KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr.Wb.Alhamdulillah banyak nikmat yang allah berikan, tetapi sedikit sekali yang kita ingat. Segala puji hanya layak untuk allah atas segala berkat,rahmat,taufik serta hidayah-Nya yang tiada terkira besarnya, sehingga saya dapat menyelesaikan hasil laporan praktikum fisika dasar ini.
Dalam penyusunannya, saya mengucapkan terimakasih kepada asisten laboratorium yang telah membantu serta mengarahkan saya. dari sanalah semua kesuksesan ini berawal, semoga semua ini bisa mmeberikan sedikit kebahagiaan dan menuntun pada langka yan lebih baik lagi.
Meskipun saya berharap isi dari laporan praktkum ini bebas dari kesalahan, namun selalu ada yang salah. oleh karena itu, saya mengharapkan kritik dan saran yang ,e,bangun agar hasil laporam praktikum ini dapat lebih baik lagi.
Akhir kata saya megucapkan banyak terimakasij, semoga hasil laporan ini bermanfaat.
Yogyakarta, 15 Maret 2017
Praktikan
Endah Setyani
PANAS JENIS ZAT PADAT
A. TUJUAN PERCOBAAN
1. Mengetahui prinsip kerja serta
kegunaan calorimeter
2. Menentukan nilai dari panas jenis zat
padat
3. Memprediksikan kenaikan suhu zat
padat pada saat menerima panas
B. DASAR TEORI
Kalor adalah suatu bentuk energi yang
diterima oleh suatu benda yang
menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya. Kalor
berbeda dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam satuan derajat
panas.
Kalor merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik yang diserap
maupun
dilepaskan oleh suatu benda. Dari sisi sejarah kalor merupakan asal kata
caloric
ditemukan oleh ahli kimia perancis yang bernama Antonnie laurent lavoiser
(1743
– 1794). Kalor memiliki satuan Kalori (kal) dan Kilokalori (Kkal). 1 Kal
sama
dengan jumlah panas yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram air naik 1
derajat celcius (Akbar, 2010).
Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang
dimiliki oleh suatu zat.
Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda
yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor
yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika
suhunya
rendah maka kalor yang dikandung sedikit. Dari hasil percobaan yang
sering
dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda(zat)
bergantung
pada 3 faktor yaitu massa zat, jenis zat (kalor jenis), perubahan suhu
(Purnomo,2008)
Menurut Halliday (1985), perbandingan
banyaknya tenaga kalor (∆Q)
yang dibekalkan kepada sebuah benda untuk menaikkan temperaturnya
sebanyak ∆T dinamakan kapasitas kalor (C) dari benda tersebut yakni:
C
= Q:T
Kapasitas kalor per satuan massa sebuah benda yang dinamakan kalor jenis
(c)
adalah ciri (karakteristik) dari bahan yang membentuk benda tersebut:
Kalor jenis adalah jumlah energi yang
dipindahkan dari suatu benda atau
tubuh ke benda lain akibat dari suatu perbedaan suhu diantara benda atau
tubuh
tersebut. Kalor dinyatakan dalam satuan energi joule (J) menurut satuan
SI.
Kalor umunya dinyatakan dalam satuan kalori (kkal), yaitu satu kalori
adalah
jumlah kalor yang diperlukan untuk meningkatkan suhu 1 gram air sebanyak
1
derajat celcius pada suhu kamar (293 K) (Metana, 2010).
Kalor yang dipindahkan
dari atau ke sistem diukur di dalam alat yang
dinamakan kalorimeter, yang terdiri dari sebuah wadah cuplikan kecil yang
dibenamkan dalam sebuah bejana air yang besar. Bejana luar itu disekat
dengan
baik sekali di sebelah luar untuk menghalangi lubang kamar mencapai air,
sedangkan wadah di dalam dibuat dari tembaga atau suatu bahan penghantar
kalor yang lain untuk mengizinkan kalor acara mudah dipertukarkan antara
wadah itu dan air (Cromer, 1994).
Pengukuran jumlah kalor reaksi yang diserap
atau dilepaskan pada suatu
reaksi kimia dengan eksperimen disebut kalorimetri. Dengan menggunakan
hukum Hess, kalor reaksi suatu reaksi kimia dapat ditentukan berdasarkan
data
perubahan entalpi pembentukan standar, energi ikatan dan secara
eksperimen.
Proses dalam kalorimeter berlangsung secara adiabatik, yaitu tidak ada
energi
yang lepas atau masuk dari luar ke dalam kalorimeter (Petrucci,1987).
Kalor berpindah dari
benda yang bersuh tinggi kebenda yang bersuhu rendah. Ada tiga macam
perpindahan kalor, yaitu:
1. Perpindahan kalor secara konduksi
Konduksi adalah
perpindahan kalor melalui zat padat. Perpindahan ini tidak diikiuti dengan
perpindahan partikel perantara. Berdasarkan kemampuan menghantarkan kalor, zat
dibagi menjadi 2 golongan yaitu isolator dan konduktor. Konduktor adalah zat
yag mudah menghantarkankalor dengan baik. Namun, isolator adalah zat yang sukar
menghantarkan kalor. Banyaknya kalor Q yang melalui dinding selama selang waktu
t, dinyatakan sebagai berikut:
Q= K.A.t.T:L
Keterngan:
Q=
kalor (J) atau (kal)
K= konduktivitas termal (W/mk)
A= luas penampang (m2)
T= perubahan suhu (K)
L=
panjang (m)
t= waktu
(sekon)
contoh perpindahan kalor secara konduksi adalah peristiwa dua
batang logam yang dipanaskan.
2. Perpindahan kalor secara konveksi.
Konveksi
adalah proses perpindahan kalor dari satu bagian fluida kebagian fluida lain
oleh pergerakan fluida itu sendiri. Ada dua jenis konveksi, yaitu konveksi
alamiah dan konveksi paksa. Pada konveksi alamiah, pergerakan fluida terjadi
akibat perbedaan massa jenis. Adapun konveksi paksa, fluida yang telah dipanasi
langsung diarahkan ketujuannya oleh sebuah peniup (blower) atau pompa. Contoh
konveksi paksa antara lain system pendingin mobil dan pengering rambut
(hairdryer).
Pemanfaatan
konveksi terjadi [ada cerobong asap, system suplai air panas dan lemari es.
Laju kalor Q:t sebuah panas memindahkan kalor ke fluida sekitarnya secara
konveksi sebanding dengan luas permukaan benda bersentuhan dengan fluida dan
beda suhu diantara benda dan fluida. Hal tersebut dapat ditulis sebagai
berikut:
H=h.A.T4
Keterangan H = laju
kalor (kal/s atau J/s)
Dengan h adalah koefisien konveksi
yang nilainya bergantung pada bentuk dan kedudukan permukaan, yaitu tegak,
miring, mendatar, menghadap kebawah, atau menghada[ keatas. Konveksi dalam
kehidupan sehari hari antara lain terlihat pada peristiwa angina darat dan
angina laut.
3. Perpindahan kalor secara radiasi.
Radiasi
atau pancaran adalah perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Pada tahun 1897, Joseph Stefan melakukan
pengukuran daya total yang dipancarkan oleh benda hitam sempurna. Dia
menyatakan bahwa daya total sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak nya.
Hubungan ini dinamakn sebagai hokum Stefan-boltzman yang berbunyi “energy yang
dipancarkan oleh suhu permukaan (A) dan sebanding dengan pangkat empat suhu
mutlak permukaan itu”.
Q:t= ∂.A.T4.e
Dengan ∂ dikenal sebagai tetapan
Stefan-boltzman yang memiliki nilai 5,67x10-8 W/m2K4.
Dengan e adalah koefisien yang disebut emivisitas, nilai nya diantara 0-1 serta
tergantung pada jenis zat dan kedaan permukaan. Untuk benda hitam sempurna e=1.
System calorimeter bekerja
berdasarkam azas black, yaitu “apabila pada kondisi adiabatic dicampurkan dua
zat yang temperaturnya mula-mula berbeda, maka pada saat kesetimbangan banyak
kaor yang dilepas oleh zat yang temperaturnya mula-mula tinggi sama dengan
banyak nya kalor yang diserap oleh zat yang temperaturnya rendah.
Qlepas = Qterima
m.c.T = m.c.T
C. ALAT DAN
BAHAN
1. calorimeter
2. timbangan/neraca
3. thermometer
4. bejana didih
5. kulkas/pendingin
6. pipet
7. stopwatch
8.air
9. zat padat (logam)
D. PROSEDUR
KERJA
1. siapkan alat dan bahan percobaan.
2. hidupkan pemanas dari bejana didih
yang berisi air.
3. timbanglah calorimeter kosong dan
alat pengaduk dari logam.
4. isilah calorimeter dengan air
sedemikian tingginya sehingga benda padat (logam) dapat tercelup, kemudian
timbanglah calorimeter tersebut. Serta catat massa airnya.
5. Masukkan benda logam kedalam bejana
didih.
6. Dinginkan calorimeter berisi air tadi
kedalam pendingin supaya suhunya dibawah suhu kamar.
7. Bersihkan dinding luar dari
calorimeter agar tidak embun yang melekat.
8. Masukkan calorimeter tadi pada
tempatnya dan catat suhu mula-mulanya.
9. Catatlah tekanan yang terbaca pada
barometer dan suhu kamar dan kemudian angkatlah benda logam dari bejana didih
dan dengan cepat masukkanlah kedalam calorimeter.
10. Aduk dan amati suhu maksimum yaitu
suhu akhir dan catat suhunya.
11. Setelah percobaan timbang calorimeter
+ air + benda logam.
12. Ulangi lamgkah 4-10 dengan jumlah air
yang berbeda.
13. Rapikan alat dan bahan seperti
kondisi semula.
E.HASIL
PERCOBAAN.
|
NO
|
berat logam (gr)
|
Berat air (gr)
|
Berat calorimeter +pengaduk (gr)
|
Suhu logam mula-mula (tb)
|
Suhu air mula-mula (t1)
|
Suhu air akhir (t2)
|
(t2-t1)
|
|
1.
|
20 gr
|
100gr
|
70gr
|
92
|
24
|
26
|
2
|
|
2.
|
20gr
|
100gr
|
70
|
91
|
25
|
27
|
2
|
|
3.
|
20gr
|
100gr
|
70gr
|
92
|
24
|
25
|
1
|
|
4.
|
60gr
|
100gr
|
70gr
|
93
|
20
|
23
|
3
|
|
5.
|
60gr
|
100gr
|
70gr
|
92
|
23
|
25
|
2
|
|
6.
|
60gr
|
100gr
|
70gr
|
93
|
22
|
24
|
2
|
Suhu kamar =
27◦C.
F.ANALISIS
DATA
G.
PEMBAHASAN
Kalor jenis adalah jumlah energy
yang dipindahkan dari suatu benda ke benda lain karna perbedaan suhu. Kalor
berpindah/ mengalir dari benda yang bersuhu tinggi kebenda yang berhusu
rendah.kalor yang dipindahkan dari atau kesuatu system diukur dalam
calorimeter. Sehingga, fungsi dari calorimeter itu sndr adalah untuk menentukan
kalor jenis suat zat.
Calorimeter menggunakan system azas
black. Azas black yaitu apabila pada kondisi adiabatic dicampurkan dua zat yang
temperaturnya mula-mula berbeda, maka pada saat kesetimbangan banyak kalor yang
dilepas oleh zat yang temperaturnya tinggi sama dengan banyaknya kalor yang
diserap oleh zat yang temperaturnya rendah. Dengan kata lain, jika dua buah
benda yang berbeda suhunya dicampurkan, maka benda yang panas akan memberikan
kalor pada benda yang dingin sehingga suhu akhir nya sama. Persamaan azas black
adalah
Qlepas
= Qterima
m.c.∆T= m.c. ∆T
Dalam praktikm ini, kita akan
menentukan besarnya kalor jenis zat padat (logam) dengan berat yang berbeda.
Perpindahan kalor ada 3 macam, yaitu konduksi (perantara), konveksi (mengalir),
dan radiasi (pancaran). Dalam praktikum ini, telah menggunakan kalor secara
konveksi. Karena dalam praktikum ini benda yang yang memiliki kalor lebih besar
(logam yang dipanaskan) akan memberikan kalor kepada benda yang memiliki kalor
rendah (air yang telah dimasukkan dalam kulkas). Sehingga ketika 2 benda tsb
dicampurkan, maka akan terjadi konveksi (aliran). Dan dalam kasus ini,
menerapkan system azas black.
Berdasarkan alinisis data yang telah
kita cari dengen menggunakan metode interpolasi, kita telah menemukan besarnya
Ck (besar kalor jenis calorimeter) dan Cp (besar kalor jenis pengaduk).
Calorimeter yang kita gunakan berupa dari aluminium (Al) dan pengaduk yang kita
gunakan dari bahan besi (Fe). Besar kalor jenis calorimeter (Al) adalah 22,4079
kal/g◦C. sedangkan harga kalor jenis dari pengaduk (Fe) adalah 10,8551 kal/g◦C.
sehingga, kalor jenis aluminium lebih besar dibandingkan dengan besi.
Dalam menentukan kalor jenis zat
padat, kita menggunakan 2 buah benda logam yang ebrbeda beratnya, yaitu 20 gr
dan 60 gr. Dan denga berat air 100 gr, berat pengaduk serta calorimeter sebesar
70 gr. Pada logam pertama, kita melakukan 3 percobaan. Dengan percobaan pertama,
didapatkan kalor jenis logam pertama (Cb1) sebesar 0,17003 kal/g◦C. sedangkan
pada percobaan kedua, didapatkan besar kalor jenis logam pertama (Cb2) sebesar
0,175 kal/g◦C. Dan pada percobaan ketiga, didapatkan besar kalor jenis logam
pertama (Cb3) sebesar 0,0837 kal/g◦C. Dengan tiga percobaan diatas, diperoleh
rata-rata kalor jenis pada logam pertama dengan berat 20 gr sbesar 0,14291
kal/g◦C. Dan diperoleh juga hasil ∆Cb sebesar 0,05 kal/g◦. sehingga, Cb
rata-rata +-∆Cb adalah 0,14291+- 0,05 kal/g◦C.
Sehingga, pada logam kedua juga
dilakukan 3 percobaan sama seperti logam pertama. Namun, logam kedua memiliki
berat yang lebih besar disbanding logam pertama, yaitu logam kedua sebesar 60
gr. Pada percobaan pertama,diperoleh kalor jenis logam kedua sebesar 0,08
kal/g◦C. Sedangkan pada percobaan kedua diperoleh kalor jenis (Cb2) sebesar
0,056 kal/g◦C. Dan pada percobaan ketiga diperoleh kalor jenis logam kedua
(Cb3) sebsar 0,054 kal/g◦C.
Dan tiga percobaan diatas diperoleh
rata-rata kalor jenis zat padat (logam kedua) sebesar 0,063 kal/g◦C. Dan
diperoleh juga ∆Cb adalah 0,063 +- 0,014 kal/g◦C. Ternyata berdasarkan
percobaan yang kita lakukan, dapat disimpulkan bahwa logam pertama memiliki
nilai kalor jenis lebih besar disbanding logam kedua. Sehingga, semakin ringan
suatu berat benda, maka kalor jenis nya semakin besar. Oleh karena iyu,
hubungan antara massa dengan kalor jenis berlawanan/ bertolak belakang.
Berdasarkan hasil percobaan,
perubahan suhu pada logam pertama yang massa nya 20 gr adalah sekisar 1-2◦C.
namum, pada logam kedua yang beratnta 60 gr memiliki perubahan suhu sekisar
2-3◦C. hal ini dpat disimpulkan bahwa logam pertama meiliki perubahan suhu
lebih kecil disbanding logam kedua.
Menurut teori yang ada, benda yang
bersuhu rendah meiliki kalor yang sedikit. Begitu juga sebaliknya. Benda yang
bersuhu tinggi memiliki kalor jenis yang tinggi. Namun, dalam percobaan kita
tidak sesuai dengan teori yang ada yaitu benda yang memilki perubahan suhu
renda justru memiliki kalor jenis yang tinggi. Dan benda yang bersuhu tinggi
memiliki kalor jenis rendah. Sehingga, pada praktikum kita ini terjadi
kesalahan. Dan kesalahan tersebut dipengaruhioleh beberapa factor yaitu antara
lain : ketidaktelitian dalam membaca hasil timbangan neraca, ketidaktelitian
dalam membaca suhu pada thermometer, ketidakakuratan saat menimbang logam yang
disebabkan benang ikut ditimbang, tergesa gesa dalam percobaan, atau suhu
ruangan masuk kedalam calorimeter.
Adapun, aplikasi penerapan kalor
jenis dalam kehidupan adalah pemanfaatan termos. Termos berfungsi untuk
menyimpan zat cair dalam waktu tertentu agar tetap panas. Sehingga termos
terbuat untuk mencegah perpindahan kalor secarakonduksi, konveksi maupun
radiasi. Selain itu juga dalam pemanfaatan kalor pada setrika. Setrika terbuat
dari logam yang bersifat konduktor dan penggaannya bersifat isolator. Lalu
juga, pemanfaatan kalor pada panic masak dan lemari dingin (kulkas) penurunan
suhu dalam kulkas disebabkan oleh penguapan Freon yang mengalir dalam pipa yang
melewati kulkas. Apabla Freon menguap dalam pipa yang terletak didalam ruang
pembeku, maka Freon akan menyerap kalor dari pembekuan.
H.
KESIMPULAN
1. calorimeter adalah alat untuk
menentukan kalor jenis suatu zat padat dan calorimeter menggunakan system azas black.
2. Pada logam pertama, diperoleh
rata-rata nilai kalor jenis sbesar 0,14291 kal/g◦C. Sedangkan pada logam kedua,
menghasilkan rata-rata nilai kalor jenis sebesar 0,063 kal/g◦C.
3. Pada logam pertama memiliki perubahan
suhu 1-2 derajat celcius. Namun, logam kedua memiliki perubahan suhu 2-3
derajat celcius.
4. Berdasarkan praktikum kita, benda
yang bersuhu rendah memiliki kalor jenis tinggi. Begitu sebaliknya.
5. Aplikasi penentuan kalor jenis dalam
kehidupan sehai-hari adalah dalam pembuatan kulkas, panic, termos, setrika,
dll.
I.DAFTAR
PUSTAKA
1.https://www.scribd.com/document/244003017/panas-jenis-zat-padat-docx.
Diakses pada tanggal 18 maret 2017 jam 16.00
2.
Mansur.2010.timbangan digital bizerba. https://www.bisnis.fenue.com. Diakses pada tanggal 18 maret jam 19.00
3. https://www.google.com/amp/5/sintaardi.wordpress.com/2010/12/17/laporan-fisika-tentang-kalor-jenis/amp/. Diakses pada tanggal 20 maret 2017
jam 17.00
