata hasil yang kami dapat berbeda.
Kalor jenis suatu benda tidak tergantung dari massa benda, tetapi tergantung pada sifat dan jenis benda tersebut. Jika kalor jenis suatu benda adalah kecil maka kenaikan suhu benda tersebut akan cepat bila dipanaskan.
aktor-faktor yang mempengaruhi besarnya kalor jenis larutan adalah massa, kalor jenis zat, dan suhu. Hubungan antara kalor air dan kalor tidak sama, yang disebabkan oleh massa, suhu akhir dan suhu awal air yang tidak sama. Kalorimeter merupakan perhitungan tentang perpindahan panas dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah, yang dipengaruhi oleh massa dan suhu. Semakin besar massa suatu zat, maka semakin kecil pula nilai kalor jenisnya. Begitu pula sebaliknya, semakin kecil massa zat maka semakin besar pula nilai kalor jenisnya. Sedangkan untuk perubahan suhu, semakin besar perubahan suhunya, nilai dari kapasitas kalor jenis maka akan semakin kecil.
VI. KESIMPULAN
1. Kesimpulan
1. Kapasitas kalor
• Kalor adalah energi yang mengalir dari sebuah benda ke sebuah benda yang lain karena adanya perbedaan temperatur diantara kedua benda tersebut.
• Kapasitas suatu zat didefinisikan sebagai jumlah kalor yang dibutuhkan oleh zat untuk menaikkan suhunya satu derajat
• Kapasitas kalor adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda satu satuan suhu. Kalor yang diperlukan untuk manaikkan suhu suatu benda sebanding dengan kenaikan suhu benda itu sendiri.
• Untuk menentukan kapasitas kalor dapat menggunakan persamaan :
C = Q/ ΔT
2. Kalor jenis logam
• Kalor jenis (panas jenis) adalah kapasitas kalori tiap satuan massa.
• Kalor jenis dapat ditentukan dengan persamaan :
c = Q / m.Δt
DAFTAR PUSTAKA
Kanginan, Marthen. 1999. Seribu Pena Fisika SMU Kelas 1. Jakarta : Erlangga
Tipler, Paul A. 1998. Fisika Untuk Sains dan teknik Edisi Ketiga Jilid. Jakarta: Erlangga
www.contohskripsitesis.com/backup/Tugas%20Kuliah/Laporan%20kalor.doc
Bintoro in http://aabin.blogsome.com
http/www\0258 Fis-1-1b.htm
0 komentar:
Posting Komentar