LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

PANAS DAN SUHU

Hari, tanggal : Jumat, 24 April 2015 Nama Asisten

Rekan Kerja

1. Sabila Nur Faizah

2. Jessica Wiyanto

Alghi Alfiesta

1400610012

LABORATORIUM FISIKA DASAR

CHEMICAL AND GREEN PROCESS ENGINEERING

SURYA UNIVERSITY

2015

1. Maruli Asi Antonius

1.1 Tujuan Praktikum

Tujuan dari praktikum ini adalah kita dapat menentukan kalor jenis dari suatu benda serta

menghitung kalor lebur es.

1.2 Dasar Teori

Kalor merupakan suatu bentuk energi yang dapat berpindah dari benda yang memiliki

kelebihan kalor menuju ke benda yang kekurangan kalor. Umumnya untuk mengetahui jumlah

kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya

tinggi maka kalor yang dimiliki oleh suatu benda akan besar, begitu juga dengan sebaliknya.

Besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda atau zat bergantung pada 3 faktor yaitu

massa benda, kalor jenis, serta perubahan suhu.

Salah satu faktor yang penting adalah kalor jenis. Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang

diperlukan untuk menaikan atau menurunkan suhu. Masing-masing benda mempunyai kalor

jenis yang berbeda-beda. Kalor jenis bisa didapatkan dari perubahan suhu terhadap jumlah

kalor yang bertambah. Perubahan suhu berbanding lurus dengan perubahan kalor.

Δ𝑄∝Δ𝑇

Sehingga dapat kita bentuk menjadi sebuah persamaan yaitu

Δ𝑄 =𝐶Δ𝑇

Dimana C adalah kalor jenis, sehingga membuat persamaan yang lainnya untuk mencari

kalor jenis yaitu

𝐶 = ∆𝑄

𝑚. ∆𝑇

Pada percobaan pertama ini kita akan mencari kalor jenis dari masing masing zat. Metode

yang akan digunakan adalah metode campuran, dimana metode ini adalah melakukan

eksperimen dengan menggunakan kalorimeter dan prinsip kalorimetri. Prinsip ini adalah suatu

zat yang memiliki suhu yang lebih tinggi akan kehilangan panas, sedangkan zat yang lebih

dingin akan menerima panas untuk mencapai titik yang seimbang. Dengan kata lain dapat

dibentuk dengan persamaan sesuai dengan hukum kekekalan energi.

Q Lepas = Q Terima

Dimana jika kita jabarkan sesuai dengan percobaan yang akan kita lakukan akan muncul

persamaan sebagai berikut.

𝑚.𝐶.Δ𝑇 𝑙𝑜𝑔𝑎𝑚=(𝑚.𝑐.Δ𝑇 𝑎𝑖𝑟)+(𝑚.𝑐.Δ𝑇 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟)

𝑚. 𝐶(𝑙𝑜𝑔𝑎𝑚). (𝑇𝑙𝑜𝑔𝑎𝑚 − 𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙) = 𝑚𝑎𝑖𝑟 . 𝐶𝑎𝑖𝑟 + 𝑚𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟. 𝐶𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 (𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑇𝑎𝑖𝑟)

Sesuai dengan percobaan yang akan kita lakukan yaitu mencari kalor jenis masing masing

logam, sehingga didapat persamaan untuk mencari kalor jenis sebagai berikut.

𝐶𝑙𝑜𝑔𝑎𝑚 = 𝑚𝑎𝑖𝑟 . 𝐶𝑎𝑖𝑟 + 𝑚𝑘𝑎𝑙 + 𝐶𝑘𝑎𝑙(𝑇𝑓 − 𝑇𝑎𝑖𝑟)

𝑚𝑙𝑜𝑔𝑎𝑚(𝑇𝑙𝑜𝑔𝑎𝑚 − 𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙)

Selain kalor jenis adapula kalor fusi atau kalor lebur (Lf) dimana akan kita buktikan pada

percobaan kedua. Kalor fusi adalah energi yang dibutuhkan untuk memecah struktural kristal

es. Misalkan pada sebuah panas ditambahkan secara perlahan kepada es yang berada pada suhu

dibawah titik bekunya yaitu 0oC , es tersebut tidak akan langsung mencair namun es tersebut

akan mencair secara perlahan lahan. Hal itu diakibatkan karena adanya kalor fusi pada es.

Ketika es dengan massa m mulai mencair maka kalor pada es adalah sebagai berikut.

ΔQes = mes . Lf

Dengan melakukannya kembali di dalam kalorimeter maka sistem terisolasi, sehingga

dapat diasumsikan bahwa energi total sistem tetap konstan, sehingga seperti hukum kekekalan

energi yaitu panas yang diserap sama dengan panas yang hilang dari sistem. Sehingga

memunculkan persamaan sebagai berikut.

Δ𝑄𝑒𝑠−𝑒𝑠+Δ𝑄𝑇=0−𝑇𝑓+Δ𝑄𝑒𝑠−𝑚eleleh= Δ𝑄𝑎𝑖𝑟+ Δ𝑄𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟

1.3 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang diperlukan yaitu:

Kalorimeter

Dua thermometer

Pembakar dan statif

Neraca

Kubus materi

Es

Air

Gelas beaker

Sumpit

1.4 Prosedur Kerja

Percobaan pertama adalah menghitung kalor jenis dari kubus yang berbeda bahan

pembuatnya. Untuk melakukan percobaan pertama dibutuhkan 4 (empat) kali percobaan

dengan jenis yang berbeda yaitu dengan kubus besi, alumunium, kuningan, dan tembaga.

Langkah langkah untuk melakukan percobaan pertama adalah sebagai berikut.

a) Ukurlah massa masing masing kubus, kemudian ukurlah massa bagian dalam dari

kalorimeter.

b) Siapkan gelas beaker dengan air lalu masukan kubus dan panaskan dengan

pembakar. Panaskan hingga suhu mencapai 90oC

c) Siapkan 100 gram air dan masukan kedalam kalorimeter dan hitung suhu awal dari

air tersebut.

d) Masukkan kubus yang telah di panaskan kedalam calorimeter tersebut. Aduk dan

hitung perubahan suhu antara suhu air yang didapat dengan suhu awal air.

e) Lakukan hal dari point c sampai g untuk setiap kubus.

f) Carilah kalor jenis untuk masing masing kubus.

Percobaan kedua yaitu untuk mengetahui kalor lebur atau kalor fusi dari es. Langkah

untuk melakukan percobaan kedua adalah sebagai berikut.

a) Ukurlah massa bagian dalam dari calorimeter. Dan ukurlah suhu awal es.

b) Panaskan air sebanyak 100 ml hingga 50oC untuk mempercepat peleburan es.

c) Masukkan air tersebut kedalam calorimeter.

d) Masukkan es dan aduk lalu catat perubaahan suhu yang terjadi.

e) Untuk mengetahui massa es ukur calorimeter yang sudah berisi es yang meleleh

dan kurangkan dengan massa awal calorimeter dan air.

f) Cari kalor fusi es.

1.5 Data Eksperimen

Tabel 1 (Massa masing masing benda)

Data Eksperimen

Kalor

Massa

(gr)

Kalorimeter 62,8

Kubus

Besi 62,49

Aluminium 21,42

Tembaga 71,4

Kuningan 67,1

Air dalam Kalorimeter 100

Air Hangat 102,7

Air hangat dalam

Kalori meter 165,5

Es balok dalam

kalorimeter 169,1

Es Balok 18,41

Tabel 2 (Kalor jenis menurut literatur)

Jenis Benda Kalor Jenis (J/Kg

C)

Kalorimeter

Alumunium 900

Air 4200

ES 2100

Kubus

Besi 448

Aluminium 900

Tembaga 387

Kuningan 380

Tabel 3 (Hasil perhitungan perubahan suhu pada percobaan pertama dan kedua)

Tabel Suhu Suhu Awal

(ºC)

Suhu Akhir

(ºC)

Air dalam Kalorimeter

(terhadap Besi) 24,5 28,5

Besi 90 28,5

Air dalam Kalorimeter

(terhadap Aluminium) 24,5 27,6

Aluminium 90 27,6

Air dalam Kalorimeter

(terhadap Kuningan) 25,5 29

Kuningan 90 29

Air dalam Kalorimeter

(terhadap Tembaga) 25,5 29

Tembaga 90 29

Air Hangat 45,5 28

Es -0.1 28

1.6 Hasil Perhitungan

Pada percobaan pertama kita akan mencari kalor jenis dari masing masing benda.

Sebelumnya kita harus mengubah tabel 1 menjadi dalam bentuk kg agar memiliki unit yang

sama dengan tabel 2.

Menentukan kalor jenis alumunium

𝐶𝑎𝑙𝑢𝑚𝑢𝑛𝑖𝑢𝑚 =(𝑚 𝑎𝑖𝑟 . 𝐶 𝑎𝑖𝑟 + 𝑚 𝑘𝑎𝑙 . 𝐶 𝑘𝑎𝑙)(𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑇𝑎𝑖𝑟)

𝑚𝑎𝑙𝑢(𝑇𝑎𝑙 − 𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙)

𝐶𝑎𝑙𝑢𝑚𝑢𝑛𝑖𝑢𝑚 =(0.1 𝑥 4200 + 0.0628 𝑥 900)(27.6 − 24.5)

0.02142(90 − 27.6)

𝐶𝑎𝑙𝑢𝑚𝑢𝑛𝑖𝑢𝑚 = 1105.2𝐽

𝐾𝑔 ℃

Menentukan kalor jenis besi

𝐶𝑏𝑒𝑠𝑖 =(𝑚 𝑎𝑖𝑟 . 𝐶 𝑎𝑖𝑟 + 𝑚 𝑘𝑎𝑙 . 𝐶 𝑘𝑎𝑙)(𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑇𝑎𝑖𝑟)

𝑚𝑏𝑒𝑠𝑖(𝑇𝑏𝑒𝑠 − 𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙)

𝐶𝑏𝑒𝑠𝑖 =(0.1 𝑥 4200 + 0.0628 𝑥 900)(28.5 − 24.5)

0.06249(90 − 28.5)

𝐶𝑏𝑒𝑠𝑖 = 495.97𝐽

𝐾𝑔 ℃

Menentukan kalor jenis tembaga

𝐶𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 =(𝑚 𝑎𝑖𝑟 𝑥 𝐶 𝑎𝑖𝑟 + 𝑚 𝑘𝑎𝑙 𝑥 𝐶 𝑘𝑎𝑙)(𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑇𝑎𝑖𝑟)

𝑚𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎(𝑇𝑡𝑒𝑚 − 𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙)

𝐶𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 =(0.1 𝑥 4200 + 0.0628 𝑥 900)(29 − 25.5)

0.0714(90 − 29)

𝐶𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 = 382.932𝐽

𝐾𝑔 ℃

Menentukan kalor jenis kuningan

𝐶𝑘𝑢𝑛𝑖𝑛𝑔𝑎𝑛 =(𝑚 𝑎𝑖𝑟 𝑥 𝐶 𝑎𝑖𝑟 + 𝑚 𝑘𝑎𝑙 𝑥 𝐶 𝑘𝑎𝑙)(𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑇𝑎𝑖𝑟)

𝑚𝑘𝑢𝑛𝑖𝑛𝑔𝑎𝑛(𝑇𝑘𝑢𝑛 − 𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙)

𝐶𝑘𝑢𝑛𝑖𝑛𝑔𝑎𝑛 =(0.1 𝑥 4200 + 0.0628 𝑥 900)(29 − 25.5)

0.0671(90 − 29)

𝐶𝑘𝑢𝑛𝑖𝑛𝑔𝑎𝑛 = 407.471𝐽

𝐾𝑔 ℃

Error Relative

Mencari error relative dengan cara 𝐶𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛− 𝐶𝐿𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟

𝐶𝐿𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟 𝑥 100%

Tabel 4 (Hasil perhitungan error relative)

Jenis C didapat C literatur Error Relative (%)

Alumunium 1105,2 900 22,8

Tembaga 382,932 387 1,05

Kuningan 407,471 380 7,2

Besi 495,97 448 10,7

Percobaan kedua adalah mencari kalor fusi atau kalor lebur dari es. Dengan data es yang

sudah di dapat pada tabel 1 dan 3, maka kita dapat mencari kalor fusi dari es dengan cara sebagai

berikut. Diketahui kalor lebur literatur es adalah 336000 J/Kg

𝐿𝑓𝑒𝑠

= (𝑚𝑎𝑖𝑟 𝑥 𝐶𝑎𝑖𝑟 + 𝑚𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑥 𝐶𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟)(𝑇𝑎𝑖𝑟 − 𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙) − (𝑚𝑒𝑠 𝑥 𝐶𝑒𝑠)(0 − 𝑇𝑒𝑠) − (𝑚𝑒𝑠𝑥𝑐𝑎𝑖𝑟)(𝑇𝑓 − 0)

𝑚𝑒𝑠

𝐿𝑓𝑒𝑠

= (0.1 𝑥 4200 + 0.0628 𝑥 900)(45.5 − 28 ) − (0.0184 𝑥 2100)(0 − (−1)) − (0.0184 𝑥 4200)(28)

0.0184

𝐿𝑓𝑒𝑠 = 333511.9𝐽

𝐾𝑔 dengan error relative sebesar

333511.9 −336000

336000 𝑥 100% = 0.74%

1.7 Pembahasan

Pada percobaan pertama kita dapat mengetahui nilai kalor jenis masing masing zat

yaitu alumunium, tembaga, besi, dan kuningan. Berdasarkan perhitungan diatas pertama kita

mendapatkan kalor jenis alumunium sebesar 1105.2 J/Kg oC , jika kita bandingkan dengan

kalor jenis literatur yang sudah biasa kita ketahui maka akan didapat error relative sebesar

22.8% sesuai dengan perhitungan yang ada di tabel 4. Angka ini cukup besar kesalahannya,

yang paling mungkin terjadi dari kesalahan ini adalah adanya kesalahan pengukuran suhu atau

saat melakukan percobaan di dalam kalorimeter. Kedua, kita mendapatkan kalor jenis dari besi

yaitu 495.97 J/Kg oC , sesuai dengan tabel 4 diatas kita dapatkan error relative sebesar 10,7 %

angka ini bisa dikatakan dalam batas kewajaran dalam kesalahan perhitungan. Ketiga, kalor

jenis tembaga didapat 382.932 J/Kg oC dengan error relative sebesar 1.05 % , bisa dikatakan

perhitungan ini cukup akurat mendekati kalor jenis sesuai dengan literatur. Keempat, kalor

jenis kuningan didapat 407.471 J/Kg oC dengan error relative sebesar 7.2 %, angka ini tidak

memiliki perbedaan yang cukup besar dan masih dapat dikatakan dalam batas kewajaran.

Kesalahan kesalahan pada percobaan ini dapat terjadi akibat adanya kesalahan pada saat

pengukuran suhu, pembulatan angka saat perhitungan, ataupun kesalahan pada alat yang kita

gunakan.

Pada percobaan kedua kita menghitung kalor fusi dari es. Dari hasil percobaan,

didapatkan hasil sebesar 333511.9 J/Kg dengan error relative sebesar 0,7% angka ini wajar dan

termasuk sangat akurat. Karena jika kita bandingkan dengan kalor fusi literatur es adalah

336000 J/Kg maka hasilnya mendekati, sehingga percobaan ini termasuk akurat.

1.8 Kesimpulan

1. Kalor jenis alumunium memiliki kalor jenis sebesar 1105.2 J/KgoC dengan error

relative yang cukup besar yaitu 22.8% dimana angka ini termasuk dalam batas ketidak

wajaran.

2. Kalor jenis tembaga memiliki massa jenis sebesar 382,932 J/KgoC dengan error relative

yang kecil sehingga pengukuran yang dilakukan cukup akurat.

3. Kalor jenis kuningan sebesar 407,471 J/KgoC dan besi sebesar 495,97 J/KgoC dengan

kedua zat tersebut memiliki error relative yang masih dalam batas kewajaran sehingga

kesalahan yang mungkin terjadi hanyalah kesalahan kesalahan acak.

4. Kalor fusi dari es didapat sebesar 333511.9 J oC/Kg dengan error relative sebesar 0.74

%. Angka error relative ini wajar dan mendekati akurat dengan kalor fusi sesuai dengan

kalor fusi relatif sebesar 336000 J oC/Kg.

5. Ketidakwajaran kesalahan pada percobaan bisa diakibatkan akibat kesalahan pada saat

melakukan percobaan seperti saat mengaduk di kalorimeter, saat mencatat suhu yang

terkadang jika kita tidak memperhatikan sedikit maka suhu bisa langsung berubah

drastis, serta ketidak akuratan alat.

1.9 Saran

1. Teliti saat melakukan pengukuran, terutama suhu pada saat pembakaran dan saat

melakukan di kalorimeter, karena pada saat di kalorimeter jika kita tidak teliti suhu akan

berubah kembali.

2. Teliti pada saat melakukan perhitungan, karena jika salah menginput pada kalkulator bisa

berakibat fatal.

2.0 Referensi

Modul Praktikum Fisika Dasar, Surya University

https://alljabbar.wordpress.com/2008/03/23/kalor/

http://www.informasi-pendidikan.com/2015/03/pengertian-kalor-kapasitas-kalor-

dan.html