LAPORAN FISIKA DAN SUHU DAN KALOR

SUHU DAN KALOR

Wahdini Ramli, Fatimah H. M. Adam, Rahmatiah

Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Makassar

Abstrak

Telah dilakukan eksperimen Suhu dan Kalor dengan tujuanuntuk mengetahui hubungan antara kalor dengan kenaikan suhu dankalor dengan massa zat, merumuskan persamaan kalor, dan menentukannilai kalor lebur es. Hasil pengamatan kegiatan pertama diperoleh,semakin besar lama pemanasan maka semakin besar kenaikan suhunya.Pada kegiatan kedua diperoleh, semakin besar massa zat, makasemakin besar lama pemanasannya. Pada kegiatan ketiga diperolehnilai suhu campuran yang lebih kecil dari suhu awal yaitu dari{68,5±0,5}˚C ke {40,6±0,5}˚C. Massa campuran juga bertambah darimassa awal sebelum diberikan es batu yaitu dari {150,120±0,005}gke {171,850±0,005}. Dari kedua grafik kegiatan 1 yang dianalisisdengan suhu awal berbeda yaitu {31,0±0,5}˚C dan {34,0±0,5}˚Cdiperoleh bentuk grafik yang linear yang berarti hubungan antaralama pemanasan dengan kenaikan suhu adalah berbanding lurus t~T.Sedangkan pada kegiatan 2 pun berbanding lurus m~t. Dengan lamapemanasan mewakili jumlah kalor dapat dituliskan Q~mT. Kemudiandengan analisis dimensi diperoleh nilai konstanta k bersatuanJ/kgK setara dengan kalor jenis c. Sehingga persamaan kalor yaituQ=m.c.T. Sedangkan kalor lebur es yang diperoleh dari Asas Blackadalah Les ={98 ± 11}kal/g dengan perbandingan teori yaitu 80kal/g adalah 20%. Dari percobaan tersebut disimpulkan persamaankalor adalah Q=m.c.T. Kalor lebur es berdasarkan praktikum 98kal/g.

Kata kunci: kalor, kalor jenis, kalor lebur, kenaikan

suhu, massa zat.

RUMUSAN MASALAH

1. Bagaimana hubungan antara jumlah kalor (Q) dengan

kenaikan suhu (T)?

2. Bagaimana hubungan antara massa zat (m) dengan

jumlah kalor (Q)?

3. Bagaimana bentuk persamaan kalor (Q)?

4. Berapa nilai kalor lebur es hasil praktikum dan

perbandingannya dengan teori?

TUJUAN

1. Mahasiswa dapat memahami hubungan antara jumlah

kalor (Q) dengan kenaikan suhu (T).

2. Mahasiswa dapat memahami hubungan antara massa zat

(m) dengan jumlah kalor (Q).

3. Mahasiswa dapat merumuskan persamaan kalor (Q).

4. Mahasiswa dapat menentukan kalor lebur es.

METODOLOGI EKSPERIMEN

Teori Singkat

Konsep suhu berakar dari ide kualitatif “panas”

dan “dingin” yang berdasarkan pada indera sentuhan.

Suatu benda yang terasa panas umumnya memiliki suhu

yang lebih tinggi daripada benda serupa yang dingin.

Suhu juga behubungan dengan energi kinerik molekul dari

bahan (Young, 2002: 457).

Menurut Giancoli (2001: 364) kalor mengalir dengan

sendirinya dari suatu benda yang temperaturnya lebih

tinggi ke benda lain yang temperaturnya lebih rendah.

Kalori didefenisikan sebagai kalor yang dibutuhkan

untuk menaikkan temperatur 1 gram air sebesar 1 derajat

celcius. Secara kuantitatif, kerja 4,186 joule (J)

ternyata ekuivalen dengan 1 kalori (kal) kalor. Nilai

ini dikenal dengan tara kalor mekanik :

4,186 J = 1 kal

4,186× 103 J = 1 kkal

Sebagai hasil dari percobaan ini dan yang lainnya, para

ilmuan kemudian menginterpretasikan kalor bukan sebagai

suatu zat, dan bahkan bukan sebagai suatu bentuk

energi. Melainkan kalor merupakan transfer energi:

ketika benda mengalir dari benda panas ke yang lebih

dingin, energi-lah yang di transfer dari yang panas ke

yang dingin. Dengan demikian kalor merupakan energi

yang di transfer dari satu benda ke yang lainnya karena

adanya perbedaan temperatur.

Air yang dipanaskan dalam panci akan mulai panas

dan lama-kelamaan akan mendidih. Peristiwa ini sering

dijumpai dalam keseharian. Proses air menjadi panas dan

mendidih melibatkan perpindahan kalor dari sumber kalor

ke lingkungan sekitarnya. Sumber kalor adalah api,

sehingga dapat dikatakan bahwa semakin besar nyala api,

maka berarti makin besar kalor yang dimiliki, atau

semakin lama dipanaskan maka semakin banyak kalor yang

dilepaskan. Akibat pemebrian kalor tersebut, maka suhu

air akan mengalami kenaikan dimana semakin lama

dipanaskan maka semakin besar kenaikan suhu pada air

(Herman, 2015: 1).

Menurut Herman (2015: 2), segelas air panas yang

dicampurkan dengan segelas air dingin, akan terasa

hangat. Hal ini disebabkan karena adanya perpindahan

kalor dari air panas ke air dingin. Itulah sebabnya

suhu air panas turun dan suhu air dingin naik setelah

keduanya bercampur. Pada proses pencampuran tersebut,

kalor yang dilepaskan air panas diserap oleh air

dingin. Jadi banyaknya kalor yang dilepaskan sama

dengan banyaknya kalor yang diserap. Pernyataan ini

disebut Azaz Black yang secara matematis dapat

dituliskan;

Qlepas=Qserap

Bila dua sistem yang temperaturnya berbeda-beda

dipersatukan bersama, maka temperatur akhir yang

dicapai kedua sistem tersebut berada diantara dua

temperatur permulaan tersebut. Kalor adalah sesuatu

yang dipindahkan diantara sebuah sistem dan

sekelilingnya sebagai akibat dari adanya perbedaan

temperatur. Satuan kalor Q biasanya didefenisikan

secara kuantitatifdalam perubahan tertentu yang

dihasilkan di dalam sebuah benda selama proses tertentu

(Halliday, 1978: 328).

Menurut Herman (2015:2), banyaknya kalor yang

diperlukan untuk menaikkan suhu benda dapat juga

diamati ketika memasak air. Untuk mendidihkan air dalam

cerek dengan kompor diperlukan selang waktu tertentu.

Semakin banyak volume air yang dididihkan, semakin lama

selang waktu yang diperlukan. Hal ini menunjukkan bahwa

suhu bergantung pada besarnya kenaikan suhu benda dan

massanya. Secara matematis dapat dituliskan:

Q=m.c.T

Menurut Halliday (1978: 328), temperatur-

temperatur referensi dinyatakan karena di dekat

temperatur kamar terdapat sedikit variasi kalor yang

diperlukan untuk kenaikan temperatur satu derajat

dengan interval temperatur yang telah dipilih. Satuan-

satuan kalor dihubungkan sebagai berikut:

1,000 kkal = 1000 kal = 3,968 Btu

Zat-zat berbeda terhadap satu sama lain terhadap

kuantitas kalor yang diperlukan untuk menghasilkan

suatu kenaikan temperatur yang diberikan di dalam

sebuah massa yang diberikan. Perbandingan banyaknya

tenaga kalor ∆Q yang dibedakan pada sebuah benda untukmenaikkan temperatur sebanyak ∆Tdinamakan kapasitaskalorC dari benda tersebut, yakni:

C = kapasitas kalor = ∆Q∆T

Alat dan Bahan

1. Alat

a. Termometer = 1 buah

b. Kaki tiga + kasa asbes = 1 set

c. Pembakar spiritus = 1 buah

d. Statif + klem = 1 set

e. Beacker gelas = 2 buah

f. Stopwatch = 1 buah

g. Gelas kimia 250 ml = 2 buah

h. Gelas ukur = 1 buah

i. Neraca Ohauss 311 gram = 1 buah

j. Korek gas = 1 buah

2. Bahan

a. Spiritus = 1 buah

b. Zat cair (air mineral) = ±1000 ml

Identifikasi Variabel

Kegiatan 1: Hubungan antara jumlah kalor (Q) dengan

kenaikan suhu (T)

1. Variabel manipulasi

Suhu awal (T0) (0C) dan lama pemanasan (t) (s)

2. Variabel respon

Suhu akhir (Tc) (0C)

3. Variabel kontrol

Volume air (V) (ml) dan jenis zat cair

Kegiatan 2: Hubungan antara massa zat (m) dengan jumlah

kalor (Q)


Massa zat cair (m) (g)

2. Variabel respon

Lama pemanasan (t) (s)

3. Variabel kontrol

Perubahan suhu (T) (˚C) dan jenis zat cair

Definisi Operasional Variabel


kenaikan suhu (T)


Suhu awal adalah suhu mula-mula yang ditentukan dari

30˚C dengan kelipatan 2 hingga diperoleh 6 data

dengan satuan derajat celcius (0C) simbol T0.

Lama pemanasan adalah waktu yang dibutuhkan dalam

memanaskan air untuk menaikkan suhunya dengan

rentang 30 s menggunakan stopwatch dari suhu mual-

mula 31˚C hingga dicapai kenaikan 30 s dengan satuan

sekon (s) simbol t.

2. Variabel respon

Suhu akhir adalah suhu yang diperoleh setelah

kenaikan waktu 30 s yang diukur dengan menggunakan

termometer dengan satuan celcius derajat (0C) simbol

Tc.

3. Variabel kontrol

a. Volume air adalah banyaknya air yang dipanaskan

dengan selang waktu tertentu yang diukur dengan

gelas ukur dari skala nol dengan satuan mililiter

(ml) simbol (V)

b. Jenis zat cair adalah zat cair apa yang digunakan

untuk dipanaskan dalam percobaan ini yang tidak

bersatuan atau tidak diukur.


kalor (Q)


Massa zat cair adalah ukuran materi dari air yang

digunakan untuk dipanaskan yang diukur dengan

menggunakan neraca ohauss 311 g dengan perantara

gelas ukur sebagai wadah kemudian nilai yang

diperoleh dikurangi dengan massa gelas ukur dengan

satuan gram (g) dengan simbol m.

2. Variabel respon

Lama pemanasan adalah waktu yang dibutuhkan dalam

memanaskan air untuk menaikkan suhunya sesuai

perubahan suhu yang diinginkan yaitu 3,00C

menggunakan stopwatch dari suhu mual-mula 37˚C

hingga dicapai kenaikan 3,00C yaitu 40,0˚C dengan

satuan sekon (s) simbol t.

3. Variabel kontrol

a. Perubahan suhu (T) (˚C) adalah hasil

pengurangan suhu akhir dengan suhu awal yang

diukur dengan menggunakan termometer dengan

satuan celcius derajat (0C) simbol T.

b. Jenis zat cair adalah zat cair apa yang digunakan

untuk dipanaskan dalam percobaan ini yang tidak

bersatuan atau tidak diukur.

Prosedur Kerja


kenaikan suhu (T)

1. Menuangkan air ke dalam gelas ukur secukupnya.

2. Mengukur suhu awal air dengan zat cair yang akan

dipanaskan.

3. Memanaskan air tersebut di atas kaki tiga yang

dilapisi dengan asbes dengan menggunakan pembakar

spiritus.

4. Mengamati penunjukan suhu pada selang waktu tertentu

(dengan selang waktu yang sama untuk setiap data),

mencatat hasilnya pada tabel hasil pengamatan.

5. Melakukan kegiatan yang sama dengan suhu mula-mula

yang berbeda.

6. Mencatat ke dalam tabel pengamatan waktu yang

dibutuhkan setiap selang waktu kenaikan suhu.


kalor (Q)

1. Memasukkan air ke dalam gelas ukur sehingga

menunjukkan volume tertentu, mencatat volume air

yang digunakan (menggunakan volume terkecil pada

gelas ukur yang digunakan) dan memerhatikan

penujukan suhu dengan termometer.

2. Menentukan suhu acuan (lebih besar dari suhu mula-

mula sekitar 3˚C) dan besar kenaikan suhu yang

diinginkan.

3. Memanaskan air tersebut di atas kaki tiga yang

dilapisi dengan asbes menggunakan pembakar spiritus.

4. Menagamati kenaikan suhu pada termometer dan

menyalakan stopwatch tepat ketika termometer

menujukan suhu acuan. Mengukur waktu yang dibutuhkan

untuk menaikkan suhu air sebesar nilai kenaikan suhu

yang telah ditentukan. Mencatat hasilnya dalam tabel

hasil pengamatan.

5. Mengganti air yang digunakan, dan mengulangi langkah

3 dan 4 untuk volume air yang berbeda (lebih besar

dari volume sebelumnya. Mengulangi sampai memperoleh

5 data.

Kegiatan 3: Menentukan kalor lebur es

1. Memanaskan air dalam gelas kimia sampai suhunya

mencapai sekitar 75˚C.

2. Menimbang kalorimeter kosong beserta pengaduknya.

3. Mengukur suhu es baru dan memasukkan ke dalam

kalorimeter dan menimbang untuk menentukan massa es

batu.

4. Mengukur suhu air panas, dan memasukkan air tersebut

ke dalam kalorimeter dengan cepat, tutup dan

mengaduk-aduk sejenak sampai semua es abtu mencair.

Ukur suhu pada saat itu sebagai campuran kemudian

menimbang massa campuran untuk menentukan massa air

panas.

5. Mencatat hasilnya ke dalam tabel pengamatan.

HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA

Hasil Pengamatan


kenaikan suhu (T)

Volume = {100 ±1} ml

Jenis zat cair = air

Tabel 1. Hubungan antara jumlah kalor (Q) dengan

kenaikan suhu (T)

No

.

Suhu awal (T0)

(˚C)

Lama pemanasan

(s)

Suhu akhir (TC)

(˚C)1 {31,0±0,5} {30,0±0,1} {33,0±0,5}2 {31,0±0,5} {60,0±0,1} {36,0±0,5}3 {31,0±0,5} {90,0±0,1} {39,0±0,5}4 {31,0±0,5} {120,0±0,1} {42,0±0,5}5 {31,0±0,5} {150,0±0,1} {45,0±0,5}6 {31,0±0,5} {180,0±0,1} {48,0±0,5}1 {34,0±0,5} {32,0±0,1} {37,0±0,5}2 {34,0±0,5} {64,0±0,1} {41,0±0,5}3 {34,0±0,5} {96,0±0,1} {45,0±0,5}4 {34,0±0,5} {128,0±0,1} {49,5±0,5}5 {34,0±0,5} {160,0±0,1} {53,5±0,5}6 {34,0±0,5} {192,0±0,1} {57,0±0,5}


kalor (Q)

T0= {37,0±0,5}

T = {40,0±0,5}

T= T0-T={37,0±0,5}-{40,0±0,5}={3,0±1,0}

Tabel 2. Hubungan antara massa zat (m) dengan jumlah

kalor (Q)

No

.

Jenis zat cair Massa zat cair

(gr)

Lama pemanasan

(s)1 Air {19,530±0,010} {16,3±0,1}2 Air {44,540±0,010} {19,4±0,1}3 Air {61,880±0,010} {22,0±0,1}4 Air {81,000±0,010} {24,2±0,1}5 Air {102,535±0,010} {26,2±0,1}


Tabel 3. Pengukuran untuk menentukan kalor lebur es

No. PENGUKURAN HASIL PENGUKURAN

1Massa kalorimeter kosong

beserta pengaduknya{48,890±0,005}g

2

Massa

kalorimeter+pengaduk+air

panas

{150,120±0,005}g

3Suhu air panas dan

kalorimeter{68,5±0,5}˚C

4 Suhu es batu (-10,0±0,5}˚C5 Suhu campuran {40,6±0,5}˚C6 Massa


panas+air (es batu yang

{171,850±0,005}g

mencair)

ANALISIS DATA

Analisis data


kenaikan suhu (T)

1. Suhu awal {31,0±0,5}˚C

a. Untuk data 1

T1=TC-T0

T1=(33,0-31,0)˚C

T1={2,0±1,0}˚C

b. Untuk data 2

T2=(36,0-31,0)˚C

T2={5,0±1,0}˚C

c.Untuk data 3T3=(39,0-31,0)˚C

T3={8,0±1,0}˚C

d. Untuk data 4

T4=(42,0-31,0)˚C

T4={11,0±1,0}˚C

e.Untuk data 5T5=(45,0-31,0)˚C

T5={14,0±1,0}˚C

f.Untuk data 6T6=(48,0-31,0)˚C

T6={17,0±1,0}˚C

Tabel 4. Hubungan antara kenaikan suhu T dengan lama

pemanasan (s)

No. Lama pemanasan (s) Kenaikan suhu (˚C)1 {30,0±0,1} {2,0±1,0}2 {60,0±0,1} {5,0±1,0}3 {90,0±0,1} {8,0±1,0}4 {120,0±0,1} {11,0±1,0}5 {150,0±0,1} {14,0±1,0}6 {180,0±0,1} {17,0±1,0}

20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000

5

10

15

20

lama pemanasan (s)

kena

ikan s

uhu (

C)

Grafik 1. Hubungan antara kenaikan suhu T dengan lama

pemanasan (s)

Linear sehingga t~T

2. Suhu awal {34,0±0,5}˚C

a. Untuk data 1

T1=TC-T0

T1=(37,0-34,0)˚C

T1={3,0±1,0}˚C

b. Untuk data 2

T2=(41,0-34,0)˚C

T2={7,0±1,0}˚C

c.Untuk data 3T3=(45,0-34,0)˚C

T3={11,0±1,0}˚C

d. Untuk data 4

T4=(49,5-34,0)˚C

T4={15,5±1,0}˚C

e.Untuk data 5T5=(53,5-34,0)˚C

T5={19,5±1,0}˚C

f.Untuk data 6T6=(56,0-34,0)˚C

T6={22,0±1,0}˚C

Tabel 5. Hubungan antara kenaikan suhu T dengan lama

pemanasan (s)

No. Lama pemanasan (s) Kenaikan suhu (˚C)1 {32,0±0,1} {3,0±1,0}2 {64,0±0,1} {7,0±1,0}3 {96,0±0,1} {11,0±1,0}4 {128,0±0,1} {15,5±1,0}5 {160,0±0,1} {19,5±1,0}

6 {192,0±0,1} {22,0±1,0}

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 2200

5

10

15

20

25

lama pemanasan (s)

kena

ikan s

uhu

(0C)

Grafik 2. Hubungan antara kenaikan suhu T dengan lama

pemanasan (s)

Linear sehingga t~T

Pada kegiatan 1 dari grafik 1 dan 2 dapat dilihat

bahwa:

t~T, dimana

t mewakili Q, sehingga

Q~∆T


kalor (Q)

20 40 60 80 100 120 140 1600246810121416

massa zat cair (g)

lama

pem

anasan

(s)

Grafik 3. Hubungan antara massa zat cair (m) dengan

lama pemanasan (s)

Linear sehingga m~t

Pada kegiatan 2 dapat juga dilihat bahwa:

m~t, dimana

t mewakili Q, sehingga

Q~ m

Hubungan tersebut diperoleh hubungan

Q~ m.∆T

Karena kalor tersebut bergantung pula pada jenis

zatnya, maka ditambahkan konstanta sehingga diperoleh

persamaan kalor,

Q = m.k.∆T

Satuan dari kalor jenis (menggunakan analisis dimensi)

berdasarkan hasil percobaan berdasarkan percobaan dari

kegiatan 1 dan 2:

Q = m.k.∆T

J=kg.k.K

[MLT-2][L]=k.M.θ

ML2T-2=k.M.θ

k= ML2T-2

M.θdengan c bersatuan J/kgK

c= Jkg.K

c=ML2T-2

M.θmaka k=c dengan c (kalor jenis bersatuan J/kgK)

diperoleh persamaan

Q = m.c.∆T

Dengan:

Q = jumlah kalor (joule)

m = massa zat (kg)

k = konstanta jenis zat (J/kgK)

∆T = kenaikan suhu (Tc – T0)


Massa kalorimeter+pengaduk ={48,890±0,005}g

Massa air panas =(Massa

kalorimeter+pengaduk+air panas)-

(Massa

kalorimeter+pengaduk)

={150,120±0,005} g –

{48,890±0,005} g

={101,230±0,010} g

Massa es batu = [Massa


panas+air (es batu yang

mencair)]- [Massa


panas]

={171,850±0,005} g –

{150,120±0,005} g

={21,730±0,010} g

1. Kalor untuk menaikkan 21,730 g es dari -100C ke 00C

a. Jumlah kalor

Q1 = mes × ces × ∆T

Q1 = 21,730 g × 0,5 kal/gCo × (0 – (-10)oC

Q1 = 108,65 kal

b. Ketidakpastian

Q1 = mes × ces × ∆T

Karena ces bernilai konstan jadi,

Q1 = mes × ∆T

dQ1 =|∂Q1

∂mes|dmes + |∂Q1∂∆T |d∆T

dQ1 =|∆T|dmes + |mes|d∆T

dQ1

Q1 =|∆TQ1 |dmes + |mes

Q1|d∆T

dQ1

Q1 =|dmes

mes| + |d∆T∆T |

∆Q1

Q1 =|∆mes

mes| + |∆∆T∆T |

∆Q1 =|∆mes

mes+∆∆T∆T |Q1

∆Q1 =|0,010 g21,730 g + 1,0 ℃

10 ℃ |108,65 kal∆Q1 =|0,00046 + 0,1|108,65 kal∆Q1 = 0,10046 × 108,65 kal

∆Q1 = 10,915 kal

c. Kesalahan relatif

KR =∆Q1

Q1× 100 %

KR= 10,915 kal108,65 kal

×100 % = 10 % (2 AB)

d. Pelaporan fisika

Q1 ={Q1 ± ∆Q1}

Q1={1,1±0,1}x102kal

2. Kalor untuk menaikkan 21,730 g air 00C sampai suhu

campuran (Tc = 40,60C)

a. Jumlah kalor

Q2 = mes × cair × ∆T

Q2 = 21,730 g × 1 kal/goC × (40,6 – 0) oC

Q2 = 21,730 kal/oC × 40,6 oC

Q2 = 882,238 kal

b. Ketidakpastian

∆Q2 =|0,010 g21,730 g + 1 ℃40,6 ℃|882,238 kal∆Q2 =|0,00046 + 0,0246 |882,238 kal

∆Q2 = 0,02506 × 882,238 kal

∆Q2 = 22,1089 kal


KR=22,1089 kal882,238 kal

× 100 % = 2,5 % (3 AB)

d. Pelaporan fisika

Q2={8,82±0,22}x102kal

3. Kalor yang hilang dari 101,230 g air dengan

mendingin dari 68,50C sampai suhu campuran (Tc = 40,60C)

a. Jumlah kalor

Q3 = mair × cair × ∆T

Q3 = 101,230 g × 1 kal/goC× (68,5 – 40,6) oC

Q3 = 101,230 kal/oC × 27,9 oC

Q3 = 2.824,317 kal

b. Ketidakpastian

∆Q3 =|0,010 g101,230 g +1,0 ℃

27,9 ℃ |2.824,317 kal∆Q3 =|0,000098 + 0,0358|2.824,317 kal

∆Q3 = 0,035898 × 2.824,317 kal

∆Q3 = 101,387 kal


KR =101,387 kal 2.824,317 kal

×100 % = 3,58 % (3 Angka Berarti)

d. Pelaporan fisika

Q3 ={28,2±1,0}x102 kal

4. Kalor yang hilang dari kalorimeter dengan mendingin

dari 68,50C sampai suhu campuran(Tc = 40,6 0C)

a. Jumlah kalor

Q4 = mkalorimeter × caluminium × ∆T

Q4 = 48,890 g × 0,22kal/goC × (68,5 – 40,6) oC

Q4 = 10,7558 kal/oC × 27,9 oC

Q4 = 300,087 kal

b. Ketidakpastian

∆Q4 =|∆mkalorimeter

mkalorimeter+∆∆T∆T |Q4

∆Q4 =|0,010 g68,5 g +1 ℃

27,9 ℃|300,087 kal∆Q4=|0,0001459 + 0,0358|300,087 kal

∆Q4 = 0,0359459 × 300,087 kal

∆Q4 = 10,787 kal


KR =10,787 kal300,087 kal

× 100 % = 3,59 % (3 AB)

d. Pelaporan fisika

Q4={3,00±0,11}x102kal

5. Kalor lebur es dengan persamaan Azaz Black

dLes =|dQ3

mes|+|dQ4

mes|+|dQ1

mes|+|dQ2

mes|+|(Q3+ Q4- Q1- Q2)mes

-2 dmes|

∆Les =|∆Q1+∆Q2+∆Q3+∆Q4

mes |+|(Q3+ Q4- Q1- Q2)∆mes

mes2 |

∆Les =|110,915 kal+22,1089 kal+101,387 kal+10,787 kal21,730 g |+|(2.824,317 kal+300,087 kal-108,65 kal-882,238 kal )0,01 g(21,730 g)2 |

∆Les =|245,1979 kal21,730 g |+|21,335 kal g472,1929 g2 |∆Les =|11,284 kal/g|+|0,045 kal/g|∆Les = 11,329 kal/g


KR =∆Les

Les× 100 %

KR =11,329 kal/g98,183 kal/g

× 100 % = 11,5 % (2 AB)

d. Pelaporan fisika

Les ={Les ± ∆Les}

Les ={98 ± 11}kal/g

6. Perbandingan teori

%diff =|Lteori- Lpraktikum

Lrata-rata |×100% %diff=|80,000 kal/g-98,183 kal/g89,0915 kal/g |×100%

%diff==|18,18389,0915 |×100 % =0,2040 × 100 %=20%PEMBAHASAN


kenaikan suhu (T)

Pada kegiatan pertama dengan mencari hubungan

antara jumlah kalor dengan kenaikan suhu, maka variabel

yang dimanipulasi adalah lama pemanasannya yang

mewakili jumlah kalor. Dengan suhu awal yaitu

T0={31,0±0,5}˚C dengan lama pemanasan dimulai dari

t={30,0±0,1}s berkelipatan 2 hingga diperoleh 6 data.

Untuk data 1 diperoleh kenaikan suhu yaitu

T1={2,0±1,0}˚C, data 2 T2={5,0±1,0}˚C, data 3

T3={8,0±1,0}˚C, data 4 T4={11,0±1,0}˚C, data 5

T5={14,0±1,0}˚C, dan data 6 T6={17,0±1,0}˚C.

Sedangkan dengan suhu awal yang berbeda yaitu

T0={34,0±0,5}˚C diperoleh data 1 T1={3,0±1,0}˚C, data 2

T2={7,0±1,0}˚C, data 3 T3={11,0±1,0}˚C, data 4

T4={15,5±1,0}˚C, data 5 T5={19,5±1,0}˚C, dan data 6

T6={22,0±1,0}˚C.

Kemudian dibuat tabel hubungan antara lama

pemanasan dengan kenaikan suhu untuk dibuatkan grafik

yaitu grafik 1 untuk suhu awal T0={31,0±0,5}˚C dan

grafik 2 untuk suhu awal T0={34,0±0,5}˚C . Dari grafik

1 dan 2 diperoleh data yang linear yang berarti lama

pemanasan dan kenaikan suhu berbanding lurus. Artinya

semakin lama waktu pemanasan, maka semakin besar pula

kenaikan suhunya. Maka secara matematis dapat

dituliskan t~T. Dimana lama pemanasan sebanding

dengan jumlah kalor karena semakin lama pemanasan maka

semakin besar pula kalor yang dibutuhkan/dikeluarkan.

Sehingga diperoleh hubungan Q~T.


kalor (Q)

Dari kegiatan ini, data massa zat yang telah

diukur dan lama pemansan yang mewakili jumlah kalor

dibuatkan tabel untuk mencari bagaimana hubungannya

dengan grafiknya. Dari grafik 3, diperoleh data yang

linear yang berarti massa zat berbanding lurus dengan

lama pemanasan. Artinya semakin besar massa zat, maka

semakin besar pula waktu lama pemanasannya. Maka secara

matematis dapat dituliskan m~t. Dimana lama pemanasan

sebanding dengan jumlah kalor karena semakin lama

pemanasan maka semakin besar pula kalor yang

dibutuhkan/dikeluarkan. Sehingga diperoleh hubungan

Q~m.

Berdasarkan hasil pembahasan pada kegiatan 1 dan

2, persamaan matematis dari jumlah kalor(Q), yaitu Q~

m.∆T. Karena kalor tersebut bergantung pula pada jenis

zatnya, maka ditambahkan konstanta sehingga diperoleh

persamaan kalor, Q = m.k.∆T. Satuan konstanta tersebut

dianalisis dimensi sehingga diperoleh k= ML2T-2

M.θ yang

nilainya sama dengan c dimana c merupakan kalor jenis.

Dari analisis tersebut diperoleh satuan dari c adalah

J/kgK.

Dengan diperolehnya nilai k=c dimana c adalah

kalor jenis, maka persamaan kalor diperoleh Q = m.c.∆T.

Dimana Q adalah jumlah kalor dengan satuan Joule atau

kalori, m adalah massa zat dengan satuan kilogram atau

gram, c adalah kalor jenis zat (J/kgK),dan ∆T adalah

kenaikan suhu (Tc – T0) dengan satuak Kelvin atau

derajat Celcius.


Dari kegiatan ini, variabel-variabel yang telah

diukur digunakan untuk memperoleh data yang dibutuhkan

untuk memperoleh nilai kalor leur es dengan menggunakan

Asas Blanck. Massa air panas diperoleh dari massa

kalorimeter, pengaduk, dan air panas dikurangi dengan

massa kalorimeter dan pengaduk sehingga diperoleh mair

panas={101,230±0,010} g. Massa es batu diperoleh dari

massa kalorimeter, pengaduk, air panas, air (es

batu yang mencair) dikurangi massa kalorimeter,

pengaduk, dan air panas mes={21,730±0,010} g

Kemudian nilai-nilai massa dan perubahan suhu yang

telah diukur digunakan untuk mencari nilai kalor yang

dibutuhkan tiap perubahan suhunya. Kalor yang

dibutuhkan untuk menaikkan 21,730 g es dari -100C ke

00C adalah Q1 = 108,65 kal dengan ketidakpastian ∆Q1 =

10,915 kal, sehingga diperoleh KR=10% dengan pelaporan

fisika Q1={1,1±0,1}x102kal. Kalor untuk menaikkan

21,730 g air 00C sampai suhu campuran (Tc = 40,60C)

adalah Q2 = 882,238 kal. Ketidakpastian ∆Q2 = 22,1089

kal dengan kesalahan relatif 2,5%, sehingga pelaporan

fisikanya Q2={8,82±0,22}x102kal. Kalor yang hilang dari

101,230 g air dengan mendingin dari 68,50C sampai suhu

campuran (Tc = 40,6 0C) adalah Q3 = 2.824,317 kal.

Ketidakpastian ∆Q3 = 101,387 kal dengan kesalahan

relatif 3,58%, sehingga pelaporan fisikanya Q3

={28,2±1,0}x102 kal. Kalor yang hilang dari kalorimeter

dengan mendingin dari 68,50C sampai suhu campuran(Tc =

40,6 0C) adalah Q4 = 300,087 kal. Ketidakpastian ∆Q4 =

10,787 kal dengan kesalahan relatif 3,59% sehingga

pelaporan fisikanya Q4={3,00±0,11}x102kal.

Data-data tersebut kemudian digunakan untuk

memperoleh nilai kalor lebur es dengan menggunakan

persamaan Azaz Black dimana kalor yang diserap sama

dengan kalor yang diterima. Dimana kalor yang diserap

atau diterima termasuk Q1 + Qes-air + Q2 dan kalor yang

dilepas adalah Q3 + Q4. Kalor lebur es yang diperoleh

adalah Les ={98 ± 11}kal/g. Jika dibandingkan dengan

nilai teori yaitu 80 kal/g dengan persen diff diperoleh

perbedaan 20%. Hal ini terjadi karena susahnya untuk

mengukur massa air panas dengan cepat karena

menggunakan Neraca Ohauss 311 g sehingga banyak kalor

yang dilepaskan. Kemudian massa es yang dimasukkan juga

sedikit sehingga nilainya tidak terlalu berpengaruh dan

membuat kita sulit untuk menentukan kapan es batu

tersebut mencair.

SIMPULAN DAN DISKUSI

A. Simpulan

Simpulan berdasarkan rumusan masalah yang diajukan

adalah,

1. Hubungan antara jumlah kalor (Q) dengan kenaikan

suhu (T) adalah berbanding lurus Q~T.

2. Hubungan antara massa zat (m) dengan jumlah kalor

(Q) adalah berbanding lurus m~Q

3. Persamaan kalor yang diperoleh dari percobaan

adalah Q=m.c.T

4. Nilai kalor lebur es hasil praktikum adalah Les

={98 ± 11}kal/g dengan persen perbedaan dari teori

yang bernilai 80 kal/g adalah 20%.

B. Diskusi

Diskusi yang kami lakukan berupa saran untuk

asisten, dosen, dan laboratorium ,

1. Saran bagi asisten

Kepada asisten kami menyarankan agar lebih

memperhatikan keadaan praktikan. Asisten

hendaknya tidak meninggalkan praktikan saat

melakukan praktikum agar segala pengarahan

mengenai praktikum dapat diperoleh dengan jelas

oleh praktikan.

2. Saran bagi praktikan

Kepada praktikan hendaknya mencari asisten untuk

meminta respon dan analisis pada awal waktu

sebelum pengumpulan laporan agar tidak kewalahan

mengerjakan laporan praktikum. Dalam pengambilan

data juga harus berhati-hati agar tidak merusak

alat maupun bahan yang digunakan dan yang paling

penting adalah praktikan harus teliti dalam

pengambilan data agar data yang diperoleh sesuai

dengan teori.

3. Saran bagi dosen

Kepada dosen hendaknya membimbing lebih baik

kepada para asisten akan bagaimana cara

membimbing praktikannya dalam melakukan suatu

praktikum sesuai dengan aturan-aturan yang ada.

4. Saran bagi laboratorium

Kepada laboratorium maupun petugas yang

menyediakan alat dan bahan dalam praktikum

hendaknya mengawasi dan memperhatikan alat-alat

ukur atau kelengkapan yang ada di dalam

laboratorium karena masih banyak dari alat

tersebut yang sudah rusak yaitu memiliki

kesalahan bersistem bahkan tak dapat/layak untuk

digunakan lagi.

DAFTAR RUJUKAN

Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Jilid 1 Edisi Kelima.

Jakarta : Erlangga

Halliday, David dan Resnick, Robert. 1978. Fisika Jilid 2Edisi ketiga (terjemahan). Jakarta: Erlangga

Herman dan asisten LFD. 2015. Penuntun Praktikum Fisika Dasar2. Makassar: Unit Laboratorium Fisika Dasar JurusanFisika FMIPA Universitas Negeri Makassar.

Young, Hugh D. dan Roger A. Freedman. 2002. FisikaUniversitas Edisi Kesepuluh Jilid I. Jakarta: Erlangga

LAPORAN FISIKA DAN SUHU DAN KALOR

Documents

Transcript of LAPORAN FISIKA DAN SUHU DAN KALOR