PANAS JENIS ZAT PADAT

(F-1)

I. Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah :

Menentukan panas jenis dari berbagai logam

II. Alat-Alat Percobaan dan Fungsinya

Kalorimeter dengan pengaduk: sebagai sistem untuk melakukan percobaan

dan untuk mengukur kalor jenis zat

Termometer : untuk mengukur temperatur

Tabung takaran : tabung yang digunakan untuk mengukur air

yang akan dimasukkan ke dalam

kalorimeter

Silinder aluminium : sebagai objek atau zat padat yang akan

digunakan pada saat percobaan

Balok kuningan : sebagai objek atau zat padat yang akan

digunakan pada saat percobaan

Benang : untuk mengikat benda yang akan

dimasukan ke kalorimeter

III. Tinjauan Pustaka

“Apabila pada kondisi adiabatis dicampurkan dua macam zat yang temperaturnya

mula-mula berbeda, maka pada saat kesetimbangan banyak kalor yang dilepas oleh

zat yang temperatur mula-mulanya tinggi sama dengan benyaknya kalor yang diserap

oleh zat yang temperaturnya mula-mula rendah.” Pernyataan tersebut adalah bunyi

dari Azas Black. Dimana pada saat terjadi perpindahan kalor berlaku hukum

kekekalan energi.

Kalor yang dilepas = kalor yang diterima

Q lepas = Q terima

m1 c1 ( T1 – T’ ) = m2 c2 ( T2’ – T2 )

Apabila harga c diketahui maka dapat ditentukan harga c yang lain berdasarkan Azas

Black. Prinsip pengukuran seperti ini disebut kalorimetri. Sedangkan alat untuk

mengukur kalor jenis zat berdasarkan prinsip kalorimeter disebut kalorimeter.

Tabung bagian dalam kalorimeter dapat terbuat dari logam ( biasanya aluminium

atau tembaga ) dan sudah diketahui kalor jenisnya. Tabung tersebut diisi air hingga

1

penuh, logam yang akan diukur panas jenisnya dipanaskan dulu dan kemudian

dimasukkan kedalam kalorimeter.

Pada setiap kalorimeter biasanya diketahui kapasitas panasnya disebut “harga air

kalorimeter ( Ha ), yaitu suatu hasil kali antara massa kalorimeter dengan kalor

jenisnya. Jadi kalor yang diserap oleh kalorimater dapat dirumuskan sebagai:

Qk = mk ck T

atau

Qk = Ha

dengan

Ha = mk ck

Logam yang dipanaskan akan mengalami kenaikan suhu, energai kalor yang

diperlukan suhu suatu massa logam disebut dengan panas jenis (Specific Heat)

dilambangkan cz.

Apabila kalorimeter diisi dengan air dengan massa ma dan suhu awal T1 yang sama

dengan suhu kalorimeter kemudian ke dalamnya dimasukan logam bermassa mz

dengan suhu T2 akan terjadi perpindahan energi panas dari logam ke air dan

kalorimeter sehingga diperoleh suhu setimbang T3, perpindahan panas ke lingkungan

bernilai kecil sehingga dapat diabaikan dalam hal ini panas jenis zat padat dinyatakan

dengan persamaan:

cz = ( ma c + C ) ( T3 – T1 )

mz ( T2 – T3 )

dengan

c = Panas jenis air ( Kal/g C )

C = Kapasitas panas Kalorimeter ( Kal/ C )

cz = Panas jenis zat ( Kal/g C )

Panas dapat berpindah dengan tiga cara yaitu:

Konduksi : perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan massa atau

partikel zat. Terjadi pada zat padat.

Konveksi : perpindahan kalor yang disertai perpindahan massa atau

partikel zat. Terjadi pada zat cair dan gas.

Radiasi : perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik

( tidak memerlukan medium ). Terjadi pada matahari.

IV. Prosedur Percobaan

2

a) Menimbang massa balok alumunium dengan menggunakan

neraca O’Hauss.

b) Mengisi kalorimeter dengan 100 cm3 air dengan

menggunakan tabung takaran,membiarkan sesaat kemudian mengukur suhunya

(T1).

c) Memanaskan balok aluminium dengan mencelupkannya

kedalam air mendidih selama 5 menit, kemudian mengukur suhu air tersebut(T2).

d) Mengambil balok aluminium tersebut lalu mengeringkan dan

memasukkan dengan cepat kedalam kalorimeter.

e) Mengaduk dengan terarur sampai suhu setimbang(T3).

f) Mengulangi percobaan tersebut untuk volume air 200 cm3 .

g) Mengulangi prosedur diatas untuk balok besi.

3

V. Tugas Pendahuluan

1. Jelaskan dengan singkat apa yang dimaksud dengan azas Black dan dari

sistem percobaan, mana penerima panas dan pelepas panas?

2. Turunkan persamaan diatas dan jelaskan!

3. Jelaskan dengan singkat apa perbedaan konduksi, konveksi, dan radiasi!

4. Jelaskan mengapa suhu awal kalorimeter dan suhu air harus sama?

5. Apa yang dimaksud dengan suhu kesetimbangan?

6. Jelaskan arti fisis dari c, untuk aluminium dan besi dan tuliskan harga panas

jenis literatur.

Jawaban :

1. Apabila pada kondisi adiabatis dicampurkan dua macam zat yang

temperaturnya mula-mula berbeda, maka pada saat kesetimbangan banyak kalor

yang dilepas oleh zat yang temperatur mula-mulanya tinggi sama dengan

benyaknya kalor yang diserap oleh zat yang temperaturnya mula-mula rendah.

Penerima panas adalah air dan kalorimeter, sedangkan pelepas panas adalah

logam.

2. Q lepas = Q terima

mz cz ( T2 – T3 )= ma c ( T3 – T1 ) + C ( T3 – T1 )

mz cz ( T2 – T3 )= (ma c + C ) ( T3 – T1 )

cz = ( ma c + C ) ( T3 – T1 )

mz ( T2 – T3 )

dengan

c = Panas jenis air ( Kal/g C )

C = Kapasitas panas Kalorimeter ( Kal/ C )

cz = Panas jenis zat ( Kal/g C )

3. Konduksi : perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan massa atau

partikel zat. Terjadi pada zat padat.

Konveksi : perpindahan kalor yang disertai perpindahan massa atau

partikel zat. Terjadi pada zat cair dan gas.

Radiasi : perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik (

tidak memerlukan medium ). Terjadi pada matahari.

4

4. Karena mengalami adiabatis, yaitu tidak ada perpindahan panas dari sistem ke

lingkungan ( panasnya terisolasi )

5. Keadaan dimana dari penerima dan pelepas kalor adalah sama.

6. Kalor yang dibutuhkan oleh aliminium dan besi dengan massa 1 g untuk

menaikan suhu 1 C. Aluminium = 0, 217 Kal/g C dan besi = 0, 113 Kal/g C.

5

DAFTAR PUSTAKA

Zemansky,Sears. 1982. Fisika untuk Universitas. Bandung : Binacipta.

Abdurrofi,Muh. Hidayat,Tatang. 2003. Belajar Cepat Fisika. Bogor : Pustaka Gemilang

6