Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

59
MAKALA TERMODINAMIKA “KALOR DAN KALORIMETRI” OLEH : KELOMPOK 4 NAMA ANGGOTA KELOMPOK : 1. RIZKI NUR HIDAYAH 2. LARA SANIA 3. PUTRI LINGGAWATI 4. WIJAYATI FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN i

description

Termodinaika Universitas

Transcript of Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

Page 1: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

MAKALA

TERMODINAMIKA

“KALOR DAN KALORIMETRI”

OLEH :

KELOMPOK 4

NAMA ANGGOTA KELOMPOK :

1. RIZKI NUR HIDAYAH2. LARA SANIA3. PUTRI LINGGAWATI4. WIJAYATI

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

PROGRAM PENDIDIKAN PENDIDIKAN FISIKA

UNIVERSITAS SRIWIJAYAi

Page 2: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah swt., karena berkat

rahmat dan karunia-Nya, penulis dapat menyusun dan menyelesaikan makalah ini

tanpa adanya halangan berarti dalam proses pengerjaannya sehingga dapat

diselesaikan tepat pada waktunya. Dalam hal ini penulis mengambil judul

“Konsep Kalor dan Kalorimetri”. Adapun tujuan pembuatan makalah ini adalah

untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Termodinamika.

Tentunya sebagai mahkluk sosial penulis tidak bisa melakukan hal kecil

ini sendirian tanpa bantuan berbagai pihak. Dengan itu penulis banyak

mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam

proses pembuatan makalah ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu, secara

khusus penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:

1. Bapak Apit Fathurohman, S.Pd., M.Si selaku dosen pengampuh mata kuliah

Termodinamika;

2. Teman-teman Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan prodi Pendidikan

Fisika;

3. Kedua orang tua kami yang telah memberikan bantuan serta senantiasa

memberikan doa restunya, baik secara moril maupun secara materil dalam

setiap langkah kedepannya

Semoga makalah ini dapat bermanfaat untuk semua pihak. Kritik dan

saran sangat kami harapkan, agar menjadi lebih baik kedepannya.

Inderalaya, Januari 2015

Penulis

i

Page 3: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR …………………………………………………… i

DAFTAR ISI …………………………………………………………….. ii

BAB I PENDAHULUAN

1. Latar Belakang ……………………………………………………. 1

2. Rumusan Masalah ……………………………………………….. 1

3. Tujuan ……………………………………………………………… 2

4. Manfaat ……………………………………………………………. 2

BAB II PEMBAHASAN

1. Konsep kalor ………………………………………………………. 3

2. Kapasitas Kalor ……………………………………………………. 6

3. Perpindahan Kalor ………………………………………………… 8

4. Kalorimetri ………………………………………………………….. 12

5. Penerapan Prinsip Perpindahan Kalor …………………………. 15

BAB III PENUTUP

1. Kesimpulan ………………………………………………………… 19

2. Saran ………………………………………………………………. 19

DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………… 20

ii

Page 4: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Hukum kekekalan energi menyatakan energi tidak dapat dimusnahkan

dan dapat diciptakan melainkan hanya dapat diubah dari satu bentuk

kebentuk lain.Di alam ini banyak terdapat energi seperti energi listrik,energi

kalor,energi bunyi,namun energi kalor hanya dapat dirasakan seperti panas

matahari .Dalam kehidupan sehari-hari kita sering melihat alat-alat pemanas

yang menggunakan energi listrik seperti teko pemanas, penanak nasi,

kompor listrik ataupun pemanas ruangan. Pada dasarnya alat-alat tersebut

memiliki cara kerja yang sama yaitu merubah energi listrik yang mengalir

pada kumparan kawat menjadi energi kalor/panas. Sama halnya dengan

kalorimeter yaitu alat ayang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai

kalori) yang dibebaskan.

Kalor merupakan salah satu bentuk energi, maka kalor merupakan

besaran fisika yang memiliki satuan.Kalor juga merupakan perpindahan

energi internal.Kalor tidak dapat terlihat oleh mata, tetapi pengaruhnya

dapat kita rasakan atau kita ketahui.kalor belum diketahui sewaktu proses

berlangsung.

Adapun dasar teknik dari pertukaran energi kalor dikenal dengan

nama kalorimetri dan alat yang digunakan untuk menentukan atau mengukur

kalor adalah kalorimeter. Ada pula yang menyatakan kalorimeter adalah alat

untuk menentukan kalor jenis dari suatu zat.Kalorimeter teerdiri dari sebuah

bejana logam yang kalor jenisnya sudah diketahui.

Kalor adalah hal yang tidak dapat dipisahkan dalam kehidupan kita

sehari-hari.Pada kehidupan sehari-hari sering ditemui beberapa kejadian

yang melibatkan perpindahan kalor. Misalnya satu gelas air dingin dicampur

dengan satu gelas air panas, maka air panas akan melepas kalor sedangkan

i

Page 5: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

air dingin akan menerima kalor. Sehingga akan didapatkan suhu campuran

yagn seimbang. Oleh karena itu begitu banyaknya kejadian dalam kehidupan

sehari-hari yang merupakan kejadian perpindahan kalor yang dapat

diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latarbelakang masalah ini, maka penyusun membuat

suatu rumusan masalah, yaitu :

1. Bagaimana makna konsep kalor

2. Bagaimana bentuk kapasitas kalor

3. Jelaskan jenis-jenis perpindahan kalor

4. Bagaimana konsep kalorimetri

5. Bagaimana prinsip penerapan perpindahan kalor dalam kehidupan

sehari-hari

C. Tujuan

Adapun tujuan dari penyusunan makalah “Konsep Kalor dan

Kalorimetri” ini adalah :

1. Mahasiswa dapat mengetahui konsep kalor

2. Mahasiswa dapat memahami bentuk kapasitas kalor

3. Mahasiswa dapat menjelaskan jenis-jenis perpindahan kalor

4. Mahasiswa dapat mendeskripsikan konsep kalorimetri

2

Page 6: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

5. Mahasiswa dapat mengaplikasikan prinsip penerapan perpindahan kalor

dalam kehidupan sehari-hari

D. Manfaat

Manfaat dari penyusunan makalah ini adalah :

1. Dapat membantu mahasiswa dalam mengetahui konsep kalor

2. Dapat membantu mahasiswa dalam memahami bentuk kapasitas kalor

3. Dapat membantu menjelaskan apa saja jenis-jenis perpindahan kalor

4. Dapat membantu mahasiswa mendeskripsikan konsep kalorimetri

5. Dapat membantu mahasiswa dapam mengaplikasikan prinsip penerapan

perpindahan kalor dalam kehidupan sehari-hari

BAB II

PEMBAHASAN

A. PENGERTIAN KALOR

Kalor adalah energi yang dipindahkan melintasi batas suatu sistem yang

disebabkan oleh perbedaan temperatur antara system dan lingkungannya.Suatu

sistem tidak menyimpan panas, tapi menyimpan energi, dan kalor merupakan

energi yang sedang mampir.Ini seringkali disebut dengan perpindahan kalor.

Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara

umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu

3

Page 7: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

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.

Kalor adalah sesuatu yang melintasi batas.Karena suatu sistem tidak

menyimpan kalor, maka kalor bukanlah merupakan suatu properti. Jika

diferensialnya adalah tak-eksak dan dituliskan sebagai δQ, dimana Q adalah

perpindahan kalor. Untuk suatu proses tertentu antara keadaan 1 dan keadaan 2

perpindahan kalor dapat dituliskan Q1−2, tapi umumnya akan dituliskan dengan Q.

Laju perpindahan kalor akan dilambangkan dengan (Q̇ ). Sehingga secara

matematis dapat dirumuskan :

Q=m.c .∆T

Keterangan :

Q adalah kalor yang dibutuhkan (J)

m adalah massa benda (kg)

c adalah kalor jenis (J/kgC)

T adalah perubahan suhu (C) = suhu akhir (T2) – suhu awal (T1)

Kalor adalah perpindahan energy internal. Kalor mengalir dari satu bagian

sistem ke bagian lain atau dari satu sistem ke sistem lain karena ada perbedaan

temperatur. Selama pengaliran kita tidak mengetahui proses keseluruhannya,

misalnya keadaan akhirnya. Kalor belum diketahui sewaktu proses berlangsung.

Kuantitas yang diketahui selama proses berlangsung ialah laju aliran Q̇ yang

merupakan fungsi waktu. Maka fungsi kalornya dapat dituliskan sebagai berikut :

Q̇=∫τ 1

τ 2

Q̇ dτ

dan hanya bisa ditentukan bila waktu τ 2−τ1telah berlalu. Hanya setelah aliran itu

berhenti orang bisa mengacu pada kalor – energi internal yang telah dipindahkan 4

Page 8: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

dari suatu system bertemperatur lebih tinggi ke sistem lain yang temperaturnya

lebih rendah.

Tidak benar bila kita mengatakan ‘kalor dalam benda’ seperti halnya bila

kita mengatakan ‘kerja dalam benda’.Pelaksanaan kerja dan aliran kalor adalah

metode untuk mengubah energi internal suatu sistem.Kita tidak bisa memisahkan

atau membagi energi internal menjadi bagian termal dan bagian mekanis.

Kita telah melihat, bahwa pada umumnya, kerja yang dilakukan pada atau

oleh system bukan merupakan fungsi koordinat sistem tetapi bergantung pada

lintasan yang dilalui system dari keadaan awal ke keaadaan akhir.Demikian juga

untuk kalor yang dipindahkan dari suatu sistem.Q bukan merupakan fungsi

koordinat termodinamik, tetapi bergantung pada lintsan.Jadi sejumlah kerja

infinitesimal adalah diferensial tak saksama dan dilambangkan oleh đQ.

Bayangkan system A dalam sentuhan termal dengan sistem B; kedua

sistem itu dilingkungi oleh dinding adiabat. Untuk sistem A, berlaku

U f−U i=Q+W ;

dan untuk sistem B saja,

U f' −U i

'=Q'+W '

Dengan menjumlahkannya didapatkan

(U f+U f' )−(U i+U i

')=Q+Q'+W+W '

Karena (U f+U f' )−(U i+U i

') adalah perubahan energi sistem gabungan

W+W ' adalah kerja yang dilakukan oleh sistem gabungan, maka Q+Q' adalah

kalor yang dipindahkan oleh sistem gabungan. Karena sistem gabungan ini

dilingkungi oleh dinding adiabat, maka

Q+Q'=0 ,danQ=−Q'

5

Page 9: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

Dengan perkataan lain, dalam kondisi adiabat, kalor yang dibuang (atau

diterima) oleh sistem A sama dengan kalor yang diterima (atau dibuang) oleh

sistem B.

Sesuai konvensi, jika kalor dipindahkan ke suatu sistem maka nilainya

adalah positif.Jika kalor dipindahkan dari suatu sistem maka nilainya adalah

negatif.Perpindahan kalor positif menambahkan energi ke suatu sistem. Suatu

proses dimana terdapat perpindahan kalor nol disebut sebagai proses adiabatik.

Proses yang demikian disimulasikan secara eksperimental dengan cara

menginsulasi sistem sehingga sedikit sekali kalor yang berpindah.

Harus diperhatikan bahwa energi yang tersimpan dalam suatu sistem dapat

dipindahkan ke lingkungannya melalui usaha yang dilakukan sistem atau kalor

yang dipindahkan dari sistem tersebut. Jadi, kalor dan usaha secara kuantitatif

adalah sama dan diekspresikan dalam satuan yang sama. Pengurangan energi yang

sama dapat diperoleh jika kalor 100 J dipindahkan dari suatu sistem dengan jika

usaha 100 J dilakukan oleh suatu sistem.

Seringkali lebih memudahkan untuk menuliskan perpindahan kalor per

satuan massa. Perpindahan kalor per satuan massa akan dilambangkan dengan q

dan didefinisikan sebagai:

q=Qm

6

Page 10: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

B. JENIS KALOR DAN KALOR JENIS

Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang

dibutuhkan suatu benda(zat) bergantung pada 3 faktor, yaitu :

1) massa zat

2) jenis zat (kalor jenis)

3) perubahan suhu

Kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis, yaitu :

1) Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu

2) Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten), persamaan

yang digunakan dalam kalor laten ada dua macam Q = m.U dan Q = m.L.

Dengan U adalah kalor uap (J/kg) dan L adalah kalor lebur (J/kg)

Berikut merupakan Tabel Kalor Jenis benda (Pada tekanan 1 atm dan suhu 20 oC):

7

Contoh Soal :

Sebuah roda dayung menambahkan energy kepada suatu penampung yang kokoh melalui rotasi yang disebabkan oleh jatuhnya suatu beban 50 kg sejauh 2 m dari sebuah puli. Berapa banyakkah kalor yang harus dipindahkan untuk menghasilkan efek yang sama?

Jawab:

Untuk proses non-kuasi-kesetimbangan ini usaha diberikan oleh W=(mg ) (d )=(50 ) (9,8 ) (2 )=980J . Kalor Q yang harus dipindahkan adalah sama dengan usaha ini, 980 J.

Page 11: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

Catatan :

Kalor jenis

benda

biasanya

bergantung

pada suhu.

Apabila perubahan suhu tidak terlalu besar maka besar kalor jenis bisa dianggap

tetap.

C. KALOR SERAP

a. Asas Black

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). Secara matematis

dapat dirumuskan :

Qlepas=Qterima

8

Jenis BendaKalor Jenis (c)

J/kg Co kkal/kg Co

Air 4180 1,00

Alkohol (ethyl) 2400 0,57

Es 2100 0,50

Kayu 1700 0,40

Aluminium 900 0,22

Marmer 860 0,20

Kaca 840 0,20

Besi / baja 450 0,11

Tembaga 390 0,093

Perak 230 0,056

Raksa 140 0,034

Timah hitam 130 0,031

Emas 126 0,030

Page 12: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

Yang melepas kalor adalah benda yang suhunya tinggi dan yang menerima kalor

adalah benda yang bersuhu rendah. Bila persamaan tersebut dijabarkan maka akan

diperoleh :

Qlepas=Qterima

m1 c1∆ t 1=m2 c2∆ t 2

Dengan :

∆ t=t 1−t a , jika t a≤ t1

Atau :

∆ t=t a−t1 , jika t a≥ t1

Dan ta adalah suhu saat mencapai kesetimbangan

Catatan : yang harus selalu diingat jika menggunakan asasa Black adalah pada

benda yang bersuhu tinggi digunakan (t1 – ta) dan untuk benda yang bersuhu

rendah digunakan (ta-t2). Dan rumus kalor yang digunakan tidak selalu yang ada

diatas bergantung pada soal yang dikerjakan.

D. KAPASITAS KALOR

a. Kapasitas Kalor Zat Padat dan Zat Cair

Kapasitas kalor ditentukan oleh eksperimen untuk setiap zat yang

diinginkan. Data untuk zat padat dan zat cair biasanya diambil pada

tekanan atmosfir dan diberikan sebagai fungsi dari suhu masing-masing

dalam bentuk ini :

Cp =a + bT + cT2

9

Page 13: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

Kapasitas kalor biasanya meningkat dengan menaikkan suhu.Efek

tekanan pada kapasitas kalor zat cair dan zat padat secara normal sangat

kecil.

Perbedaan kapasitas kalor dinyatakan dalam ekspansivitas volume dan

kompresibilitas isoternal, yaitu :

Cp – Cv = TV β2

K

Perbedaan tersebut biasanya berarti kecuali jika pada suhu rendah.

b. Kapasitor Kalor Gas

Kapasitas kalor gas merupakan fungsi dari suhu dan tekanan yag kuat.

Namun , efek tekanan pada sifat-sifat termodinamika gas ditentukan

dengan cara yang tidak membutuhkan pengetahuan tentang kapasitas kalor

sebagai fungsi dari tekanan. Sebagai gantinya, dipakai kapasitas-kapasitas

kalor gas dalam keadaan gas ideal. Keadaan gas ideal pada suhu T dan

tekanan P untuk suatu gas yaitu keadaan yang akan dicapai jika gas pada

suhu T dan pada tekanan yang mendekati nol, pada kondisi nilai PV = RT,

namun sebagai gas ideal apabila ditekan secara isotermal ke tekanan P.

Keadaan ini tentunya merupakan bayangan, kecuali pada tekanan menuju

nol. Meskipun demikian, ini merupakan pengguna praktis yang bisa

dipertimbangkan.

Kapasitas-kapasitas kalor gas ideal ini, dinyatakan sebagai berikut :

Cpig

R−C v

ig

R=1

Ketergantungan C pig terhadap suhu biasanya dapat dinyatakan oleh

sebuah persamaan yang berbentuk :

Cpig

R=A+BT+CT 2+DT−2 (1)

10

Page 14: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

Dengan C dan D nol dan konstanta-konstanta tersebut tertentu untuk

gs tertentu.Karena gas pada tekanan rendah biasanya mendekati ideal,

kapasitas kalor untuk keadaan gas ideal cocok untuk hampir semua

perhitungan, bagi gas nyata pada tekanan sampai tekanan atmosfir.Karena

Cpig

Rtidak berdimensi , satuanC p

ig dibuat menurut spesifikasi R.

Kapasitas kalor gas ideal digunakan dalam perhitungan perubahan

entalpi dan entropi. Integrasi dH = Cp dT , dHig = C pig dT , maka :

∆ H ig=∫T 0

T 1

C pigdT (2)

Kapasitas kalor rata-rata terhadap T yaitu :

⟨C pig ⟩T ≡

1T 1−T 0

∫T0

T1

C pigdT (3)

Apabila persamaan (1) disubtitusi untuk C pigdalam persamaan (3),

integrasi memberikan :

1R

⟨C pig ⟩T = A + Btam +

C3

(4T am2 −T 0T1 )+ D

T 0T 1(4)

E. PERPINDAHAN KALOR

Terdapat tiga jenis perpindahan kalor, di antaranya :

a. Konduksi

Perpindahan kalor konduksi terjadi dalam suatu bahan karena adanya

perbedaan temperature di dalam bahan tersebut.Jenis ini dapat terjadi di

dalam semua zat tapi paling sering diasosiasikan dengan zat-zat padat. Jenis

ini diekspresikan secara matematis melalui hukum perpindahan kalor

Fourier, yang untuk bidang satu dimensi memiliki bentuk11

Page 15: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

Q=kA∆TL

dengan :

k = konduktivitas termal dengan satuan W/m.K

L = ketebalan dinding

∆T = perbedaan temperatur

A = luas dinding

Seringkali perpindahan kalor dihubungkan dengan faktor-R, tahanan,

yang diberikan melalui

Rbahan=Lk

b. Konveksi

Perpindahan konveksi terjadi ketika energi dipindahkan dari suatu

permukaan padat ke suatu fluida yang bergerak.Ini merupakan kombinasi

dari energi yang dipindahkan melalui konduksi dan adveksi (perpindahan

energi yang disebabkan oleh pergerakan umum dari fluida); oleh karena itu,

jika tidak terdapat pergerakan fluida, tidak ada perpindahan kalor konvektif.

Konveksi diekspresikan dalam bentuk perbedaan temperatur umum fluida

T ∞ dan temperatur permukaan T s. Hukum pendinginan Newton

mengekspresikan ini sebagai

Q=hc A (T s−T ∞)

dengan :

hc = koefisien perpindahan kalor konvektif (W/m2.K)

Konveksi bebas terjadi hanya karena perbedaan temperatur,

sedangkan konveksi paksa terjadi karena fluida yang dipaksa, seperti

misalnya oleh sebuah kipas.12

Page 16: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

c. Radiasi

Radiasi adalah energi yang dipindahkan sebagai foton-

foton.Perpindahan dapat terjadi melalui hampa udara atau melalui zat-zat

transparan seperti air. Perhitungannya dilakukan dengan menggunakan

hukum Stefan-Boltzmann dan memperhitungkan energi yang dilepas dan

energi yang diserap dari lingkungan:

Q=εσA (T 4−T surr4 )

dengan :

σ = konstanta Stefan-Boltzmann (5,67 x 10-8 W/m2.K4)

ε = emisivitas (antara o dan 1, untuk benda hitam bernilai 1)

T surr = temperatur seragam dari lingkungan

13

Page 17: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

14

Contoh Soal dan Pembahasan :

1. Sebuah dinding berukuran panjang 10 m dan tinggi 3 m terbuat

dari lapisan insulasi dengan R=2m2 ∙K /w dan lapisan kayu

dengan R=0,15m2 KW

. Berikan estimasi laju perpindahan kalor

melalui dinding tersebut jika perbedaan temperaturnya adalah

400C.

Jawab :

Resistansi total terhadap aliran kalor melalui dinding tersebut

adalah

Rtotal = Rinsulation + Rwood = 2 + 0,5 = 2,5 m2 K/W

Maka laju perpindahan kalor adalah

Q = A

R total

∆T=10 x32,5

x 40 480W

Perhatikan bahwa ∆T yang diukur dalam 0C memiliki nilai yang

sama dengan ∆T yang diukur dalam kelvin.

Page 18: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

15

1. Berikan estimasi laju perpindahan kalor dari sebuah bola

2000C yang memiliki emisvitas 0,8 jika bola tersebut

digantung dalam sebuah volume bersuhu rendah pada

suhu -20oC. bola tersebut memiliki diameter 20 cm.

Jawab :

Q=ε σ A (T 4−T surr4 )

¿0,8 x5,67 x 10−8 x 4 π x 0,12 ( 4734−2534 )

¿262J /s

Page 19: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

F. KALORIMETRI DAN KALORIMETER

a. Pengertian dan Prinsip Kerja Kalorimetri dan Kalorimeter

Pertukaran energi kalor merupakan dasar teknik yang dikenal dengan

nama kalorimetri, yang merupakan pengukuran kuantitatif dari pertukaran kalor.

Kata kalorimetri berasal dari bahasa latin yaitu calor yang berarti panas.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa kalorimetri adalah pengukuran kuantitas dari

perubahan kalor. Kalorimetri adalah ilmu dalam pengukuran panas dari reaksi

kimia atau perubahan fisik. Kalorimetri termasuk penggunaan calorimeter.

Kalorimeter adalah alat untuk mengukur panas dari reaksi yang

dikeluarkan. Kalorimeter digunakan untuk menghitung energi dari makanan

16

2. Perpindahan kalor dari sebuah bola berdiameter 2 m kealiran

udara bersuhu 25oC selama interval waktu satu jam adalah

3000 kj. Berikan estimasi temperature di ppermuikaan bola jika

koefisien perpindahan kalornya adalah 10 W/m2 K.

Jawab :

Q=hc A (T s−T∞ ) ∆ t atau3 x 106=10 x 4 π x12 (T s−25 ) x3600

Temperature di permukaan dihitung sebesar Ts = 31,6oC

Perhatikan bahwa luas permukaan suatu bola adalah 4 π r2

Page 20: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

dengan membakar makanan dalam atmosfer dan mengukur jumlah energi yang

meningkat dalam suhu kalorimeterSebagai contoh, jika energi dari reaksi

eksotermal diserap air, perubahan suhu dalam air akan mengukur jumlah panas

yang ditambahkan.

Pengukuran kalorimetri suatu reaksi dilakukan dengan menggunakan alat

yang disebut kalorimeter.Prinsip kerja dari kalorimeter adalah mengalirkan arus

listrik pada kumparan kawat penghantar yang dimasukkan ke dalam air

suling.Pada waktu bergerak dalam kawat penghantar (akibat perbedaan

potensial) pembawa muatan bertumbukan dengan atom logam dan kehilangan

energi. Akibatnya pembawa muatan bertumbukan dengan kecepatan konstan

yang sebanding dengan kuat medan listriknya. Tumbukan oleh pembawa muatan

akan menyebabkan logam yang dialiri arus listrik memperoleh energi yaitu

energi kalor.

Kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu calorimeter sebesar 10 °C

pada air dengan massa 1 gram disebut tetapan kalorimetri. Dalam proses ini

berlaku azas Black, yaitu:

Qlepas=Qterima

Qair panas=Q airdingin+Qkalorimetri

m1 c (T p−T c )=m2 c (T c−T d )+C (T c−Td )

Keterangan:

m1 = massa air panas

m2 = massa air dingin

c = kalor jenis air

C = kapasitas kalorimeter

Tp = suhu air panas

17

Page 21: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

Tc = suhu air campuran

Td = suhu air dingin

Pada kalorimeter terjadi perubahan energi dari energi listrik menjadi energi

kalor sesuai dengan hukum kekekalan energi yang menyatakan energi tidak dapat

diciptakan dan energi tidak dapat dimusnahkan.

Gambar 3.4 Skema kalorimeter volume tetap

Untuk mengukur kalor reaksi dalam kalorimeter, perlu diketahui terlebih

dahulu kalor yang dipertukarkan dengan kalorimeter sebab pada saat terjadi

reaksi, sejumlah kalor dipertukarkan antara sistem reaksi dan lingkungan

(kalorimeter dan media reaksi). Besarnya kalor yang diserap atau dilepaskan oleh

kalorimeter dihitung dengan persamaan:

Qkalorimeter=C k .∆T

dengan Ck adalah kapasitas kalor kalorimeter.

18

Page 22: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

Diketahui bahwa semakin besar nilai tegangan listrik dan arus listrik pada

suatu bahan maka tara panas listrik yang dimiliki oleh bahan itu semakin kecil.

Kita dapat melihat seolah  pengukuran dengan menggunakan arus kecil

menghasilkan nilai yang kecil. Hal ini merupakan suatu anggapan yang salah

karena dalam pengukuran pertama perubahan suhu yang digunakan sangatlah

kecil berbeda dengan data yang menggunakan arus besar. Tapi jika perubahan

suhu itu sama besarnya maka yang berarus kecil  yang mempunyai tara panas

listrik yang besar.

b. Jenis-Jenis Kalorimeter

Beberapa jenis kalorimeter yang sering dipakai antara lain: kalorimeter

alumunium, elektrik, gas dan kalorimeter bom.Berikut ini akan di bahas mengenai

kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana.

1. Kalorimeter Bom

Kalorimeter bom merupakan calorimeter yang khusus digunakan untuk

menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran.Kalorimeter ini terdiri dari

sebuah bom (tempat berlangsungnya reaksi pembakaran, terbuat dari bahan

stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi) dan sejumlah air

yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas. Reaksi pembakaran yang terjadi di

dalam bom, akanmenghasilkan kalor dan diserap oleh air dan bom. Oleh karena

tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan, maka :

qreaksi=− (qair+qbom )

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus :

qair=m×c×DT

dengan :

m = massa air dalam kalorimeter (g)

c = kalor jenis air dalam calorimeter (J / g.oC) atau (J / g. K)

19

Page 23: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

DT = perubahan suhu (oC atau K)

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus:

qbom=Cbom×DT

dengan :

Cbom = kapasitas kalor bom (J / oC) atau (J / K)

DT = perubahan suhu (oC atau K)

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume

tetap (DV = nol). Oleh karena itu, perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem =

perubahan energi dalamnya.

DE=q+wdimanaw=−P ∙DV (jika DV = nol maka w = nol)

Maka :

DE=qv

2. Kalorimeter Sederhana

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan

dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter

sederhana yang dibuat dari gelas stirofoam.Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk

mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan ( misalnya

reaksi netralisasi asam – basa / netralisasi, pelarutan dan pengendapan ).Pada

kalorimeter ini, kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap / dilepaskan larutan

sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan.

                                               qreaksi = – (qlarutan+ qkalorimeter )

                                                 qkalorimeter = Ckalorimeter x DT

dengan :

20

Page 24: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

                   Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J / oC ) atau ( J / K )

                  DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil  maka dapat diabaikan

sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu

larutan dalam kalorimeter.

                                                        qreaksi = – qlarutan

                                                      qlarutan = m x c x DT

dengan :

                    m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )

                    c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J / g.oC ) atau ( J / g. K )

                   DT = perubahan suhu ( oC atau K )

 

Pada kalorimeter ini, reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga

perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya.

DH  = qp

Suatu benda yang mempunyai suhu lebih tinggi dari fluida bila dicelupkan

kedalam  fluida, maka benda tersebut akan melepaskan kalor yang akan diserap

oleh fluida hingga tercapai keadaan seimbang (suhu benda = suhu fluida).

Fenomena diatas sesuai dengan azas black yang menyatakan bahwa jumlah kalor

yang dilepaskan oleh benda sama dengan jumlah kalor yang diserap fluida.

Jika diukur panas jenis benda padat berupa logam dengan menggunakan

kalorimeter. mula-mula benda dapat dipanaskan dalam gelas kimia sehingga

diasumsikan bahwa tempratur benda sama dengan tempratur uap . Titik didih air

tergantung pada tekanan udara dan kemudian menentukan titik didih air

berdasarkan tabel yang ada.

21

Page 25: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

massa jenis benda padat dapat dihitung menggunakan persamaan :

mb .Cb . ( tb−t2 )=(ma .Ca+H )(t 2−t 1)

Dimana :

mb     = massa benda

Cb     = panas jenis benda

Tb     = temperatur benda mula-mula (setelah dipanaskan)

t1     = temperatur air mula-mula

t2     = temperatur kalorimeter saat keadaan seimbang

ma     = massa air

H     = harga air kalorimeter

Adapun untuk menentukan massa air mula-mula (Mam) dan massa air setelah

dipanaskan  (Map) adalah sebagai berikut :

Mam : (Massa kalorimeter + pengaduk + air) – (massa kalorimeter + pengaduk)

Map  : (Massa gelas beker + air) – (massa gelas bekerja) 

Didapatkan bahwa kalor merupakan bentuk energi yaitu energi panas. oleh karena

itu pada kalor berlaku hukum setelah energi jika dua buah benda yang suhunya

barlainan hukum kekelan energi jika dua buah benda yang suhunya berlainan

disentukan atau dicampur, benda yang bersuhu tinggi akan melepaskan kalor dan

benda yang bersuhu rendah akan menyerap kalor. banyaknya kalor yang dilepas

sama dengan banyaknya kalor yang diserap. pernyataan ini sesuai dengan

pernyataan/azas blask yang menyatakan: Q  lepas = Q terima.

Dimana kalor jenis merupakan perbandingan diantara kapasitas panas dengan

massa benda =  c = Q/(M .  ∆t)Dimana c  adalah kalor jenis, Q adalah jumlah

kalor, adalah massa benda dan ∆t adalah perubahan suhu perubahan suhu ini dapat

22

Page 26: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

dicari dengan t2 – t1. Dimana suhu saat setimbang kurang dengan suhu mula –

mula, kalor jenis zat disebut dengan kalorimeter.

 Semakin tinggi suatu benda maka semakin rendah massa benda. kapasitas kalor

juga disebut harga air (H) atau di sebut juga harga air kalorimeter. harga air

kalorimeter dapat ditentukan dengan persamaan rumus yang di dapat melalui

persamaan azas black yaitu :

Q lepas=Q terimamb .Cb(t b – t 2)=(ma .Ca+H )(t 2– t1)

mb .Cb(t b– t2)(t2 – t 1)

=(ma .Ca+H )

H=mb .Cb(t b – t 2)

(t 2– t1)−(ma .Ca)H=

mb .Cb(t b – t 2)(t 2– t1)

−(ma .Ca)(t 2– t1)

(t 2– t1)

Keterangan :

mb    = massa benda (kg)

Cb    = panas jenis benda (J/kg.°K)

tb    = suhu setelah dipanaskan (°K)

t2    = suhu saat setimbang (°K)

ma    = masa benda mula-mula (kg)

t1    = suhu mula-mula (°K)

H    = Harga air kalorimeter

c    = 4200 J/kg.k

c. Penerapan Prinsip Perpindahan Kalor dalam Kehidupan Sehari-hari

23

Page 27: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

Kita dapat mengetahui bahwa ternyata banyak peralatan yang

memanfaatkan sifat perpindahan kalor dalam kehidupan sehari-hari.Selain

pemanfaatan perpindahan kalor, pencegahan perpindahan kalor juga

digunakan untuk beberapa alat dan sistem. Adapun contoh pemanfaatan

perpindahan kalor sebagai berikut:

1. Panel Surya

Panel surya adalah alat yang menyerap kalor radiasi matahari.

Kalor dari matahari akan diserap oleh permukaan hitam lalu

dihantarkan secara konduksi melalui logam. Selanjutnya kalor

dipindahkan ke bagian system pemanas air yang terhubung.

2. Termos Panas

Pada termos, perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan

radiasi dicegah sehingga air panas tetap panas dan air ding in tetap

dingin. Termos dibuat dari tabung kaca berlapis yang permukaan

dalamnya dibuat mengkilat dengan merupakan penyerap dan

pemancar kalor yang buruk sehingga mencegah kalor masuk atau

keluar dari teras.Tabung kaca untuk mencegah perpindahan secara

konduksi, dinding luar termos dibuat dari kaca menqkilat berlapis

perak untuk menghalangi perpindahan kalor secara radiasi.Di antara

lapisan kaca terdapat ruang hampa udara untuk mencegah

perpindahan kalor secara konveksi dan konduksi dari dinding kaca

ke dinding kaca luar.Selain itu termos juga disumbat dengan bahan

isolator untuk mencegah terjadlnya perpindahan kalor secara

konduksi pada permukaan air.

3. Rumah Kaca

24

Page 28: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

Rumah kaca merupakan bangunan yang tertutup dengan

lingkungan yang dapat dikendalikan.Dinding dan atapnya terbuat

dari kaca atau plastik.Pada hari panas, radiasi matahari dengan

panjang gelombang pendek masuk menembus kaca dan kemudian

diserap oleh tanah dan tanaman di dalamnya.Kondisi ini

menyebabkan tanah dan tanaman di dalamnya memancarkan

kembali kalor yang diterimanya dalam bentuk radiasi inframerah

dengan panjang gelombang yang lebih panjang.Energi ini tidak

dapat menembus kaca sehingga terperangkap di dalam rumah.

4. Setrika Listrik

Energi listrik diubah menjadi energi panas yang kemudian

dikonduksikan melalui alas besi tebal yang ada di bagian bawah

setrika.Penghantaran kalor secara radiasi dan konveksi tidak terjadi

pada setrika.

5. Pipa Penukar Kalor

Pipa penukar kalor yang banyak digunakan di bidang industri

merupakan suatu alat yang digunakan di bidang industri merupakan

suatu alat yang digunakan untuk memanaskan zat cair atau udara

pada suatu wadah. Di dalam pipa dialirkan air panas atau udara

panas hasil proses pemanasan suatu alat yang dinamakan boiler. Pipa

penukar kalor dimasukkan pada tempat atau wadah yang berisi air

atau udara yang akan dipanaskan sehingga terjadi perpindahan kalor

secara konveksi dan konduksi. Proses tersebut berlangsung dengan

cara air panas yang mengalir dalam pipa akan menghantarkan kalor

secara konveksi ke pipa bagian dalam. Dari bagian dalam dan

25

Page 29: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

permukaan pipa kalor dihantarkan secara konveksi pada zat cair atau

udara.

G.  Perubahan Wujud Zat

Terdapat beberapa perubahan wujud zat,antara lain :

1. Melebur/mencair 

Melebur atau mencair adalah perubahan wujud zat dari padat menjadi cair.

Pada saat melebur, zat memerlukan kalor(panas) meskipun tidak mengalami

kenaikan suhu.Kalor lebur adalah kalor yang diperlukan untuk mengubah

wujud 1 kg zat padat menjadi zat cair . Kalor lebur diberi simbol L dan

satuannya J/kg.

Q=mL

       Keterangan:

       Q = kalor (J)

       m = massa zat (kg)

       L = kalor lebur (J/kg) 

2. Menguap 

Menguap adalah perubahan wujud zat dari cair menjadi uap(gas). Pada waktu

menguap, zat memerlukan kalor.Kalor uap adalah kalor yang diperlukan untuk

26

Page 30: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

mengubah wujud 1kg zat cair menjadi uap pada titik didih normalnya. Kalor

uap diberi simbol U dan satuannya J/kg 

Q=mU

       Keterangan:

       Q = kalor (J)

       m = massa zat (kg)

       U = kalor uap (J/kg) 

3. Mengembun

Peristiwa perubahan wujud dari gas menjadi cair. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas. Contoh mengembun adalah ketika kita menyimpan es batu dalam sebuah gelas maka bagian luar gelas akan basah, atau rumput di lapangan pada pagi hari menjadi basah padahal sore harinya tidak hujan

4. Menyublim

Peristiwa perubahan wujud dari padat menjadi gas. Dalam peristiwa ini zat memerlukan energi panas. Contoh menyublim yaitu pada kapur barus (kamper) yang disimpan pada lemari pakaian lama-lama akan habis.

5. Mengkristal

Peristiwa perubahan wujud dari gas menjadi padat. Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas. Contoh mengkristal adalah pada peristiwa berubahnya uap menjadi salju.

27

Page 31: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

Mari Bereksperimen

Judul :  Perubahan Wujud Zat

Tujuan :  Mengetahui berbagai  perubahan wujud zat

Alat dan Bahan:

Beker gelas, bunsen, kaki tiga, kasa, lilin, air, kapur barus, korek api

28

Page 32: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

Langkah Percobaan:

1.  Ambil sebuah lilin lalu nyalakan lilin dengan korek api. Apakah yang terjadi?

Kemudian diamkan beberapa menit, amatilah yang terjadi!

2.     Tuangkan air (100 ml) ke dalam beker gelas! Ukur temperatur awalnya

menggunakan termometer t=... ºC. Panaskan air, amati dengan seksama apakah air

dapat mendidih dan menguap? Ukurlah temperatur saat mendidih dan menguap

t=... ºC! Hentikan pemanasan kemudian tutup beker gelas dengan penutup, apakah

yang terjadi?

3.  Tuangkan serbuk kapur barus (sedikit saja) ke dalam beker gelas. Ukur temperatur

awal t=... ºC. Panaskan beker gelas berisi kapur barus dan amati apakah yang

terjadi? Apakah kapur barus dapat mendidih dan menguap? Ukurlah temperatur

kapur barus saat mendidih dan menguap t=... ºC! Hentikan pemanasan, tutuplah

tabung dengan kertas. Setelah beberapa menit, apakah yang terjadi ? Apakah pada

kertas terdapat butiran-butiran kapur barus? Coba anda raba dan anda bau!

Tabel

Pertanyaan:

1.      Sebutkan dan jelaskan perubahan wujud apa sajakah yang teramati dari

percobaan tersebut!

2.   Gambarlah diagram berbagai perubahan wujud zat pada percobaan tersebut!

3.   Proses perubahan wujud apa sajakah yang memerlukan kalor?

4.   Proses perubahan wujud apa sajakah yang melepeskan kalor?

  

Contoh Soal Latihan

29

Page 35: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

Soal Evaluasi

i.Manakah di antara pernyataan-pernyataan mengenai usaha untuk suatu proses

kuasi-kesetimbangan berikut ini yang tidak tepat?

a. Diferensial dari usaha adalah tak-eksak

b. Besarnya usaha adalah luas area di bawah diagram P-T

c. Usaha merupakan suatu fungsi jalur

d. Suatu proses volume konstan memiliki usaha yang besarnya selalu nol

ii.Kalor dapat dipindahkan dengan konduksi melalui:

1. zat padat saja

2. zat cair saja

3. gas aja

4. semua di atas

32

Page 36: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

3. Perpindahan kalor konveksi melibatkan:

1. konduksi dan adveksi

2. konduksi dan radiasi

3. radiasi dan adveksi

4. usaha dan konduksi

4. Radiasi dilepaskan melalui:

1. zat cair saja

2. zat padat yang gelap saja

3. gas saja

4. semua bahan yang memiliki temperatur finit

Kunci Jawaban:

1. b

2. d

3. a

4. d

Essay

1. Suatu kalorimeter bom berisi 250 mL air yang suhunya 25oC, kemudian

dibakar 200 mg gas metana. Suhu tertinggi yang dicapai air dalam

kalorimeter = 35oC. Jika kapasitas kalor kalorimeter = 75 J / oC dan kalor

jenis air = 4,2 J / g.oC, berapakah DHc gas metana?

33

Page 37: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

Jawaban :

qair=m .c .∆T

¿(250) x (4,2) x(35– 25)

¿10.500J

qbom=Cbom .∆T

= ( 75 ) x (  35 – 25 )

= 750 J

qreaksi = – (qair + qbom )

qreaksi = - ( 10.500 J + 750 J )

= - 11.250 J = – 11,25 kJ

200 mg CH4 = 0,2 g CH4 = ( 0,2 / 16 ) mol = 0,0125 mol

DHc CH4 = ( – 11,25 kJ / 0,0125 mol ) = - 900 kJ / mol

( reaksi eksoterm )

2. Sebanyak 50 mL ( = 50 gram ) larutan HCl 1 M bersuhu 27 oC dicampur

dengan 50 mL ( = 50 gram ) larutan NaOH 1 M bersuhu 27 oC dalam suatu

kalorimeter gelas stirofoam. Suhu campuran naik sampai 33,5 oC. Jika kalor

jenis larutan = kalor jenis air = 4,18 J / g.K. Tentukan perubahan entalpinya!

Jawaban :

q larutan=m.c .∆T

¿(100) x (4,18) x (33,5– 27)

Karena kalor = 2.717 J

kalorimeter diabaikan maka :

34

Page 38: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

qreaksi = – qlarutan

= - 2.717 J

Jumlah mol ( n ) HCl       = 0,05 L x 1 mol / L = 0,05 mol

Jumlah mol ( n ) NaOH   = 0,05 L x 1 mol / L = 0,05 mol

Oleh karena perbandingan jumlah mol pereaksi = perbandingan koefisien

reaksinya maka campuran tersebut adalah ekivalen.

DH harus disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya, sehingga :

q (1 mol HCl + 1 mol NaOH ) = ( 1 / 0,05 ) x ( – 2.717 J )

= – 54.340 J = – 54,34 kJ

Jadi DH reaksi = qreaksi = – 54,34 kJ

3. Sebuah kalorimeter yang kapasitas kalor  berisi 200 gram air

suhunya  akan dipakai untuk menentukan kalor jenis kuningan. Ke

dalam kalorimeter dimasukkan 100 gram kuningan yang bersuhu . Jika

suhu akhir air  dan kalor jenis air , berapa kalor jenis

kuningan?

Penyelesaian :

Diketahui :

C kal=40kal° C−1

ma=200 gr

T a=20℃

35

Page 39: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

mk=100 gr

T k=80℃

T akhir=22℃

ca=1kal g−1C−1

Ditanya :

C k=…?

Penyelesaian:

Kalor yang dilepas oleh kuningan = kalor yang diterima oleh kalorimeter

dan air.

Q1=Q2

mk ck∆Tk=ma ca∆T a+ckal∆T kal

100×ck× (80−22 )=200×1× (22−20 )+40 (22−20 )

C k=0,083kal g−10C−1

Jadi, kalor jenis kuningan tersebut adalah 0,083kal g−10C−1

4. Pada suatu percobaan, 3 L air dipanaskan sehingga suhu air naik dari 250C

menjadi 720C. Jika

diketahui massa jenis air = 1g mL-1, dan kalor jenis air = 4,2 Jg-1 0C-1, tentukan

∆H reaksi pemanasan tersebut.

Jawab: 592,2 kJ

36

Page 40: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

ρ=mv

m = 1 gr/mL x 3000 mL

     = 3000 gr

Q = m x c x ∆T

     = 3000 x 4,2 x (72 – 25)

    = 3000 x 4,2 x 47

    = 592200 J

    = 592,2 kJ 

Perhatikan hal-hal berikut dalam menentukan pemecahan masalah dalam bentuk

soal :

1. Ketika air mengalami perubahan wujud maka air TIDAK mengalami

perubahan suhu.

2. Sedangkan, ketika air mengalami perubahan suhu maka air TIDAK mengalami

perubahan wujud.

dikarenakan hal ini maka kita mengenal dua jenis rumus untuk menghitung

besarnya energi kalor.

energi kalor dilambangkan dengan huruf Q dengan satuan Joule ( J ).

Q = M. C. Δ T    ( digunakan untuk menghitung energi kalor pada fase kenaikan

suhu )

ket :

M     = Massa ( Kg )

C     = Kalor Jenis ( J/KgC )

Δ T  = Perubahan Suhu ( C )

Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg

zat sebesar 1 derajat celcius. Alat yang digunakan untuk menentukan besar kalor

jenis adalah kalorimeter.

Q  = M. L     ( digunakan untuk menghitung energi kalor pada fase perubahan

wujud )

37

Page 41: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

ket :

M     = Massa ( Kg )

L      = Kalor Laten ( J/Kg )

Kalor Laten adalah kalor yang digunakan untuk mengubah wujud suatu zat. Kalor

laten ada dua macam Q = m.U dan Q = m.L. Dengan U adalah kalor uap (J/kg)

dan L adalah kalor lebur (J/kg)

contoh soal :

Tentukan energi kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan es yang memiliki

massa 2 Kg dan bersuhu -20o Celcius hingga menjadi air yang bersuhu

70o Celcius ( Kalor jenis air = 4.200Joule/kg°C, Kalor lebur es = 334.000

J/kg, Kalor jenis es= 2.090 Joule/kg°C )

Pembahasan :

Untuk mengerjakan soal ini, maka kamu harus mengetahui bahwa ada tiga fase

yang terjadi :

1. Fase perubahan suhu es dari -20o C menjadi es bersuhu 0oC.

2. Fase perubahan wujud es menjadi air pada suhu 0o C.

3. Fase perubahan suhu air dari 0o C menjadi es bersuhu 70o C.

Maka kita harus menghitung satu per satu energi kalor dari setiap fase.

Fase 1 :

Q1 = M. C. Δ T

Q1 = 2 x 2.090 x 20    << menggunakan kalor jenis es bukan kalor jenis air

Q1 = 83.600 Joule

Fase 2 :

Q2 = M. L

Q2 = 2 x 334.000

Q2 = 668.000 Joule

Fase 3 :

Q3 = M. C. Δ T

Q3 = 2 x 4.200 x 70   << baru menggunakan kalor jenis air

Q3 = 588.000 Joule

38

Page 42: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

Maka kita jumlahkan hasil dari ketiga fase tersebut dan didapatkan hasil akhir

senilai :

83.600 + 668.000 + 588.000 = 1.339.600 Joule

BAB III

PENUTUP

1. Kesimpulan

Dari uraian di atas dapat diambil kesimpulan bahwa :

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. Jika suhunya tinggi maka kalor yang

dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah

maka kalor yang dikandung sedikit. Kalorimeter adalah alat yang digunakan

untuk mengetahui besar energi yang dibebaskan pada suatu sistem. Pada

kalorimeter terdapat energi disipasi. Energi disipasi dapat berarti energi yang

hilang dari suatu sistem. Hilang dalam arti berubah menjadi energi lain yang tidak

menjadi tujuan suatu sistem (dalam percobaan, energi listrik berubah menjadi

energi kalor) . Timbulnya energi disipasi secara alamiah nggak dapat dihindari

atau dapat dikatakan jika , Kalorimetri adalah pengukuran kalor yang

menggunakan alat kalorimeter. Kalorimeter ada dua jenis yaitu kalorimeter bom

dan kalorimeter sederhana. Yang mendasari percobaan kalorimeter ini adalah teori

asas Black.

2. Saran

Setelah selesainya makalah ini penulis akan memberikan saran,diantaranya,kita

harus memandang sisi positif dari kalorimeter,jangan melihat dari sisi negatifnya

saja,serta kita harus meperhatikan alat-alat pengukur suhu yang lain, agar kita

dapat memperluas ilmu pengetahuan. Harapan kami sebagai penulis agar kami

dapat menambahkan lagi materi (menambahkan rumusan masalah) agar

39

Page 43: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

pengetahuan pembaca menjadi lebih luas dan juga dapat memperbanyak lagi

sumber / referensi, agar kelak para pembaca nanti jika kelak ingin merefrensi

makalah kami maka yang akan dibuat lebih lengkap lagi dari makalah kami.

DAFTAR PUSTAKA

Zaida, Drs., M.Si. Fisika. Bandung:Dosen Unpad

Keenan, 1980, Fisika untuk Universitas Jilid 1, Erlangga, Jakarta.

Petrucci, Ralph. H, 1987, Fisika Dasar Prinsip dan Terapan Modern Jilid 2 Edisi

4, Erlangga, Jakarta.

Syukri, S, 1999, Fisika Dasar 1, ITB, Bandung.

M. M Abbott dan H. C Van Ness. 1994. Termodinamika Edisi Kedua. Jakarta :

Erlangga.

Merle C. Potter dan Craig W. Somerton. 2008. Termodinamika Teknik Edisi

Kedua. Jakarta : Erlangga. 42-52

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

Bandung : Penrbit ITB, 1986. 83-85

Ahmad Abu Hamid. 2007.Kalor dan Termodinamika, Diktat Kuliah.Yogyakarta:

Jurusan Pendidikan Fisika FMIPA UNY.

40

Page 44: Termodinamika Kalorimeter dan Kalor

41