LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM FISIKA DASAR

Topik Percobaan : Menghitung Jumlah Kalor dalam Kalorimeter

Oleh :

Kelompok : C4Nama Kelompok : 1.Sylvester Saragih DBD 111 0105

2.Frans Ganda P. Ujung DBD 111 0129 3.Meshac T. Silalahi DBD 111 0113 4.Aetco Septa DBD 111 0112 5.Defitio Pratama. DBD 111 0110 6.Wendra Bangsawan DBD 111 0107 7.Susanto DBD 111 0106

Praktikum ke : III ( ke tiga )Tanggal Praktikum : 21 April 2012Aisten Pembimbing : Sumaryadi

UPT. LAB. DASAR DAN ANALITIKUNIVERSITAS PALANGKA RAYA

2012

I. Topik Percobaan

Menghitung jumlah kalor dalam kalorimeter

II. Tujuan Percobaan

1. Menjelaskan bagian-bagian kalorimeter.

2. Menghitung jumlah kalor yang diterima oleh suatu benda.

3. Menghitung jumlah kalor yang diserap oleh suatu benda.

4. Menentukan kapasitas panas jenis suatu benda.

5. Menentukan kesalahan yang mungkin terjadi dalam percobaan.

6. Menyelesaikan soal-soal sederhana berhubungan dengan kalorimeter.

III. Alat dan Bahan

1. Kalorimeter 5. Alat Pemanas

2. Termometer 6. Air Secukupnya

3. Neraca Ohaus 7. Beberapa Gelas Ukur

4. Bejana Didih

IV. Landasan Teoritis dan Prosedur Pengamatan

A. Dasar Teori

Sampai pada pertengahan abad XVIII, orang masih menyamakan pengertian suhu dan kalor.

Baru pada tahun 1760, Joseph Black membedakan pengertian kalor dan suhu. Suhu adalah

sesuatu yang diukur pada termometer, dan kalor adalah sesuatu yang mengalir (fluida) dari benda

yang panas ke benda yang dingin dalam rangka mencapai keseimbangan termal.

Pada tahun 1798, seorang ilmuwan Amerika, Benjamin Thompson menyangsikan definisi

kalor sebagai fluida kalorik. Ia merupakan seorang anggota militer mengamati bahwa ketika

meriam menembakkan peluru, ada kalor yang dihasilkan oleh meriam. Berdasarkan

pengmatannya, Thompson menyimpulkan bahwa kalor bukan fluida, tetapi kalor dihasilkan oleh

usaha yang dilakukan oleh kerja mekanis (misalnya gesekan). Satu kalori didefinisikan sebagai

banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 10C. Satuan 1 kalor

= 4,184 J ≈ 4,2 J.

Selain definisi di atas, adapula definisi lain mengenai kalor. kalor merupakan suatu bentuk

energi yang berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Benda yang

menerima kalor, suhunya akan atau wujudnya berubah. Benda yang melepas kalor, suhunya akan

turun atau wujudnya berubah. Besarnya kalor yang diserap atau dilepas oleh suatu benda

berbanding lurus dengan :

a. massa benda,

b. kalor jenis benda, dan

c. perubahan suhu.

Seperti yang telah kita ketahui di atas bahwa suhu dan kalor itu berbeda. Dari perbedaan itu,

sudah pasti alat yang digunakan untuk mengukur suhu dan kalor juga berbeda. Kita mengukur

suhu suatu benda dengan menggunakan alat termometer. Dengan apa kita mengukur kalor?

Untuk mengetahuinya, lihatlah uraian di bawah ini.

1. Kalorimeter

Kalorimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur kalor. Kalorimeter, yang

menggunakan teknik pencampuran dua zat di dalam suatu wadah, umumnya digunakan untuk

menentukan kalor jenis suatu zat. Beberapa jenis kalorimeter yang sering dipakai antara lain,

kalorimeter aluminium, kalorimeter elektrik, kalorimeter gas, dan kalorimeter bom.

Menentukan kalor jenis suatu zat dengan kalorimeter, kita gunakan hukum kekekalan energi

atau asas Black. Jika kalor jenis suatu zat diketahui, kalor jenis zat lain yang dicampur dengan

zat tersebut dapat dihitung. Dengan menggunakan kalorimeter bom, nilai suatu energi makanan

dapat diukur. Sedangkan dengan menggunakan kalorimeter gas jumlah energi yang terkandung

dalam bahan bakar fosil dapat diketahui. Mengenai asas Black, lebih lanjut akan kami jelaskan di

bawah ini.

2. Asas Black

Bila dua benda atau lebih mempunyai suhu yang berbeda-beda dan saling bersinggungan,

maka akhirnya kedua benda tersebut akan berada dalam kesetimbangan (mempunyai suhu yang

sama). Hal ini terjadi disebabkan karena adanya perpindahan kalor di antara benda-benda

tersebut. Benda yang suhunya tinggi melepaskan kalor, sedangkan benda yang suhunya rendah

akan menyerap kalor. Jumlah kalor yang dilepas dan diterima telah dinyatakan oleh JOSEPH

BLACK dalam suatu azas yang disebut ”azas black” atau hukum pertukaran panas. Rumusnya

dapat diformulasikan sebagai berikut :

”Jumlah kalor yang diterima sama dengan jumlah kalor yang dilepaskan”. Untuk menghitung

banyaknya kalor yang diterima atau dilepas, dapat digunakan rumus berikut :

Q = m ∙ c ∙ ∆t

Dimana : Q = Jumlah kalor yang diterima/dilepaskan (Kalori)

m = Massa Benda (Kg)

∆t = Perubahan Suhu (0C)

c = Kapasitas Panas Jenis (Kalori/Kg0C)

Dari penjelasan di atas dapat diketahui bahwa kalor memiliki sifat, yaitu dapat berpindah.

Mengenai perpindahan kalor akan dijelaskan pada uraian di bawah ini.

3. Perpindahan Kalor

Perpindahan kalor dapat dibagi menjadi tiga, yaitu konduksi , konveksi dan radiasi.

1. Konduksi

Konduksi merupakan proses perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan partikel. Setiap

zat dapat menghantarkan kalor secara konduksi, baik zat yang tergolong konduktor maupun

isolator.

2. Konveksi

Konveksi merupakan proses perpindahan kalor yang dilakukan oleh pergerakan fluida

akibat perbedaan massa jenis. Contohnya terjadinya angin darat dan angin laut.

3. Radisasi

Radiasi (pancaran) merupakan proses perpindahan energi kalor dalam bentuk gelombang

elektromagnetik. Contihnya perpindahan kalor dari matahari ke permukaan bumi.

B. Prosedur Kegiatan

1. Menentukan terlebih dahulu bahan dari kalorimeter yang digunakan, aluminium

misalnya, kemudian membersihkan kotoran dan debu yang terdapat pada kalorimeter.

2. Menimbang kalorimeter + pengaduknya, namun sebelumnya membersihkan neraca dan

menormalkannya.

3. Mengisi kalorimeter dengan air hingga separohnya, kemudian menimbangnya.

Sebelum ditimbanng, terlebih dahulu membersihkan kalorimeter dari sisa-sisa percik air

(bagian luar).

4. Setelah selesai menimbang, mengambil termometer dan mengukur suhu air dan

kalorimeter (isinya), kemudian hasilnya dinyatakan dengan t1. Kemudian, memasukkan

kembali kalorimeter ke dalam tempatnya (selubung) setelah mengukur t1 (air +

kalorimeter), keadaan ini dilakukan untuk menghindari pengaruh suhu luar jangan sampai

pengukuran t1 mendapat pengaruh dari luar (suhu sekitar yang bervariasi).

5. Mengambil air yang lain, kemudian memanaskannya dengan menggunakan bejana

didih, untuk kegiatan ini harus dilakukan dengan hati-hati karena suhu yang diukur dan

air panas adalah sangat menentukan hasil percobaan, selain pengukuran massa benda.

6. Memasukkan termometer ke dalam air yang telah mendidih, mencatat hasil

pengukurannya dan menyatakannya dengan t2 (suhu air panas).

7. Memasukkan sebagian dari air mendidih ke dalam kalorimeter, kemudian

melakukannya dengan cepat untuk menghindari adanya pengaruh suhu yang dapat

merubah suhu t2.

8. Setelah air panas dimasukkan ke dalam kalorimeter, kemudian mengaduknya

secara perlahan-lahan agar suhu t1 dapat bercampur dengan suhu t2.

9. Setelah yakin benar kedua suhu yang berbeda itu benar-benar telah merata,

kemudian memasukkan termometer dan mencatat suhunya dengan menyatakan t 3 (suhu

akhir).

10. Menimbang kembali kalorimeter dengan semua isinya (tanpa selubung).

11. Dari hasil pengukuran terakhir, menghitung berapa massa air yang telah

dimasukkan ke dalam kalorimeter, dan menentukannya dengan mengurangkan massa

dengan massa kalorimeter + air dingin.

Catatan :

Dalam menganalisis data yang telah diperoleh pada percobaan, pergunakanlah kapasitas

panas jenis air.

1kilokalori c =

Kg0C

V. Data Hasil Pengamatan

Bahan kalorimeter : Aluminium

Massa kalorimeter kosong + pengaduk (m) : 0,1063 Kg

Massa kalorimeter kosong + pengaduk + air dingin (m2) : 0,1765 Kg

Suhu kalorimeter + air dingin (t1) : 28 0C

Suhu air panas (t2) : 79 0C

Massa kalorimeter + pengaduk + air dingin + air panas (m3) : 0,2555 Kg

Suhu campuran (t3) : 53 0C

VI. Analisis Data dan Jawaban Tugas

A. Analisis Data

Diketahui :

Bahan kalorimeter: Aluminium

m1 : 0,1063 Kg

m2 : 0,1765 Kg

m3 : 0,2555 Kg

t1 : 28 0C

t2 : 79 0C

t3 : 53 0C

c : 4200 J/Kg0C

Penyelesaian :

Qyang diterima air dingin = mad ∙ cad ∙ ∆tad

= mad ∙ cad ∙ (t3 ─ t1)

= 0,0702 Kg ∙ 1 J/Kg0C ∙ (53 0C ─ 28 0C)

= 0,0756 Kg ∙ 25 0C

= 1,775 J

Qyang dilepas air panas = map ∙ cap ∙ ∆tap

= map ∙ cap ∙ (t2 ─ t3)

= 0,079 Kg ∙ 1 J/Kg0C ∙ (79 0C ─ 53 0C)

= 0,0614 Kg ∙ 26 0C

= 2,054 J

Qkalorimeter = mk . ck . ∆tk

= 0,1063 Kg . ck . (53 0C – 28 0C)

= 0,1063 ck 25 0C

= 2,6575 ck

Sesuai dengan asas Black, maka :

Qyang dilepas = Qyang diterima

Qyang dilepas = Qyang diterima + Qyang diterima kalorimeter

map ∙ cap ∙ ∆tap = mad ∙ cad ∙ ∆tad + mk . ck . ∆tk

map ∙ cap ∙ (t2 ─ t3) = mad ∙ cad ∙ (t3 ─ t1) + mk . ck . ∆tk

0,079 Kg ∙ 1 J/Kg0C ∙ (79 0C ─ 53 0C) = 0,0702 Kg ∙ 1 J/Kg0C ∙ (53 0C ─ 28 0C) + mk . ck . ∆tk

0,0614 Kg ∙ 26 0C = 0,0756 Kg ∙ 25 0C + 0,1063 ck . 25 0C

2,054 J = 1,775 J + 2,6575 ck

2,054 – 1,775 = 2,6575 ck

0,229

2,6575= ck

0,113 = ck

Jadi massa jenis aluminium (kalorimeter) adalah 0,113 J/Kg0C

Qkalori meter = mk . ck . ∆tk

= 0,1063 Kg . 0,113 J/Kg0C . (53 0C – 28 0C)

= 0,1063 Kg . 0,113 J/Kg0C . 25 0C

= 0,3002 J

Jadi jumlah kalor yang diterima oleh alumunium (kalorimeter) adalah 0,3002 J

B. Tugas

Jawaban dari tugas praktikum ini ialah sebagai berikut.

1. Massa jenis adalah besaran khas yang menyatakan jenis suatu zat. Suatu zat yang sejenis

walaupun ukuran dan massanya berbeda, massa jenisnya tetap sama. Massa jenis 1 gram

besi sama dengan massa jenis 1 Kg besi. Sebaliknya, dua zat Yng jenisnya berbeda pasti

memiliki massa jenis yang berbeda.

2. - Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu yang sama dari benda yang

berbeda pada umumnya besarnya tidak sama. Perbandingan banyaknya kalor yang

diberikan terhadap kenaikan suhu benda dinamakan kapasitas kalor atau kapasitas panas.

Kapasitas kalor suatu benda adalah kemampuan suatu benda untuk menerima atau melepas

kalor untuk menaikkan atau menurunkan suhu benda sebesar 10C atau 1K.

- Kapasitas jenis atau kalor jenis (c) suatu zat didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang

diperlukan untuk menmaikkan atau melepaskan suhu tiap satu kilogram massa suatu zat

sebesar 10c atau 1 Kelvin. Satuan kalor jenis sama dengan satuan kalor dibagi satuan

massa kali satuan suhu. Rumusan tersebut dapat ditulis dalam persamaan sebagai berikut.

Qc =

m ∙ ∆T

3. - Hubungan antara berat jenis dan massa jenis adalah sebagai berikut :

m ρ = dan W = m ∙ g V

Dari dua persamaan di atas dapat diambil kesimpulan, bahwa persamaan dari berat jenis

adalah sebagai berikut:

BJ = ρ ∙ g

Keterangan :

BJ = Berat Jenis Benda

ρ = Massa Jenis Benda

W = Berat Benda

G = Percepatan gravitasi

- Perbedaan antara berat jenis dan massa jenis adalah sebagai berikut.

Berat jenis dan massa jenis berbeda. Berat jenis didefinisikan sebagai perbandingan

kerapatan suatu zat/benda terhadap kerapatan air. Selain itu, berat jenis bisa juga

didefinisikan sebagai hasil kali antara massa jenis dengan percepatan gravitasi ,

sedangkan massa jenis adalah perbandingan antara massa zat dan volumenya.

4. Dari data-data hasil percobaan kami, kami dapatkan :

a. Banyaknya kalor yang dilepaskan oleh air panas (Q = 2,054 J = 0,486 Kalori)

b. Banyaknya kalor yang diterima oleh air dingin (Q = 1,775 J = 0,422 Kalori)

c. Banyaknya kalor yang diterima oleh kalorimeter (Q = 0,3002 J = 0,0714 kalori)

5. Jawaban soal ini dapat dilihat pada bagian lampiran.

VII. Kesimpulan dan Saran

A. Diskusi

Menurut kami, praktikum mengenai menghitung jumlah kalor dalam kalorimeter kemarin

berjalan lancar dan tanpa hambatan karena percobaan tersebut sebelumnya pernah kami lakukan

semasa duduk di bangku SMA.

B. Kesimpulan

Dari percobaan di atas dapat kami simpulkan bahwa :

1. Kalor dapat dihitung besarnya dengan menggunakan suatu alat, yaitu kalorimeter.

2. Apabila dua benda yang suhunya berbeda dipertemukan (dicampurkan), benda yang

suhunya tinggi akan memberikan kalor kepada benda yang suhunya rendah. Pada akhir

pencampuran, suhu kedua benda menjadi sama. Berdasarkan hal tersebut, jika kalor jenis

salah satu zat diketahui, kalor jenis zat yang lain dapat dihitung dengan menggunakan

hukun kekekalan energi.

3. Perubahan kalor yang terjadi dapat diketahui dengan cara melihat secara langsung pada

data percobaan. Selain itu, mengenai Jumlah kalor yang diserap maupun dilepaskan oleh

suatu benda dapat dihitung untuk mengetahui perubahannya dengan menggunakan rumus

yang telah dijelaskan pada bagian landasan teori.

C. Saran

Menurut kami, kakak/asisten laboratorium sudah baik dalam memberikan penjelasan

mengenai alat dan bahan praktikum maupun mengenai prosedur praktikum yang akan kami

lakukan. Dan saran kami, kakak seterusnya seperti itu dalam memberikan penjelasan.

Untuk alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum, menurut kami tidak ada yang

bermasalah dan masih dapat digunakan pada saat praktikum.

VIII. Daftar Pustaka

Tim Pengajar Fisika dasar. 2009. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Palangka Raya:

Laboratium Dasar dan Analitik.

Tim Penyusun, dkk. 2002. PR Fisika Kelas 1 SMU Tengah Tahun Kedua. Klaten: Intan

Pariwara.

Tim Penyusun, dkk. 2007. Detik-Detik Ujian Nasional Fisika Untuk SMA/MA. Klaten:

Intan Pariwara.