LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR KALOR JENIS

LAPORAN

PRAKTIKUM FISIKA DASAR

Percobaan : K1

KALOR JENIS

Pelaksanaan Praktikum

Hari : Rabu                       Tanggal : 20 September 2017                 Jam ke : 5-6

(Logo Unair)

Oleh :

Renza Anggieta Maharani Muslim (081711333082)

Kelompok :

1.      Shekina Glory                         (081711333080)

2.      Fadhila Rizkia Nur Hidayati   (081711333081)

3.      Sofian Iramanda                     (081711333083)

Dosen Pembimbing   : Erwin Susanto, ST, M.Sc

Asisten Pembimbing : Ni’mayuha

LABORATORIUM FISIKA DASAR

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

2017

A.           TUJUAN

Menentukan harga air kalorimeter, kalor lebur es, dan kalor jenis tembaga.

B.            ALAT DAN BAHAN

1.             Kalorimeter (lengkap) :

a.              Bejana Kalorimeter bagian dalam

b.             Bejana Kalorimeter bagian luar

c.              Pengaduk

d.             Termometer

e.              Penutup 

2.             Bejana didih

3.             Tabung pemanas logam tembaga

4.             Neraca torsi dan anak neraca

5.             Kompor listrik

6.             Gelas beaker

7.             Potongan - potongan kecil kawat tembaga

8.             Erlenmeyer pemanas air dengan selang plastik

9.             Air

C.           DASAR TEORI

Di dalam fisika kalor di defnisikan sebagai suatu bentuk energi yang dapat berpindah atau mengalir dari benda yang memiliki kelebihan kalor menuju benda yang kekurangan kalor. Kalor biasanya dinyatakan dalam suhu. Satuan kalor di dalam satuan Internasional yaitu Joule, satuan kalor lainnya ialah kalori. 1 kalori di definisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan sebanyak 1 kg air sebesar 1⁰C.
1 kalori = 4.2 Joule dan 1 joule = 0.24 kalori

Pengertian kalor jenis

Ketika mempelajari kalor, kita juga dikenalkan dengan istilah kalor jenis. Apa itu kalor jenis ? kalor jenis ialah banyaknya kalor yang diserap atau diperlukan oleh 1 gram zat untuk menaikkan suhu sebesar 1⁰C. Kalor jenis juga diartikan sebagai kemampuan suatu benda untuk melepas atau menerima kalor. Masing-masing benda mempunyai kalor jenis yang berbeda-beda. Satuan kalor jenis J/Kg⁰C.

Bentuk Kalorimeter

Kalorimeter ialah alat yang digunakan untuk menentukan kalor jenis suatu zat. Kalorimeter terdiri dari dua buah bejana yang dipisahkan oleh sebuah ruang hampa udara, sendok pengaduk, tutup bejana yang terbuat dari kayu atau biasa disebut tutup isolator. Bejana kalorimeter bagian dalam terbuat dari aluminium yang mengkilat yang bertujuan untuk mencegah perpindahan kalor ke lingkungan.

Pengertian kapasitas kalor

Berbicara masalah kalor, tidak lepas dari kapasitas kalor. Kapasitas kalor diartikan sebagai banyaknya kalor yang diserap oleh suatu benda bermassa tertentu untuk menaikkan suhu sebesar 1⁰C. Satuan kapasitas kalor dalam sistem International yaitu J/K

Untuk mengetahui banyaknya kalor yang dilepas atau diterima oleh suatu zat digunakan persamaan :

Q = m.c.ΔT

Dimana :
Q = banyaknya kalor yang dilepas atau diterima oleh suatu benda (Joule)

m = massa benda yang menerima atau melepas kalor (kg)

c = kalor jenis zat (J/Kg⁰C)

ΔT = perubahan suhu (⁰C)

Untuk menentukan kalor jenis suatu zat digunakan persamaan :

C = Q / m.ΔT

Dimana :

C = kalor jenis zat (J/Kg⁰C)

Q = banyaknya kalor yang dilepas atau diterima oleh suatu benda (Joule)
m = massa benda yang menerima atau melepas kalor (kg)

ΔT = perubahan suhu (⁰C)

Untuk menentukan kapasitas kalor suatu zat digunakan persamaan :

C = Q / ΔT

Dimana :

C = kapasitas kalor (J/K)

Q = banyaknya kalor (J)

ΔT = perubahan suhu (K)

Kapasitas kalor juga dapat ditentukan dengan persamaan lain,
C = m. c

Sedangkan yang dimaksud dengan harga air (kapasitas kalor) kalorimeter adalah jumlah kalor (dalam kalori) yang diperlukan untuk menaikkan suhunya sebesar 1 ^oC. Kalor lebur es ialah jumlah kalor (dalam kalori) yang diperlukan untuk mengubah 1 gram es dari fase padat ke fase cair pada titik leburnya. Kalor jenis tembaga ialah jumlah kalor (dalam kalori) yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram tembaga 1 ^oC.

Percobaan ini berdasarkan atas azas Black, yaitu jika dua benda (sistem) yang berbeda suhu saling dicampur, maka sebagian kalor pindah dari benda suhu tinggi ke benda suhu rendah sedemikian hingga suhu kedua benda (sistem) menjadi sama saat mencapai kesetimbangan termal. Kalor yang dilepaskan oleh benda suhu tinggi sama dengan kalor yang diserap oleh benda suhu rendah.

Untuk menentukan harga air kalorimeter, sistem pertama adalah bejana kalorimeter bagian dalam beserta pengaduk dan air yang ada di dalamnya.

Menurut azas Black, kalor yang diserap oleh kalorimeter bagian dalam beserta pengaduk ditambah dengan kalor yang diserap oleh air, sama dengan kalor yang dilepaskan oleh air panas.

mk . ck . (Ta - T1) + ma . ca . (Ta - T1) = map . cap . (T2 - Ta)

dengan m_k, m_a, dan m_ap, berturut-turut adlah massa kalorimeter bagian dalam serta pengaduk, massa air dalam kalorimeter , dan massa air panas yang dituangkan ; c_k,c_a, dan c_ap, berturut –turut adlah kalor jenis kalorimeter bagian dalam beserta pengaduk, kalor jenis air yaitu 1 kalori/gr ^oC; T₁, T₂ dan T_a berturut-turut adalah suhu kalorimeter dan air mula-mula suhu air panas sebelum dituangkan ke dalam kalorimeter, dan suhu akhir (suhu kesetimbangan termal).

Hasil kali m_k  dan c_k  dinamakan kapasitas kalor (harga air) kalorimeter. Untuk menentukan kalor lebur es, percobaannya mirip dengan tersebut di atas, hanya air panas diganti dengan es padat (suhunya 0 ⁰C), sehingga persamaannya adalah :

m_k . c_k . (T₁ – T_a) + m_a . c_a . (T₁ – T_a) = m_es . L + m_es . c_a . (T_a - 0)

dan untuk menentukan kalor jenis tembaga, air panas diganti dengan

tembaga panas. Persamaannya adalah :

m_k . c_k . (T_a – T₁) + m_a . c_a . (T_a – T₁) = m_Cu . c_Cu . (100 - T_a)

 

Gambar 1. Kalorimeter

D.           PROSEDUR

a.             Menentukan harga air kalorimeter :

1.             Isilah erlenmeyer dengan air kira-kira setengah bagian volume dan panaskan pada kompor hingga airnya mendidih;

2.             Timbang bejana kalorimeter bagian dalam bersama pengaduknya

(m₁);

3.             Isi bejana kalorimeter bagian dalam dengan air hingga seperempat bagian volumenya, lalu timbang bersama pengaduknya (m₂). Sehingga massa air yaitu (m₂ - m₁);

4.             Masukkan bejana kalorimeter ke dalam bejana pelindungnya lalu tutup dan pasang termometernya;

5.             Setelah kira-kira 1 menit, baca suhu sistem tersebut pada termometer (T₁). Suhu ini merupakan suhu awal sistem, yaitu suhu kalorimeter dan airnya;

6.             Setelah air dan erlenmeyer mendidih, bukalah sedikit uap kalorimeter dan tuangkan sedikit air panas ke dalamnya hingga volumenya mencapai ½ bagian volume, lalu tutup kembali serta aduk secara perlahan sambil mengamati kenaikkan suhu pada termometer. 

7.             Catat suhu maksimum (T_a) yang merupakan  suhu akhir (kesetimbangan) antara kalorimeter, air dan air panas;

8.             Suhu air panas yang sedang mendidih dianggap 100⁰C (T₂).

9.             Ambil bejana kalorimeter bagian dalam yang berisi air serta pengaduknya lalu timbanglah (m₃) sehingga massa air panas yang dituangkan adalah (m₃ – m₂).

b.             Menentukan kalor lebur es

1.             Timbanglah bejana kalorimeter bagian dalam yang berisi air sebanyak ± ¾ bagian volumenya beserta pengaduknya (m₄);

2.             Masukkan ke dalam bejana pelindung kalorimeter lalu tutup kemudian pasang termometer serta baca suhunya setelah ± 1 menit

(T₃).

3.             Masukkan es ke dalamnya (suhu es mula-mula dianggap 0⁰C) lalu catat suhu akhirnya (T_a¹);

4.             Timbanglah bejana kalorimeter, air, air es dan pengaduknya (m₅).

c.              Menentukan kalor jenis tembaga

1.             Lakukanlah langkah kerja di atas dengan menggunakan air kira-kira ¼ bagian volume kalorimeter lalu timbanglah (m₆) dan catat suhunya

(T₄);

2.             Masukkan semua potongan-potongan logam tembaga ke dalam tabung pemanas, kemudian letakkan di atas uap air dalam erlenmeyer yang sedang mendidih kira-kira 15 menit. Dengan demikian suhu logam dianggap = suhu air mendidih;

3.             Masukkan semua logam tembaga tersebut ke dalam kalorimeter dan catat suhu akhirnya (T_a¹¹); 

4.             Timbanglah kalorimeter bersama-sama air, logam dan pengaduk yang ada di dalamnya (m₇).