KALORIMETER I dan II

8/7/2019 KALORIMETERI dan II

1/8

KALORIMETER I dan II

TUJUAN

1. Memahami azas Black dan kekekalan energi2. Menentukan kapasitas kalorbahan dengan menggunakancalorimeter3. Membuktikan nilai 1 kalori adalah setara dengan 4,186Joule

I. TEORI PENGANTAR

KalorimeterIKalorimeterberarti mengukur panas. Ketika aliran panasterjadi antara dua benda yang terisolasi dari lingkungannya,jumlah panas yang hilang dari satu benda harus setaradengan jumlah benda lainnya.Panas adalah yang berpindah, jadi prinsipnya adalah prinsip

kekekalan energi.Kuantitas panas yang ditambahkan padasuatu benda sebagai positif dan pada kuantitas yangmeninggalkan benda sebagai negative.Ketika sejumlah bendaberinteraksi, jumlah aljabar dari setiap kuantitas panas yangdipindahkan pada semua benda harus sama dengan nol.Iniadalah Azas Black yang dasarnya adalah kekekalan energi.Kalor selalu berkaitan dengan dua hal yaitu prosespemanasan atau proses pendinginan yang melibatkanperubahan suhu dan proses perubahan wujud zat yang terjadi

pada suhu yang tetap.Proses pemanasan dan pendinginan digunakan persamaan :

Q = m . c . T

Dimana : Q = kalor yang dilepaskan atau diterima ( Joule )m = massa bahan ( kg )c = kapasitas panas spesifik bahan ( J/kgoC )

T = perubahan suhu ( oC )


2/8

Proses perubahan wujud zat, digunakan persamaan :

Q = m . Lv

Dengan : Q = kalor yang dilepaskan atau diterima ( Joule )m = massa bahan ( kg )Lv = kalor laten peleburan/pembekuan ( J/kg)

Kalorimeteradalah alat yang digunakan untuk menentukankapasitas kalor suatu benda kapasitas kalor spesifik suatubahan.Di dalam kalorimeterterdapat pengaduk yang terbuat daribahan yang sama dengan bejana kalorimeter( P ). Tutupkalorimeter ( T ) terbuat dari bahan isolator yang berlubang ditengah untuk memasang termometer.Pada teknik yang dikenal dengan teknik pencampuran, satusampel zat dipanaskan sampai temperature tinggi yang diukurdengan akurat dan dengan cepat ditempatkan pada air dingindalam kalorimeter.Kalor yang hilang dari sampel tersebut akan diterima oleh air

dan kalorimeter (bejana danpengaduk ). Thermometerdigunakan untuk mengukurtemperature awal air dan calorimeter serta temperature akhircampuran.Temperatur awal bejana, pengaduk, dan air diukur setelahseluruh bagiancalorimeterdan air tersebut berada dalamkeseimbangan termal yang berarti memiliki suhu yang sama.Setelah dicamapur, suhu akhir diukur setelah dicapaikeseimbangan termal antara air, sample bejana calorimeter,

dan pengaduk.

Kalorimeter II

Telah dibuktikan oleh banyak ilmuwan dan eksperimen bahwaketika 1 kalori kalor dikonversikan ke kerja mekanik atau kerjalistrik maka 4,186 Joule kerja akan dihasilkan.1 cal = 4,18 J

Elemen panas dalam sebuah calorimeter yang dihubungkandengan sumber daya untuk tenggang waktu tertentu selama


3/8

itu kerja listrik meningkatkan suhu zat cairUntuk menghitung energi yang diberikan pada calorimeter,persamaan daya digunakan :P = W / t atau W = P . t

Sedangkan daya listrik dinyatakan P = V . I, maka persamaandi atas yang memberikan konsumsi energi listrik menjadi( persamaan 1 ) :W = V . I . tDi sisi lain, dengan mengukur tegangan yang diberikan V,arus efektif I dan waktu t, energi listrik yang diberikan padacalorimeter dapat dihitung dengan persamaan di atas.Dengan mengukur suhu awal dan akhir calorimeter, yaitu air,bejana aluminium dan elemen pemanas, maka energi yangdihasilkan dapat dihitung. Tentu saja kapasitas kalor spesifikair, aluminium serta elemen pemanas harus ditentukan dariliterature fisika.Panas yang diserap calorimeter :

Q total = Q air + Q bejana + Q pengaduk + Q elemen

Sebagai catatan elemen pemanas sendiri memiliki massa

yang kecil dan massa tersebut dapat ditambahkan padamassa kaki logam elemen tersebut. Asumsikan elemen dankaki logamnya memiliki jenis yang sama ( umumnya adalahbrass ).Q total = Q air + Q bejana + Q pengaduk + Q elemen

Qtotal = mair.cair.T + mAl.cAl.T + maduk.caduk.T +melemen.celemen. T

Atau : ( persamaan 2 )

Qtotal = (mair.cair + mAl.cAl + mAduk.cAduk +melemen.celemen ) TPersamaan ini menghitung total panas yang dihasilkan darikalor sebagai hasil kerja dari listrik dalam elemen pemanasdalam Joule. Kedua nilai dapat dihitung untuk menentukanberapa joule dapat dihasilkan darisuatu kalori atau

sebaliknya.


4/8

II. ALAT DAN BAHAN

1. Kalorimeter lengkap dengan pengaduknya 1 buah2. Thermometer alkohol 1 buah3. Neraca ohauss 1 buah4. Gelas ukur 5 ml 1 buah5. Oven pemanas 1 buah6. Air7. Bahan/sample zat 1 buah8. Power supply 1 buah9. Multimeter 1 buah10. Stopwatch 1 buah11. Kabel penghubung 3 buah

III. CARA KERJAPercobaan 1:

Menentukan kapasitas panas spesifik suatu bahan :1. Ukurlah massa sample dengan neraca ohauss.2. Timbanglah bejana dan pengaduk calorimeter sekaligus( bila bahanmya sama), atau masing-masing bila bahanberbeda, bila pada gagang pengaduk terdapat bahan isolatormaka dilepas terlebih dahulu.3. Bahan calorimeter yang digunakan adalah aluminium.4. Masukkan air ke dalam bejana calorimeter hingga kira-kiralebih sedikit dari setengahnya.

5. Pasang pengaduk dan timbanglah calorimeter berisi air danpengaduknya.6. Masukkan calorimeter ke dalam bejana pelindungnya( plastik ) dan tutuplah calorimeter.7. Pasang thermometer sedemikian rupa agar hanya bagianbola/ujung saja yang tercelup dalam air.8. Amati perubahan suhu, tunggu hingga suhu yangditunjukkan thermometer tidak bergerak lagi, dengan kata lain

telah dicapai keseimbangan termal.9. Catat suhu yang terbaca pada termometer pada suhu awal


5/8

air, bejana dan pengaduk.10. Panaskan bahan sample dengan memasukkan ke dalamoven kurang lebih 15 menit lalu baca temperature oven( dianggap sama dengan suhu sample)

11. Lalu ambillah bahan dari oven masukkan dalamcalorimeter yang berisi air tadi, tutup kembali dan pasangthermometer kembali dengan hati-hati.12. Aduk perlahan sambil dibaca dan dicatat suhu yangdicapai setiap setengah menit dan hentikan pembacaansetelah 3 kali dibacanya suhunya tetap.13. Setelah suhu tidak naik lagi, angkatlah thermometerdengan gabus secara hati-hati, perhatikan batas bagianthermometer yang tercelup dalam air, masukkan thermometerke dalam gelas ukur yang yang berisi air untuk menentukanvolume thermometer yang tercelup air.14. Bukalah kalorimeter perlahan-lahan hingga tidak ada yangtercecer. Timbang kembali kalorimeter, pengaduk, air danbahan.

Percobaan 2 :Menentukan kapasitas panas spesifik suatu bahan :

1. Timbanglah bejana dan pengaduk calorimeter sekaligus( bila bahannya sama ), atau masing-masing bila bahannyaberbeda, bila pada gagang pengaduk terdapat bahan isolatormaka dilepas terlebih dahulu.2. Bahan calorimeter yang digunakan adalah aluminium.3. Ukur pula massa elemen pemanas dan kakinya.4. Masukkan air ke dalam bejana calorimeter hingga kira-kirasetengahnya.5. Pasang pengaduk dan timbanglah calorimeter berisi air dan

pengaduknya hingga dapat diperoleh massa air.6. Masukkan calorimeter ke dalam bejana pelindungnya( plastic ) dan tutuplah calorimeter.7. Pasang thermometer sedemikian rupa agar hanya bagianbola/ujung saja yang tercelup dalam air.8. Amati perubahan suhu, tunggu hingga suhu yangditunjukkan thermometer tidak bergerak lagi, dengan kata laintelah dicapai keseimbangan termal.

9. Catat suhu yang terbaca pada thermometer sebagai suhuawal air, bejana dan pengaduk.


6/8

10. Rangkailah elemen pemanas dengan power supplysebagaimana pada gambar dengan memasang pula keduamultimeter sebagai amperemeter dan sebagai voltmeter.( Ingat posisi saklar masih dalam keadaan off ).

11. Set switch tegangan pada power supply pada angka 6volt.12. Siapkan stopwatch untuk mengukur waktu.13. Hidupkan power supply dengan menekan tombol power.14. Ukur dan catalah nilai arus dan tegangan yang terbacapada multimeter. Ukurlah setiap 20 detik.15. Tetaplah menjaga distribusi air yang merata denganmengaduk atau mengocoknya dengan gentlyyaitu denganstirring.16. Setelah 2 menit matikan power supply, dan tunggu hinggatemperature mencapai maksimum.17. Catat temperature maksimum sebagai Tf.

IV. HASIL PENGAMATAN

Percobaan Kalorimeter 1 :Keadaan/data limgkungan :Suhu udara ruangan : 29 oCTekanan udara : Pa

Data Percobaan :Massa calorimeter kosong : 36,7 gramMassa pengaduk : 31,4 gramMassa calorimeter, pengaduk dan air : 152,2 gram

Massa air : 84,1 gramTemperatur awal air dan calorimeter : 29 oCTemperatur oven/awal bahan sample : 114 oCPengukuran temperature air menit ke-1 : 31 oC menit ke-2 : 31,5 oC menit ke-3 : 32 oC menit ke-4 : 32 oC

menit ke-5 : 32 oC menit ke-6 : 32 oC


7/8


8/8

220 9,37 V 37240 9,37 V 37,5

Temperatur maksimum : 37,5 oC

KALORIMETER I dan II

Documents

Transcript of KALORIMETER I dan II