FISIKA DASAR

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR
KALOR JANIS
..........................................................................
PERCOBAAN – P.1
Disusun Oleh:
RUSTAM
Tgl Praktikum : 5 Desember 2008
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2008
2
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
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 (Purnomo, 2008). Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kalor atau energi panas. Kaor adalah suatu energi panas suatu zat yang dapat diukur dengan alat termometer dengan perantara air yang telah didihkan. Kalor jenis suatu benda memiliki masa yang berbeda-beda tergantung pada energi panas yang dimiliki oleh benda tersebut. Perpindahan Kalor dipelajari sebagai sebuah mata kuliah di beberapa jurusan dalam bidang teknik. Panas dalam bahasa Indonesia bisa mengandung dua arti, satu berarti kata sifat dan yang lain berarti kata benda, sedangkan Kalor sudah pasti kata benda. Definisi sederhana menyatakan Perpindahan Kalor adalah ilmu yang mempelajari perpindahan kalor dari satu system ke system lain dengan berbagai aspek yang menjadi implikasinya (Koestoer, 2008). Perpindahan kalor atau heat transfer ialah ilmu yang mempelajari perpindahan energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu antara benda atau matrial. Dasar termodinamika telah kita ketahui bahwa energi yang pindah itu dinamakan kalor atau panas (heat) (Holman, 1991). Secara alami, panas selalu mengalir dari benda bersuhu tinggi kebenda yang bersuhu lebih rendah, tetapi tidak perlu dari benda berenergi termis banyak kebenda berenergi termis lebih sedikit.
1.2 Maksud dan Tujuan
1.2.1 Maksud
Maksud dari dilaksanakannya praktikum ini yaitu untuk mempelajari tentang kalor jenis dan cara menggukur kalor dengan menggunakan alat Kalorimeter dan termometer.
3
1.2.2 Tujuan
Peraktikum ini bertujuan, supaya praktikan dapat mengetahui tentang kalor jenisdan cara mengukur kalor dengan menggunakan alat termometer dan alat Kalorimeter.
1.3 Waktu dan tempat
Pelaksanaan praktikum kalor jenis dilaksanakan pada hari jum’at tanggal 21 November 2008 pukul 15.00 – 17. 00 WIB. Yang tempatnya dilaboratorium Ilmu–Ilmu Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Brawijaya, Malang.
4
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian ( Kalor, Kalor Jenis, dan Kalorimeter )
2.1.1 Kalor
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 (Purnomo, 2008). Menurut Resnick dan David (2004), kalor adalah sesuatu yang dipindahkan diantara sebuah system dan sekelilingnya sebagai akibat dari hanya perbedaan temperature. Sedangkan Menurut Giancoli (1997), Kalor (kal) didefinisikan sebagai jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu 1 gr air sebesar 1 oC dari `14,5 oC menjadi 15.5 oC. perbedaan (jarak) suhu khusus ini adalah spesofik karena kalor yang dibutuhkan adalah amat sedikit berbeda pada perbedaan suhu.
2.1.2 Kalor Jenis
Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1 derajat celcius (Purnomo, 2008). Kemampuan untuk menyerap kalor ditentukan oleh sifat dari zat yang disebut dengan kalor jenis. Setiap zat memiliki kalor jenis yang berbeda. Kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yang harus diberikan agar suhu suatu zat yang massanya 1 kg naik sebesar 1 0C. Secara matematik dapat ditulis dalam bentuk persamaan : c = Q / m. a. T (Arief, 2008).
2.1.3 Kalorimeter
Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat dalam suatu perubahan atau reaksi kimia ( Anonymous, 2008).
Menurut Purnomo (2008), Alat yang digunakan untuk menentukan besar kalor jenis adalah kalorimeter.
5
2.2 Gambar Kalorimeter Gambar 1. Kalorimeter Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuantitas panas/ kalor, menentukan kapasitas panas dan panas jenis suatu zat. Kalorimeter berbanding ganda terdiri atas bejana logam berdinding tipis, permukaan luarnya diberi lapisan nikel untuk mengurangi kehilangan panas karena radiasi. Benjana ini mempunyai harga air atau kapasitas panas air yang sudah diketahui dan mempunyai tutup yang berlubang untuk tempat termometer dan alat pengaduk (Anynomous, 2008).
2.3 Gambar Termometer Gambar 2. Termometer
Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu (temperatur), ataupun perubahan suhu. Istilah termometer berasal dari bahasa Latin thermo yang berarti bahang dan meter yang berarti untuk mengukur. Prinsip kerja termometer ada bermacam-macam, yang paling umum digunakan adalah termometer air raksa (Anonymous, 2008). Menurut Zemansky (1962), menentukan suhu semuah system, prosedur yang paling sederhana ialah memilih salah satu system itu sebagai indicator ( petunjuk ) kesetimbangan termal antara system ini dengan system-sistem yang lainnya. System yang dipilih demikian dinamakan termometer.
6
2.4 Prinsip Kerja Kalori Meter
Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan. Pada dasarnya, kalor yang dibebaskan/diserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter. Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut (Anonymous, 2008). Gambar 3. Prinsip Kerja Kalorimeter
2.5 Gambar Timbangan Digital Gambar 4. Timbangan Digital Timbangan Digital adalah produk baru canggih, sangat akurat dan memiliki banyak fungsi. Menggunakan "Load Cell" yang akurat, mikroprocessor, dobel 16 digit lampu indikator, penghitung berat, penghitung harga, auto-zero-tracking, set-zero, clear dan fungsi -fungsi lainnya (Anonymous, 2008).
7
3. METODOLOGI
3.1 Alat dan Fungsinya
Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini yaitu:  Kalorimeter
:
alat untuk mengukur kalor suatu benda Termometer
:
alat untuk mengukur suhu atau termometer Ketel Uap
:
alat untuk memanaskan air Nampan
:
wadah untuk menaruh alat dan bahan Timbangan digital
:
alat untuk menimbang suatu bahan Pinset
:
alat untuk mengambil kaca dan lempengan alumunium Stop Watch
:
alat penghitung waktu pada saat percobaan
3.2 Bahan dan Fungsinya
Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini yaitu: Kaca
:
bahan yang dihitung kalor jenisnya Lempengan alumunium
:
bahan yang dihitung kalor jenisnya Tisue
:
untuk membersihkan alat dan bahan setelah praktikum Air
:
sebagai media penghantar panas pada percobaan kalor jenis
8
3.3 Skema Kerja
Siapkan Kalorimeter
Timbang Kalorimeter, Kaca Dan Lempengan Alumunium Dengan Timbangan Digital
Panaskan Air Dengan Ketel Uap Sampai Mendidih
Isi Kalorimeter dengan Air Yang Mendidih
1/5 Bagian
Amati Suhu Dalam Kalorimeter Dengan Termometer Samapi Suhu Tertinggi
Masukan Bahan Yang Diujicoba
Kedalam Kalorimeterdan Catat Kenaikan Suhu dalam Kalorimeter Setiap 30 Detik
Ulangi Pengukuran Suhu Sebanyak 2x
Setiap 30 Detik
Keluarkan Bahan Dengan Pinset Dan Timbang Kalorimeter
Hasil
9
4. PEMBAHASAN
4.1 Analisa Prosedur
Pertama sebelum melakukan praktek, persiapkan peralatan dan bahan yang akan digunakan seperti calorimeter, temperature, stop watch, pinset, kaca, lempengan alumunium, ketel uap, tissue dan air. Setelah semua alat dan bahan siap, kemudian ambil air dengan menggunakan ketel uap dan panaskan hingga mendidih. Kemidian timbang calorimeter sebagai alat pengukur kalor jenis dan kaca serta lempengan aluminium yang akan diukur kalor jenisnya. Setelah air mendidih masukan air pada alat calorimeter sebanyak 1/5 bagian kemudian tutup dan diaduk. Ukur suhu pada calorimeter dengan cara mencelupkan termometer pada air yang ada pada calorimeter, dengan catatan termometer tidak boleh terkena atau menempel pada kalori meterdan catat suhu tertinggi. Setelah itu ambil termometer dan tutup kalorimeter kemudian diaduk dan masukan bahan yang akan diukur kalor jenisnya. Setelah suhu pada termometer normal (stabil), ukur kembali suhu pada kalorimeter yang telah diisi bahandan catat suhu selama 30 detik. Setelah 30 detik anghkat termometer dan dinormalkan kembali, setelah suhu pada termometer normal ukur kembali suhu pada kalorimeter tersebut selama 30 detik dan catat hasilnya. Ambil bahan yang ada pada kalorimeter dengan menggunakan pinset kemudian timbang kalorimeter dan air.
4.2 Analisa Hsil
4.2.1 Tabel Hasil Pengamatan
No
Bahan
T1 (oC)
T2 (oC)
T3 (oC)
1
Kaca
72
65
60
2
Alumunium
72
63
58
10
4.2.2 Perhitungan
Diketahui :  Berat kalorimeter : 128.38 gr Berat kaca : 2.86 gr Berat alumunium : 1.2 gr Berat kalorimeter dan air kaca : 169.53 gr Berat kalorimeter dan air alumunium : 172, 06 gr
Rumus perhitungan kalorimeter
C =
A ( t3 – t2 )
B (t1 – t3 ) + K ( t3 – t2 )
Keterangan : C : Kalor jenis bahan A : Berat air dalam kalorimeter B : Berat bahan K : Berat kalorimeter t1 : Suhu awal (oC) t2 : Suhu kedua setelah 30 detik (oC) t3 : Suhu ketiga setelah 30 detik (oC)
Kalor Jenis Kaca  Berat air dalam kalorimeter
A = W1 – Wo = 169.53 – 128.38 = 41.15 gr Kalor jneis kaca
C =
A ( t3 – t2 )
B (t1 – t3 ) + K ( t3 – t2 )
=
41.15 (60-65)
2.86 (72-60)+128.38 (60-65)
=
- 205, 75
- 607,58
=
0,339
11
Kalor jneis alumunium  Berat air dalam kalorimeter
A = W1 – Wo = 172.06 – 128.38 = 43.68 gr Kalor jneis kaca
C =
A ( t3 – t2 )
B (t1 – t3 ) + K ( t3 – t2 )
=
43,68 (58-63)
1,2 (72-58)+128.38 (58-63)
=
- 218,4
- 625,1
=
0,349
4.2.3 Pembahasan
Menurut asas Black apabila ada dua benda yang suhunya berbeda kemudian disatukan atau dicampur maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. Aliran ini akan berhenti sampai terjadi keseimbangan termal (suhu kedua benda sama) (Purnomo, 2008). Penukar kalor adalah alat untuk memindahkan panas dari suatu fluida ke fluida yang lain. Salah satu jenis penukar kalor yang banyak dipergunakan di industri adalah jenis tabung dan buluh (Satyadarma, et-all, 2006). Menurut Weston (1963), kalor jenis yang dimiliki alumunium adalah sebesar 0,217 oC sedangkan kalor jenis kaca atau glass adalah 0,199 oC. lebih rinci dapat dilihat pada table dibawah ini.
12
Bahan
Kalor jenis
Alumunium
0,217
Brass
0,094
Copper
0,093
Glass
0,199
Ice
0,55
Iron
0,113
Lead
0,031
Mercory
0,033
Silver
0,056
Dari hasil praktikum yang telah dilakukan kalor jenis yang didapat pada kaca yaitu 0,339 oC, sedangkan kalor jenis pada lempengan alumunium 0,349. hasil yang didapat pada praktikum sangan berbeda dengan kalor jenis dari literature hal ini dapat disebabkan karena, perlu ketelitian dalam melaksanakan uji kelor jenis suatu bahan dan pada saat praktikum alat yang digunakan masih kurang sehingga untuk mendapatkan hasil yang maksimal sangatlah jauh.
13
5. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang diambil dalam praktikum ini yaitu:  Kalor adalah energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1 oC Rumus yang digunakan untuk menghitung kalor jenis suatu benda yaitu:
C =
A ( t3 – t2 )
B (t1 – t3 ) + K ( t3 – t2 )
Keterangan : C : Kalor jenis bahan A : Berat air dalam kalorimeter B : Berat bahan K : Berat kalorimeter t1 : Suhu awal (oC) t2 : Suhu kedua setelah 30 detik (oC) t3 : Suhu ketiga setelah 30 detik (oC) Hsil uji coba didapat kalor jenis kaca yaitu 0,339 oC sedangkan kalor jenis lempengan alumunium yaitu 0,349 oC
5.2 Saran
Dalam praktikum kalor jenis sangat jelas dan menarik untuk diuji cobakan, tetapi peralatan yang digunakan masih kurang dan terbatas. Karena untuk menghasilkan kalor jenis suatu bahan yang tepat perlu adanya peralatan yang lengkap.
14
DAFTAR PUSTAKA Anonimous,2008.Fisika.http.//bebas.Vism.org/viz/sponsor/sponsor-pendamping/ draweda/fisika/0281%20fis-1-4-d.html.Diakses pada tanggal 22 November 2008. pukul 20.00 WIB.
,2008. Kalorimeter. http://wikipedia.org/wiki/kalorimeter.html. Diakses pada tanggal 22 November 2008. pukul 20.19 WIB.
,2008.Termometer. http://wikipedia.org/wiki/termometer.html. Diakses pada tanggal 22 November 2008. pukul 20.22 WIB.
,2008.Medical dan Laboratory Products. http://sereach/www.google .com/ Medical dan Laboratory Products. Html. Diakses pada tanggal 22 November 2008. pukul 20.26 WIB. ,2008.Timbangan Digital.http://sereach/www.google.com/Timbangan Digital. Diakses pada tanggal 22 November 2008. Pukul 20.28 WIB. Afief,2008.Kalor.http://sereach/www.google.com/kalor.html.Diakses pada tanggal 22 November 2008. pukul 20.29 WIB. Pukul 20.29 WIB. Holman.J.P, 1991. Perpindahan Kalor Edisi Ke VI. Erlangga. Jakarta
Koestoer.R.A,2008.Perpindahan Kalor Sebagai Sarana Pemahaman Iptek Melalui Pendidikan Berkelanjutan. http://www.ccitonline.com/ mekanikal/tiki-read_article.php?articleId=4. Diakses pada tanggal 22 November 2008. Pukul 21.02 WIB
Purnomo,2008. Suhu dan Kalor. http://sereach/www.google.com/suhu_kalor. html. Diakses pada tanggal 22 November 2008. pukul 20.32 WIB. Syatyadarma.D, Sugiyanto, Cakorda.P.M, 2006. Jurnal Penerapan Perangkat Lunak Komputer untuk Penentuan Kinerja Penukar Kalor. Universitas Gunadarma. Depok Weston.S.F,1963. Addison Wesley College Physies. Company in Tokyo. Japan. Rernick.R dan David.H, 2004. Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga. Erlangga. Jakarta. Giancoli.D.C, 1997. Fisika Jilid 1 Edisi Keempat. Erlangga. Jakarta Zemansky.S, 1962. Fisika Untuk Universitas1 Mekanika Panas dan Bunyi. Bina Cipta. Jakarta – New York.