72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

21
KALORIMETER DAN KAPASITAS KALOR JENIS I. TUJUAN Mempelajari cara kerja kalorimeter Menentukan kalor lebur es Menentukan kalor jenis berbagai logam II. DASAR TEORI Kalor merupakan suatu kata yang sangat populer dan tidak asing lagi untuk didengar dalam kehidupan sehari - hari. Kalor itu sendiri sering kita identikkan dengan panas, suhu maupun temperatur. Perlu diketahui, energi itu sendiri tidak dapat dikatakan panas apabila ia sendiri belum mengalir atau pergi / menghilang. Kalor pertama kali diamati oleh A. Laouvisier yang kemudian menyatakan Teori Kalorik. Teori kalorik ini menyatakan bahwa “Setiap zat/benda mempunyai zat alir yang berfungsi untuk mentransfer panas” Jadi, Laouvisier menyatakan bahwa pada saat dua benda / zat berbeda suhu bersentuhan, maka akan terdapat zat alir yang memindahkan panas dan menyebabkan perubahan suhu pada kedua benda tersebut. Selain itu, menurut Sir James Presscout Joule (1818-1819), menyatakan tentang kesetaraan antara usaha dan panas serta aliran panas tidak lain adalah perpindahan panas yang semata mata terjadi karena perbedaan suhu. Satuan kalor adalah kalori (kal) yang sampai saat ini masih dipakai. Satuan kalori ini didefinisikan sebagai kalor yang dibutuhkan untuk menaikan temperatur 1 gram air sebesar 1 0 C (derajat celcius). Dalam setiap percobaan atau dalam suatu perhitungan yang berhubungan tentang kalor satuan yang paling sering digunakan adalah kilokalori. 1 kkal didefinisikan sebagai kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur 1 kg air sebesar 1 0 C. Di dalam sistem satuan British, kalor diukur dalam satuan thermal british (British thermal unit / Btu). 1 Btu didefinisikan sebagai kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur air 1 lb sebesar 1 0 F. 1 Btu setara dengan 0,252 kkal dan setara pula dengan 1055 Joule. Jika sepotong kawat tahanan terendam dalam zat cair atau terbalut dalam zat padat dan dimasukkan sebagai bagian sistem, timbulnya beda potensial V dan arus konstan I dalam kawat itu membangkitkan suatu aliran energi yang sering disebut dengan pengerjaan usaha. Jika usaha ini berlangsung terus selama τ, jumlah usaha yang dilakukan adalah W, di mana W = V / τ

description

asaaaaasdadadasdasdasdasdadasadasdasdadasdadadadadadadasdadasdadasdadasdasdasdasdasdadaasdadadadadadadasdasdasdasdasdadasdasdasdadadsasdasdada

Transcript of 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

Page 1: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

KALORIMETER DAN KAPASITAS KALOR JENIS

I. TUJUAN

Mempelajari cara kerja kalorimeter

Menentukan kalor lebur es

Menentukan kalor jenis berbagai logam

II. DASAR TEORI

Kalor merupakan suatu kata yang sangat populer dan tidak asing lagi untuk didengar

dalam kehidupan sehari - hari. Kalor itu sendiri sering kita identikkan dengan panas, suhu

maupun temperatur. Perlu diketahui, energi itu sendiri tidak dapat dikatakan panas apabila ia

sendiri belum mengalir atau pergi / menghilang. Kalor pertama kali diamati oleh A.

Laouvisier yang kemudian menyatakan Teori Kalorik. Teori kalorik ini menyatakan bahwa

“Setiap zat/benda mempunyai zat alir yang berfungsi untuk mentransfer panas”

Jadi, Laouvisier menyatakan bahwa pada saat dua benda / zat berbeda suhu

bersentuhan, maka akan terdapat zat alir yang memindahkan panas dan menyebabkan

perubahan suhu pada kedua benda tersebut.

Selain itu, menurut Sir James Presscout Joule (1818-1819), menyatakan tentang

kesetaraan antara usaha dan panas serta aliran panas tidak lain adalah perpindahan panas

yang semata – mata terjadi karena perbedaan suhu.

Satuan kalor adalah kalori (kal) yang sampai saat ini masih dipakai. Satuan kalori ini

didefinisikan sebagai kalor yang dibutuhkan untuk menaikan temperatur 1 gram air sebesar

10C (derajat celcius). Dalam setiap percobaan atau dalam suatu perhitungan yang

berhubungan tentang kalor satuan yang paling sering digunakan adalah kilokalori. 1 kkal

didefinisikan sebagai kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur 1 kg air sebesar

10C. Di dalam sistem satuan British, kalor diukur dalam satuan thermal british (British

thermal unit / Btu). 1 Btu didefinisikan sebagai kalor yang diperlukan untuk menaikkan

temperatur air 1 lb sebesar 10F. 1 Btu setara dengan 0,252 kkal dan setara pula dengan 1055

Joule.

Jika sepotong kawat tahanan terendam dalam zat cair atau terbalut dalam zat padat

dan dimasukkan sebagai bagian sistem, timbulnya beda potensial V dan arus konstan I dalam

kawat itu membangkitkan suatu aliran energi yang sering disebut dengan pengerjaan usaha.

Jika usaha ini berlangsung terus selama τ, jumlah usaha yang dilakukan adalah W, di mana

W = V / τ

Page 2: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

dan ini merupakan jumlah energi yang ditambahkan kepada sistem. Jika sekiranya tahanan

ini bukan bagian dari sistem, perpindahan energi dinamakan pengaliran panas dan selama

waktu τ jumlah energi yang berpindah disebut kuantitas panas Q, di mana

Q = V / τ

Kuantitas panas ΔQ yang diserap atau dilepaskan suatu benda dapat dipanaskan atau

didinginkan sebanding dengan

ΔQ = m . c . Δt

Faktor konstanta c adalah kalor jenis yang bergantung pada jenis dari benda pada

bahan material tersebut.

Tabel kalor jenis beberapa zat (pada tekanan konstan 1 atm dan 20 °C)

Nama

Zat

Kalor Jenis Nama

Zat

Kalor Jenis

Kkal/kg. °C J/kg. °C Kkal/kg. °C J/kg. °C

Aluminium 0.22 900 Alcohol 0.580 2400

Tembaga 0.093 390 Air raksa 0.033 140

Kaca 0.20 840 Air 0 0

Besi / baja 0.11 450 Es (-5 °C) 0.50 2100

Timah hitam 0.031 130 Cair (15 °C) 1.00 4186

Marmer 0.21 860 Uap (110 °C) 0.48 2010

Perak 0.056 230 Tubuh manusia 0.83 3470

Kayu 0.4 1700 Protein 0.4 1700

Kata panas lebih cocok digunakan jika berkaitan dengan metode perpindahan energi

dan bila perpindahan itu selesai, menyebutkan jumlah energi yang berpindah ini. Pada abad

ke – 18 kuantitas panas (kalor) didefinisikan sebagai kuantitas panas yang diperlukan untuk

menaikkan suhu 1 gram air dalam satu skala derajat celcius atau kelvin.

Jika sistem mengalami perubahan suhu dt, kapasitas jenis c sistem didefinisikan

sebagai perbandingan panas dQ terhadap hasil kali massa m dan perubahan suhu dt jadi :

c = dTm

dQ

.

Kapasitas panas jenis air dapat dianggap sama dengan 1 kal g-1

(0C)

-1 atau Btu lb

-1(0F)

-1

Hasil kali m.c disebut kapasitas panas mol dan dilambangkan dengan C berdasarkan definisi :

C = m . c = dTn

dQ

.

Page 3: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

Kapasitas panas mol air praktis adalah 18 kal mol-1 0

C-1

Kuantitas panas Q yang harus diberikan ke benda bermassa m untuk mengubah suhunya dari

T1 menjadi T2 adalah :

Q = m . c . dT

Kapasitas jenis tiap bahan berubah akibat suhu dan sudah tentu c harus dinyatakan

sebagai fungsi t supaya integrasi itu dapat dihitung. Dalam daerah suhu di mana c dapat

dianggap konstan sehingga persamaan di atas dapat ditulis sebagai berikut :

Q = mc (T2 –T1)

Kapasitas jenis panas menengah (mean) dalam sembarang daerah suhu didefinisikan

sebagai harga konstan c yang akan menimbulkan perpindahan panas yang sama besarnya.

Jadi untuk daerah suhu dari T1 ke T2.

Kapasitas panas jenis atau kapasitas kalor molar suatu zat bukanlah satu – satunya

sifat fisis yang dapat ditentukan dengan eksperimen memerlukan suatu pengukuran kuantitas

panas. Konduktivitas panas, panas peleburan, panas penguapan, panas larut, dan panas

reaksi. Semua yang disebut sifat fisi materi disebut sifat termal materi. Pengukuran sifat –

sifat termal ini dinamakan kalorimetri. Alat yang dipakai dalam pengukuran ini disebut

kalorimeter. Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter campuran, yaitu terdiri

dari sebuah bejana logam yang kalor jenisnya telah diketahui. Bejana ini biasanya

ditempatkan di dalam bejana bagian luar yang lebih besar. Keduanya dipisahkan oleh bahan

penyekat gabus atau wol.

Fungsi dari bejana luar adalah sebagai mantel / jaket, yaitu pelindung agar pertukaran

kalor di sekitar kalorimeter dapat dikurangi. Di samping itu, kalorimeter dilengkapi dengan

batang pengaduk yaitu untuk mencampurkan zat di dalam kalorimeter, agar diperoleh suhu

yang merata akibat pencampuran dua zat yang bersuhu berbeda.

Sehingga kalorimeter yang ideal memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

1. Mempunyai kemampuan menerima dan melepas kalor yang baik.

2. Mempunyai dinding diaterm atau sekat.

Kalorimeter bekerja berdasarkan asas Black, yang secara garis besar menyatakan

bahwa “Kalor yang dilepaskan atau diberikan oleh benda yang bersuhu tinggi sama dengan

banyaknya kalor yang diterima atau diserap oleh benda yang bersuhu rendah”.

Banyaknya kalor yang dlepaskan oleh suatu benda dengan massa m1 dan kapasitas

kalor jenis zat c1 adalah :

sTTcmQ 1111 ………………..(1)

Page 4: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

sebanding dengan banyaknya kalor yang diserap oleh air dengan dengan massa m2 :

2222 TTcmQ s ………………(2)

Ts adalah suhu setimbang setelah terjadinya pencampuran.

Bila kapasita kalor jenis air c2 diketahu, suhu T1 sama dengan suhu uap, kapasitas

kalor jenis c1 dapat dihitung dengan mengukur besaran T2, Ts, dan m2 :

s

s

TTm

TTmcc

11

22

21 ……………… (3)

Tabung kalorimeter juga menyerap panas yang dilepaskan oleh zat yang bersuhu

tinggi. Untuk itu, kapasitas kalor kalorimeter :

ck = c2 . NA ……………………………(4)

NA adalah nilai air kalorimeter sehingga kuantitas kalor yang diserap dari persamaan

(2) dapat ditulis sebagai :

2222 TTcNmQ sA ………..(5)

dan persamaan (3) menjadi :

s

sA

KTTm

TTNmcc

11

2

1 …………(6)

Kalor lebur suatu zat adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh 1 kg zat padat

untuk mengubah wujudnya menjadi zat cair pada titik leburnya.

Kenyataan ini tidak lain adalah konsep Hukum Kekekalan Energi Kalor

Kebanyakan kalorimetri modern adalah alat listrik. Beda suhu yang diperlukan untuk

pengaliran panas diberikan oleh arus listrik I yang mengalir dalam suatu kumparan kawat

tahanan (pemanas) yang biasanya dililitkan pada benda yang ingin diteliti. Termometer yang

biasanya dipakai adalah termometer tahanan atau termokopel. Jika beda potensial antara

ujung – ujung pemanas itu V dan arus listrik I tetap mengalir pada waktu Δτ, panas yang

pindah ke contoh bahan adalah VI Δτ. Oleh karena itu panas molar ialah :

C = VI Δτ / n Δt = VI Δτ ΔT

Di sini C harus dinyatakan dalam joule per mole derajat apabila I dinyatakan dalam

ampere, V dalam volt, τ dalam sekon, dan ΔT merupakan perubahan suhu.

Bentuk, ukuran, dan konstruksi kalorimeter, kumparan panas dan termometer

bargantung pada daerah sifat alami bahan yang diteliti pada daerah ukuran suhu yang

dikehendaki. Variasi suhu kapasitas panas jenis atau kapasitas panas molar memberikan

pendekatan langsung yang paling dekat dan paling banyak untuk memahami energi – energi

dan partikel zat.

Page 5: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

Kapasitas kalor bisa negatif, nol, positif atau tak berhingga bergantung proses yang

dialami sistem selama pemindahan kalor. Kapasitas kalor mempunyai harga tertentu. Dalam

hal sistem hidrostatik, hasil bagi dQ dan dθ memiliki harga yang unik bila tekanan dijaga

tetap. Dalam kondisi ini C disebut kapasitas kalor pada tekanan tetap dan diberi lambang Cp

dengan rumus :

Cp =

d

dQ

Pada umumnya Cp adalah fungsi dari P dan θ demikian juga dengan kapasitas kalor

pada volume tetap ialah

Cv =

d

dQ

Dan kuantitas ini bergantung dari V dan θ. Pada umunya nilai Cv dan Cp tidak sama

besarnya. Setiap sistem sederhana memilki kapasitas kalor sendiri. Harga rata – rata

kapasitas panas jenis dan kapasitas panas molar ditunjukkan dengan tabel di bawah ini :

:

Grafik di bawah ini merupakan beberapa cara kapasitas panas molar berubah sesuai

suhu pada suhu rendah yang menunjukkan beberapa sifat keatoman yang sangat berlainan.

Logam (Jenis) cp kal 0C

-1

g-1

Daerah suhu

(0C)

M (gram/mol) (Molar) Cp = M

cp kal.0C

-1 mol

-1

Aluminium 0, 217 17 - 100 27,0 5,86

Berilium 0, 470 20 – 100 9,01 4, 24

Besi 0, 113 18 - 100 55,9 6,31

Perak 0.056 15 - 100 108 6,05

Raksa 0.033 0 - 100 201 6,64

Tembaga 0,093 15 - 100 63,5 5,90

Timbal 0,031 20 - 100 207 6,42

Page 6: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

III. ALAT DAN BAHAN

Alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini antara lain :

a. 1 Kalorimeter

b. 1 Butiran tembaga

c. 2 Termometer -10 ~ 100C

d. 1 Steam generator

e. 1 Pemanas

f. 1 Beaker glass

g. 1 Statif

h. 1 Timbangan

Gambar 1

Susunan peralatan untuk menentukan :

a. Kalor lebur es b. Kapasitas jenis panas logam

Page 7: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

IV LANGKAH PERCOBAAN

Langkah-langkah yang perlu dilakukan dalam percobaan ini adalah:

A. Penentuan Harga Air Kalorimeter

1. Timbang kalorimeter kosong dan pengaduknya.

2. Catat massa air setelah kalorimeter diisi air kira-kira setengah bagian.

3. Masukkan kalorimeter yang berisi air ke dalam selubung luarnya.

4. Tambahkan air mendidih sampai kira-kira 3/4 bagian (catat suhu air mendidih).

5. Catat suhu kesetimbangan.

6. Timbanglah kembali kalorimeter.

B. Pengukuran Kalor Lebur Es

1. Timbang kalorimeter kosong dan pengaduknya.

2. Isi kalorimeter dengan air setengah bagian, kemudian timbang lagi.

3. Masukkan kalorimeter ke dalam selubung luarnya dan catat suhu kalorimeter mula-

mula.

4. Masukkan potongan es ke dalam kalorimeter kemudian tutup serta aduk.

5. Catat suhu kesetimbangan.

6. Timbang kembali kalorimeter tersebut.

C. Pengukuran Kapasitas Kalor Jenis Logam

1. Keping-keping logam yang telah ditimbang dimasukkan ke dalam rongga bunsen dan

panaskan.

2. Timbang kalorimeter serta pengaduknya.

3. Timbang kalorimeter serta pengaduknya setelah diisi air kira-kira 3/5 bagian.

4. Masukkan kalorimeter ke dalam selubung luarnya dan catat suhunya.

5. Catat suhu keping-keping logam.

6. Masukkan keping-keping logam tadi ke dalam kalorimeter dan catat suhu

setimbangnya.

7. Ulangi langkah 1 s/d 6 tersebut untuk logam yang lain.

V. DATA PERCOBAAN

Terlampir

Page 8: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

VI. PERHITUNGAN DATA

a. Penentuan harga air kalorimeter 1. Massa Kalorimeter Kosong dan Pengaduknya

5

54321 mmmmmm k

=5

8,2530,2544,2535,2555,254

= 254,24 gr

2. Massa Kalorimeter + Air Mula-mula

5

2,3780,3782,3799,3790,380 airk mm

= 379,06 gr

3. Massa Air Mula-mula (m1)

( airk mm ) – ( km ) =379,06 gr – 254,24 gr = 124,82 gr

4. Massa Kalorimeter + Air Mula-mula + Air Mendidih

5

3,3900,3905,3882,3890,390 cm

= 389,60 gr

5. Massa air mendidih

)()( airkc mmm 389,60 gr – 379,06 gr = 10,54 gr

6. Temperatur

Suhu air mula-mula = 300C

Suhu air mendidih = 1000C

Suhu setimbang = 400C

7. Kalor jenis kalorimeter

21 QQ

QQQ kair air mendidih

2221111 tcmtcmtcm kk

124,82 . 1

. (40 – 30) + 254,24

. ck

. (40 – 30) = 10,54

. 1

. (100 – 40)

1248,2 + 2542,4. ck =

ck =24,251

44,8124,5782 = 22,69

kal / gr

0C

8. Harga air kalorimeter

NA = 1

69,22

2

c

ck = 22,69 kal

/ 0C

b. Penentuan kapasitas kalor jenis logam 1. Massa wadah kosong logam

5

54321 mmmmmm a

= 5

3,513,513,513,513,51

= 51,3 gr

= 251,24 gr

Page 9: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

5

1,4410,4412,4411,4413,441 cm

= 441,14 gr

2. Massa air (m1)

kc mm 441,14 – 251,24 = 189,9 gr

3. Temperatur

Suhu kalorimeter + air = 280

C

Suhu awal logam = 300

C

Suhu logam setelah dipanaskan = 320

C

Suhu setimbang = 280

C

4. Kalor Jenis Logam

lepasterima QQ

222111 TcmTcm

11

2221

cm

Tmcc

panas yang dilepas butiran logam juga diserap oleh kalorimeter

ck = c2 . NA

sehingga didapat :

11

221

)(

Tm

TNmcc A

k

)2832(7,2

)3028()69,229,189(69,22log

amc

= 47,2

2)69,229,189(69,22

= -893,27 kal

/ gr 0C

Page 10: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis
Page 11: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

VII. RALAT

a. Data pada penentuan harga air kalorimeter

1. Ralat Massa Kalorimeter Kosong dan Pengaduknya

No m m (m - m ) (m - m )2

1 254,5 254,24 0,26 0,0676

2 255,5 254,24 1,26 1,5876

3 253,4 254,24 - 0,84 0,7056

4 254,0 254,24 -0,24 0,0576

5 253,8 254,24 - 0,44 0,1936

Σ(m- m )2

= 2,612

20

612,2

)1(

)( 2

nn

mmm = 0,361 gr

mm = (254,24 ± 0,361) gr

Ketelitian

%10024,254

361,0%100

m

m = 0,142 %

Kebenaran

100 % - 0,142 % = 99,858 %

2. Ralat Massa Kalorimeter + Air Mula-mula

No mk km (mk - km ) (mk - km )2

1 380,0 379,06 0,94 0,8836

2 379,9 379,06 0,84 0,7056

3 379,2 379,06 0,14 0,0196

4 378,0 379,06 0,94 0,8836

5 378,2 379,06 0,14 0,0196

(mk - km )2 = 0,5024gr

20

5024,0

)1(

)( 2

nn

mmm kk

k = 0,1585 gr

kk mm = 379,06( ± )0,1585 gr

Page 12: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

Ketelitian

%10006,379

1585,0%100

k

k

m

m = 0,0418%

Kebenaran

100 % - 0,0418 % =99,9582 %

3. Ralat Massa Kalorimeter + Air Mula-mula + Air Mendidih

No Mc cm (mc - cm ) (mc - cm )2

1 390,0 389,6 0,4 0,16

2 389,2 389,6 -0,4 0,16

3 388,5 389,6 -1,1 1,21

4 390,0 389,6 0,4 0,16

5 390,3 389,6 0,7 0,49

(mc - cm )2 = 2,18 gr

20

18,2

)1(

)( 2

nn

mmm cc

c = 0,330 gr

cc mm = (389,6 ± 0,330) gr

Ketelitian

%1006,389

330,0%100

c

c

m

m = 0,085 %

Kebenaran

100 % - 0,085 % = 99,915 %

4. Ralat Massa Air Mula-mula (m1)

No M1 m 1 (m1 - m 1) (m1 - m 1)2

1 125,5 124,82 0,68 0,4624

2 124,4 124,82 -0,42 0,1764

3 125,8 124,82 0,98 0,9604

4 124,0 124,82 -0,82 0,6724

5 124,4 124,82 - 0,42 0,1764

Σ(m1- m 1)2

=

1,664 gr

Page 13: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

20

664,1

)1(

)11( 2

nn

mmm = 0,288 gr

11 mm = (124,82 ± 0,288) gr

Ketelitian

%10082,124

288,0%100

m

m = 0,231 %

Kebenaran

100 % - 0,231 % = 99,769 %

4. Ralat Massa air mendidih

No M2 m 2 (m2 - m 2) (m2 - m 2)2

1 10 10,54 -0,54 0,2916

2 9,3 10,54 -1,24 1,5376

3 9,3 10,54 -1,24 1,5376

4 12 10,54 1,46 2,1316

5 12,1 10,54 1,56 2,4336

Σ(m1- m 1)2

=

7,932 gr

20

932,7

)1(

)22( 2

nn

mmm = 0,629 gr

22 mm = (10,54 ± 0,629) gr

Ketelitian

%10054,10

629,0%100

m

m = 5,975 %

Kebenaran

100 % - 5,975 % = 94,025 %

5. Ralat Temperatur

Suhu air mula-mula (T1) = 300C ± ½

. 1

0C = 30

0C ± 0,5

0C

Suhu air mendidih (T2) = 100 0C ± ½

. 1

0C = 100

0C ± 0,5

0C

Suhu air setimbang (Ts) = 400C ± ½

. 1

0C = 40

0C ± 0,5

0C

Page 14: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

6. Ralat kalor jenis kalorimeter

)()()()( 111111 TTsTTsTTTsTsTTsT

= (40– 30) ± (0,5 + 0,5) = (10± 1)0C

)()()()(2 22222 TsTTsTTsTsTTTsTT

= (100 – 40) ± (0,5 + 0,5) = (60± 1)0C

kapasitas kalor jenis kalorimeter :

→ 2221111 TcmTcmTcm kk

→ ((124,82 ± 0,288) . 1

. (10 ± 1)) + ((254,24 ± 0,361)

. ck

. (10 ± 1)) = ((10,54 ± 0,629)

. 1

. (60 ± 1))

→ ((124,82 .1) ± (124,82 . 1) .

82,124

288,0

1

1) + ((254,24 . 1) ± (254,24 . 1) .

24,254

361,0

1

1. ck ) = ( (10,54 . 60) ± (10,54 . 60) .

54,10

629,0

60

1)

→ ((124,82) ± (124,82) . (1,0023)) + ((254,24) ± (254,24) . (1,0014) . ck) = ((632,4) ±

(632,4) . (48,25))

→ (124,82 ± 125,11) + (254,24 ± 254,56). ck = (632,4 ± 48,25)

→ (254,24 ± 254,56). ck =(632,4 ± 48,25)- (124,82 ± 125,11)

→ (254,24 ± 254,56). ck = (632,4 – 124,82) ± (48,25 - 125,11)

→ (254,24 ± 254,56). ck = (507,58 ± -76,86)

ck = )56,25424,254(

)86,7658,507(

ck =

24,254

56,254

58,507

86,76

24,254

58,507

24,254

58,507

ck = 1,996 ± 1,697 kal

/ gr 0C

7. Ralat harga air kalorimeter

NA = 2c

ck

= 1

697,1996,1

= 1,996 ± 1,697 kal

/ gr 0C

b. Data pada penentuan kapasitas kalor jenis logam

1.Ralat Massa Tembaga

No mb bm (mb - bm ) (mb - bm )2

Page 15: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

1 10,0 9,94 0,06 0,036

2 9,9 9,94 -0,04 0,0016

3 10,0 9,94 0,06 0,0036

4 9,9 9,94 -0,04 0,0016

5 9,9 9,94 -0,04 0,0016

(mb - bm )2 =

0,012 gr

20

012,0

)1(

)( 2

nn

mmm bb

b = 0,0245 gr

bb mm = (9,94 ± 0,0245)gr

Ketelitian

%10094,9

0245,0%100

b

b

m

m = 24,348%

Kebenaran

100 % - 24,348% = 75,652 %

2. Ralat Massa kalorimeter kosong dan pengaduknya

No m m (m - m ) (m - m )2

1 254,5 254,24 0,26 0,0676

2 255,5 254,24 1,26 1,5876

3 253,4 254,24 - 0,84 0,7056

4 254,0 254,24 -0,24 0,0576

5 253,8 254,24 - 0,44 0,1936

Σ(m- m )2

= 2,612

20

612,2

)1(

)( 2

nn

mmm = 0,361 gr

mm = (254,24 ± 0,361) gr

Ketelitian

%10024,254

361,0%100

m

m = 0,142 %

Page 16: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

Kebenaran

100 % - 0,142 % = 99,858 %

3. Ralat Massa kalorimeter + air 3/5 bagian

No mt tm (mt - tm ) (mt - tm )2

1 446,0 445,98 0,02 0,0004

2 446,2 445,98 0,22 0,0484

3 445,8 445,98 -0,18 0,0324

4 445,9 445,98 -0,08 0,0064

5 446,0 445,98 0,02 0,0004

(mt - tm )2 = 0,088

20

088,0

)1(

)( 2

nn

mmm tt

t = 0,0663 gr

tt mm = (445,98± 0,0663) gr

Ketelitian

%10098,445

0663,0%100

t

t

m

m = 0,0149 %

Kebenaran

100 % - 0, 0149 % = 99,985 %

4. Ralat Massa Air Mula-mula (m1)

No M1 m 1 (m1 - m 1) (m1 - m 1)2

1 191,5 191,74 -0,24 0,0576

2 190,7 191,74 -1,04 1,0816

3 192,4 191,74 0,66 0,4356

4 191,9 191,74 0,16 0,0256

5 192,2 191,74 0,46 0,2116

Σ(m1- m 1)2

=

1,812 gr

Page 17: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

20

812,1

)1(

)11( 2

nn

mmm = 0,301 gr

11 mm = (191,74 ± 0,301) gr

Ketelitian

%10074,191

301,0%100

m

m = 0,157 %

Kebenaran

100 % - 0,157 % = 99,843 %

5. Ralat Temperatur

Suhu air mula-mula (T1) = 30 0C ± ½

. 1

0C = 28

0C ± 0,5

0C

Suhu tembaga (T2) = 280C ± ½

. 1

0C = 28

0C ± 0,5

0C

Suhu air setimbang (Ts) = 30 0C ± ½

. 1

0C = 30

0C ± 0,5

0C

6. Ralat kalor jenis logam

)()()()( 111111 TTsTTsTTTsTsTTsT

= (30 – 30) ± (0,5 + 0,5) = (0 ± 1)0C

)()()()(2 22222 TsTTsTTsTsTTTsTT

= (28 – 30) ± (0,5 + 0,5) = (2 ± 1)0C

Page 18: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

kapasitas kalor jenis logam :

11

22log

)(

Tm

TNmcc A

kam

= )11()07,2(

)11()]399,2369,22()14036,044,81[(

kc

=

7,2

0

1

1)17,2()17,2(

)11()]399,2314036,0()69,2244,81[(kc

= 1)17,2()17,2(

)11()]53936,2313,104[(

kc

= )7,27,2(

13,104

53936,23

1

1)113,104()113,104(

kc

= )7,27,2(

)226,0()13,104()13,104(

kc

= )7,27,2(

)533,2313,104()399,2369,22(

= )7,27,2(

)533,2313,104()399,2369,22(

= )7,27,2(

69,22

399,23

13,104

533,23)13,10469,22()13,10469,22(

= )7,27,2(

)2572,1()71,2362()71,2362(

= )7,27,2(

)399,297071,2362(

=

7,2

7,2

71,2362

399,2970

)7,2(

)71,2362(

)7,2(

)71,2362(

= )257,2()08,875()08,875(

= )06,197508,875( kal

/ gr 0

Page 19: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

VIII. PEMBAHASAN

1. Pada praktikum ini kita mengukur dua hal yaitu harga air kalorimeter dan kapasitas

kalor jenis logam. Harga air kalorimeter dapat dicari dengan terlebih dahulu

menentukan kalor jenis kalorimeter dengan menggunakan prisip azas Black yaitu

apabila dua sistem atau lebih dipertemukan dimana sistem-sistem tersebut memiliki

perbedaan temperatur, maka jumlah kalor yang dilepaskan oleh sistem yang satu

akan sama dengan jumlah kalor yang diterima oleh sistem yang lainnya. Dalam hal

ini kalor yang diterima oleh air dan kalorimeter sama dengan kalor yang dilepaskan

oleh air yang telah didihkan. Harga air kalorimeter yang didapat dalam percobaan

kali ini adalah kal

/ 0C dan hasil ini didapat melalui perhitungan rumus

NA = 2c

ck , dimana ck didapat dari rumus : 2221111 TcmTcmTcm kk

2. Dengan menggunakan prinsip yang sama, maka kapasitas kalor jenis logam juga

dapat ditentukan. Kalor yang dilepaskan oleh logam yang telah dipanaskan sama

dengan kalor yang diterima oleh air. Tapi dalam hal ini kalorimeter juga ikut

menyerap kalor yang dilepaskan oleh logam panas. Maka kapasitas kalor jenis

logam dapat ditentukan yaitu kal

/ gr 0C dan hasil ini didapat dari perhitungan

dengan menggunakan rumus 11

221

)(

Tm

TNmcc A

k

.

3. Bentuk logam tembaga yang berukuran kecil-kecil membuat kalor yang diserap

oleh logam tembaga sangat cepat sekali hilang karena berinteraksi dengan udara

luar. Selain itu tabung kalorimeter pun ikut menyerap panas dari logam tembaga

sehingga kalor yang dilepaskan oleh logam tembaga tidak maksimal diserap oleh

air. Hal ini membuat ketepatan dan ketelitian serta perhitungan sangat jauh dari

literatur yang ada. Pada literatur kalor jenis logam tembaga adalah 0,09 kal

/ gr 0C.

Pada setiap pengukuran, semuanya dilakukan 5 kali. Ini dilakukan agar nilai yang

didapat mendekati nilai kebenaran yang cukup mendekati. Selain itu digunakan

metode ralat keraguan agar dapat diperkirakan kisaran nilai pengukuran dari yang

paling rendah sampai paling tinggi.

Dalam percobaan kali ini, nilai-nilai data yang didapat melalui perhitungan sangat

jauh dari literatur yang ada. Setelah diteliti ada beberapa faktor yang

mempengaruhinya. Faktor-faktor tersebut antara lain :

Ketidaktelitian dalam pengambilan data pengamatan

Kesalahan dalam menggunakan alat pengukuran.

Page 20: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

Kerusakan pada alat pengukuran yang disebabkan usianya yang sudah

cukup lama sehingga ketelitiannya menjadi berkurang.

Faktor dari lingkungan disekitar tempat percobaan seperti angin dan lain-

lain.

IX. KESIMPULAN

Faktor yang mempengaruhi besarnya kalor (Q) adalah massa (m) tiap zat atau benda

dan kenaikan suhu (∆T) yang diakibatkan oleh benda bermassa m tersebut dan kalor

jenis (c) dari benda tersebut.

Apabila dua benda yang memiliki suhu berbeda dipertemukan dan diisolasi sempurna

dengan lingkungannya, maka benda yang suhunya lebih tinggi akan melepaskan kalor

dan benda ynag suhunya lebih rendah akan menerima kalor tersebut.

Kalorimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suatu energi kalor.

Selain itu, kalorimeter juga dapat dipakai untuk mengukur kualitas panas dan

kuantitas yang menyangkut berbagai proses seperti reaksi kimia, perubahan status,

dan pembentukan larutan / menentukan kapasitas panas dari suatu substansi.

Kuantitaas panas atau kalor jenis suatu benda dapat ditetukan dengan menggunakan

kalorimeter berdasarkan hukum kekekalan energi.

Harga air kalorimeter yang diperoleh adalah kal

/ 0C

Kapasitas kalor logam uang diperoleh adalah kal

/ gr 0C

X. DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P.W.1999. Kimia Fisika edisi keempat Jilid 1. Jakarta : Erlangga

Giancolli, Douglas C. 2001. Fisika. Jakarta : Erlangga

Satriya Wibawa, I Made. 2007. Penuntun Praktikum Fisika Dasar. Bali : Fakultas MIPA

Universitas Udayana.

Zemansky, Mark W dan Richard H Dittman. 1986. Kalor dan Termodinamika Terbitan

Keenam. Bandung : ITB

Page 21: 72516969 Kalorimeter Dan Kapasitas Kalor Jenis

Zemansky, Zears. 1982. Fisika Untuk Universitas. Bandung : Bina Cipta

Gabriel, J.F. 2001. Fisika Lingkungan. Jakarta : Hipokrates

Amalia, Lily , Nur Komarudin, Agus Hendra. 2004. Fisika 1. Bandung : PT Remaja

Rosdakarya.

Goenawan, J. 2001. Fisika. Jakarta : PT Gramedia Widisarana Indonesia.