BAB IPendahuluan

A. TujuanTujuan melakukan praktikum ini adalah untuk :

1. Mahasiswa dapat menentukan jumlah kalor yang hilang dalam

proses pertukaran kalor antara air yang bersuhu tinggi dan air yang

bersuhu rendah.

2. Mahasiswa dapat menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi

besarnya kalor yang hilang.

1

BAB IIDasar Teori

1. Kalori meter

Kalori meter adalah alat untuk mengukur kalor jenis suatu zat. Salah

satu bentuk kalori meter adalah kalori meter campuran. Kalori meter ini terdiri

dari sebuah bejana logam yang kalor jenisnya diketahui. Bejana ini biasanya

ditempatkan didalam bejana lain yang agak lebih besar.kedua bejana

dipisahkan oleh bahan penyekat misalkan gabus atau wol. Kegunaan bejana

luar adalah sebagai isolator agar perukaran kalor dengan sekitar kalori meter

dapat dikurangi.

Kalori meter juga dilengkapi dengan batang pengaduk. Pada waktu zat

dicampurkan didalam kalori meter, air dalam kalori meter perlu diaduk agar

diperoleh suhu merata sebagai akibat percampuran dua zat yang suhunya

berbeda. Asas penggunaan kalori meter adalah asas black. Setiap dua benda

atau lebih dengan suhu berbeda dicampurkan maka benda yang bersuhu lebih

tinggi akan melepaskan kalornya, sedangkan benda yang bersuhu lebih rendah

akan menyerap kalor hingga mencapai keseim- bangan yaitu suhunya sama.

Pelepasan dan penyerapan kalor ini besarnya harus imbang. Kalor yang

dilepaskan sama dengan kalor yang diserap sehingga berlaku hukum

kekekalan energi.

2. Azas Black

Azas Black berdasarkan teori pertukaran kalor. Azas black juga

merupakan suatu prinsip dalam termodinamika yang ditemukan oleh Joseph

Black. Teori pertukaran kalor menyebutkan jika dua zat yang suhunya berbeda

dicampur, maka akan terjadi pertukaran kalor. Zat yang bersuhu tinggi akan

melepaskan kalor sehingga suhunya akan turun, sedangkan zat yang bersuhu

renda akan menerima kalor sehingga suhunya naik. Hal ini menyebabkan

campuran kedua zat tersebut menjadi bersuhu sama. Suhu akhir dari campuran

zat itulah yang merupakan hasil akhir dari pertukaran kalor. Dalam kasus

sistem terbuka, maka sebagian kalor diserap oleh lingkungan.

2

Kalor ini sering dianggap sebagai kalor yang hilang. Misalnya bejana 1

berisi air dengan massa m1 dan suhu awal t1. Bejana 2 berisi air dengan massa

m2 dan suhu awal t2. Diketahui t2 lebih besar dari t1. Kalor jenis air adalah 1

kal/gram0C. Setelah tercapai kesetimbangan termal, suhu campuran menjadi tc.

Kalor yang dilepas bertanda negative dan kalor yang diserap bertanda positif.

Teori pertukaran kalor berdasarkan pada sebuah Azas yang dikenal dengan

istilah Azas Black. Azas black di kemukakan oleh seorang fisikawan bernama

Yoseph Black. Yoseph Black adalah orang pertama yang menemukan suatu

cara untuk mengukur kalor.

Azas Black berbunyi: “Kalor yang dilepas oleh suatu benda sama dengan

kalor yang diterima oleh Benda lain.” Berdasarkan azas black diatas maka

teori pertukaran kalor di rumuskan sebagai berikut :

Kalor Lepas = Kalor Terima

Q lepas = Q terima Menurut asas Black

Kalor Yang Dilepas = Kalor Yang Diterima

Catatan:

Keterangan :m = massa (gram)t=suhu(oC)Q = kalor ( joule)c=kalor jenis(joule/kg °C)

1. Kalor jenis suatu benda tidak tergantung dari massa benda,

tetapitergantung pada sifat dan jenis benda tersebut. Jika kalor jenis

suatubenda adalah kecil maka kenaikan suhu benda tersebut akan cepat

biladipanaskan.

2. Pada setiap penyelesaian persoalan kalor (asas Black) lebih mudah  jika

dibuat diagram alirnya.

3

-m2 x c x (tc - t2 ) = m1 x c x (tc – t1 ) + Q hilang

Atau

m2 x c x ∆t2 = m1 x c x ∆t1 + Q hilang

Teori pertukaran kalor yang dirumuskan dalam azas Black oleh Yoseph Black

pada prakteknya dapat dilihat pada aktivitas keseharian kita, yaitu pada saat

kita akan mandi air hangat. Untuk mendapatkan air bersuhu hangat, maka kita

harus mencampur air panas dengan air dingin. Dengan begitu akan didapat air

hangat.

3. Kalor Jenis

Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan 1 gram

atau 1 kg zat sebesar 1ºC (satuan kalori/gram.ºC atau kkal/kg ºC). Dalam

praktikum kalorimetri media cair yang digunakan adala larutan air garam dan

kopi.dengan adanya kalor menyebabkan perubahan suhu atau bentuk

wujudnya. Dalam SI, satuan kalor adalah joule (J). Satuan lainnya dari kalor

adalah kalori (kal) dan kilokalori (kkal).

Pengertiannya :

1 kalori adalah kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu 1 gram air

sebesar 10C.

1 kilokalori adalah kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu 1

kilogram air sebesar10C

Kalor adalah suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang

menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya. Kalor

berbeda dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam suatu derajat panas.

Kalor merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik yang diserap maupun

dilepaskan suatu benda. Jumlah energi kalor yang diterima dalam suatu sistem

sama dengan energi kalor yang diserap atau biasa kita sebut dengan Q lepas

sama dengan Q terima. Dalam suatu zat pasti mempunyai kalor jenis yang

berbeda.

Kalor adalah tenaga yang mengalir dari suatu benda ke benda yang lain.

Bahan yang dipindahkan dari atau ke suatu sistem dapat diukur dengan alat

kalorimeter, yang terdiri dari sebuah wadah cuplikan kecil yang dibenamkan

dalam sebuah bejana luar yang lebih besar.

4

Tidak ada usaha yang dikerjakan oleh system atau lingkungan, sebagai

akibatnya perubahan suhu lingkungan hanyalah karena kalor yang

dipertukarkan antara air dan system. Perubahan suhu ini diukur dengan sebuah

thermometer dan kalor yang diperlukan dihitung dari massa dan kalor jenis

yang diketahui.

Bila perpindahan energi terjadi karena suatu perbedaan temperatur maka, kita

mengatakan bahwa energi termal atau energi kalor yang dipindahkan ke suatu

zat melalui kerja pada zat itu seperti: mengaduk suatu cairan,

mengkompresikan suatu zat.

Jumlah kalor yang diserap pada suabenda sama dengan jumlah kalor yang

diterima. Kalor jenis suatu benda atau suatu zat didefinisikan dengan bilangan

yang menunjukkan berapa kalor yang diperlukkan untuk menaikkan 1 gram

zat itu dalam derajat celcius Sebagaimana yang kita ketahui jika sebuah benda

panas disentuh oleh benda yang dingin maka suhu benda panas tadi aan

menurun. Sedangkan, benda yang dingin suhunya akan naik. Hal ini

disebabkan karena adanya sesuatu yang berpindah dari benda panas kebenda

dingin dan kita menyebutnya kalor. Kalor selalu berpindah dari temperatur

tinggi menuju temperatur yang lebih rendah. Ini merupakan konsep dasar

perpindahan kalor.

Kalorimetri sangat berhubungan dengan ASAS BLACK,dan pengertianASAS

BLACK secara geris besar jumlah dari energi awal hasilnya sama dengan

jumlah dari energi akhir.

5

BAB IIIMetode Praktikum

A. Alat dan Bahan1. Gelas beker 2 buah

2. Pemanas air

3.

3. Spirtus

4. Thermometer batang

6

5. Timbangan

6. Bejana

7. Bejana dengan gabus

8. Penjepit kayu

9. Korek api

10. Aquades

7

B. Metode Praktikum

1. Isi air dalam 2 bejana, masing-masing ± 100 ml.

2. Ukur volume air dalam masing-masing bejana.

3. Hitung massa air dalam masing-masing bejana.

4. Panaskan air dalam salah satu bejana.

5. Ukur suhu air dalam salah satu bejana.

6. Campurkan air ke dalam salah satu bejana.

7. Biarkan beberapa saat sampai suhu campuran air itu konstan.

8. Ukur suhu campuran air itu.

9. Catat semua data yang diperoleh.

Lapisi salah satu bejana tempat mencampur air dengan gabus. Ulangi

kembali langkah a sampai langkah h.

C. Lembar Data

1. Tanpa pelapis gabus

Volume air

dingin = V1

( cm3)

Massa air

dingin = m1

(gram)

Suhu air

dingin = t1

( 0C)

Volume air

panas = V2

( cm3)

Massa air

panas = m2

(gram)

Suhu air

panas = t2

( 0C)

Suhu

campuran

= tc ( 0C)

100 89,59 28 100 74,27 60 44

Perhitungan :

Massa bejana = 128,03 gram

Massa bejana + massa air dingin = 217,62 gram

Massa air dingin = 217,62 - 128,03 = 89,59 gram

∆t2 = t2 – tc = 60 – 44 = 16

∆t1 = tc - t1 = 44 – 28 = 16

-m2 x c x (tc - t2 ) = m1 x c x (tc – t1 ) + kalor yang hilang

kalor yang hilang = -m2 x c (tc - t2 ) - m1 x c x (tc – t1 )

8

atau

m2 x c x ∆t2 = m1 x c x ∆t1 + Q hilang

74,27 x 1 x 16 = 89,59 x 1 x 16 + Q hilang

1188,32 = 1433,44 + Q hilang

Q hilang = -245,12 joule

2. Dengan pelapis gabus

Volume air

dingin = V1

( cm3)

Massa air

dingin = m1

(gram)

Suhu air

dingin = t1

( 0C)

Volume air

panas = V2

( cm3)

Massa air

panas = m2

(gram)

Suhu air

panas = t2

( 0C)

Suhu

campuran

= tc ( 0C)

100 89,59 28 100 81,2 60 46

Perhitungan :

∆t2 = t2 – tc = 60 - 46 = 14

∆t1 = tc - t1 = 46 - 28 = 18

-m2 x c x (tc - t2 ) = m1 x c x (tc – t1 ) + kalor yang hilang

kalor yang hilang = -m2 x c (tc - t2 ) - m1 x c x (tc – t1 )

atau

m2 x c x ∆t2 = m1 x c x ∆t1 + Q hilang

81,2 x 1 x 14 = 89,59 x 1 x 18 + Q hilang

1136,8 = 1612,62 + Q hilang

Q hilang = -475,82 joule

D. Pertanyaan

9

1. Berapa kalori yang diserap oleh lingkungan (kalor yang hilang)?

Kalori yang diserap oleh lingkungan adalah

Tanpa pelapis gabus Q hilang = - 245,12 joule

Dengan pelapis gabus Q hilang = -475,82 joule

2. Faktor faktor apa sajakah yang menyebabkan di ruang tertutup lebih

banyak membuang kalor ?

3. Alasan mengapa di ruang tertutup lebih banya membuang kalor karena

faktor alat yang digunakan untuk membuat ruang tertutup. Pada bejana

tertutup terdapat sebuah besi, sebagaimna kita tahu bahwa besi adalah

bersifat menghantarkan panas. Selain itu juga terdapat lubang, dimana

dengan adanya lubang tersebut udara mampu keluar sehingga suhu

turun dan banyak kalor yang terbuang. Faktor lain adalah karena

terlalu lama air panas tersebut diam di dalam ruang terbuka.

4. Apa cara yang bisa ditempuh untuk mengurangi kalor yang hilang ?

Beri contoh alat yang dirancang dengan pertimbangan mengurangi

kalor yang hilang? Bagaimana cara kerjanya?

Kalor berpindah dengan 3 cara, konduksi (hantaran), konveksi (aliran),

dan radiasi (pancaran).

Untuk menghambat :

1. perpindahan kalor secara konduksi dengan cara memberi sekat /

celah yang diisi hampa udara

2. perpindahan kalor secara konveksi dengan cara mengisolasi panas

dalam suatu ruangan dengan memberikan wadah/tutup

3. perpindahan kalor secara radiasi dengan cara ruangan untuk

mengisolasi diberi warna putih mengkilap (perak), karena warna putih

mengkilap tidak akan menyerap kalor dengan baik. Contoh alat

tersebut adalah termos.

Prinsip kerjanya adalah termos dibuat dari kaca yang berdinding

rangkap, diantara dinding itu dibuat hampa udara dan salah satu

dindingnya dilapisi oleh lapisan yang mengkilap (disini kita gunakan

perak). Di termos ini terdapat dua dinding kaca, yang masing-masing

10

dibuat mengilap. Bagian dalam dibuat mengkilap agar kalor dari air

panas tidak diserap oleh dinding. Sedangkan bagian luar dinding kaca

dibuat mengilap dan dilapisi dengan perak, tujuannya agar tidak terjadi

perpindahan kalor secara radiasi.

Mengapa di beri ruang hampa ? Ruang hampa udara disini digunakan

untuk mencegah perpindahan kalor secara konveksi. Apa fungsi tutup

termos ? tutup termos disini dibuat dari bahan isolator, gunanya untuk

mencegah perpindahan kalor secara konduksi.

BAB IVPenutup

11

a. KesimpulanDari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa jika 2

sistem berbeda suhunya bersentuhan, maka sistem yang suhunya lebih

tinggi akan melepaskan alor dan sistem yang suhunya lebih rendah akan

menyerap kalor. Karena melepas kalor, maka sistem yang suhunya lebih

rendah akan naik suhunya. Pada suatu saat akan terjadi kesetimbangan

termal, dan suhu kedua sistem menjadi sama.

Menurut hokum kekekalan energy, kalor yang dilepas sama dengan kalor

yang diserap. Dalam kasus kedua sistem adalah sistem terbuka, maka

sebagian kalor yang diserap oleh lingkunagn. Kalor ini sering disebut

kalor yang hilang.

Percobaan kedua di ruang tertutup dengan pelapis gabus kalor yang hilang

lebih besar daripada kalor yang hilang pada ruang terbuka, hal ini

disebabkan karena pada ruang tertutup terdapat besi, bagaimana sifat besi

adalah menghantarkan panas dan terdapat lubang yang udaranya dapat

keluar sehingga suhunya turun dan kalor menghilang atau terserap oleh

lingkungan.

Kalor berpindah dengan 3 cara, konduksi (hantaran), konveksi (aliran), dan

radiasi (pancaran).

Untuk menghambat :

1. perpindahan kalor secara konduksi dengan cara memberi sekat / celah

yang diisi hampa udara.

2. perpindahan kalor secara konveksi dengan cara mengisolasi panas

dalam suatu ruangan dengan memberikan wadah/tutup

3. perpindahan kalor secara radiasi dengan cara ruangan untuk mengisolasi

diberi warna putih mengkilap (perak), karena warna putih mengkilap tidak

akan menyerap kalor dengan baik.

b. Saran

12

1. Ketika mencampurkan air dingin ke dalam air yang panas untuk

mendapatkan suhu campuran thermometer jangan langsung

dicelupkan, namun di goyang-goyangkan terlebih dahulu atau

didiamkan sebentar agar air tercampur secra maksimal.

2. Ketika membaca angka pada thermometer hasil yang dibaca adalah

angka pertama yang tertera pada thermometer tersebut, bukan yang

kedua karena suhu pasti sudah menurun, dan itu menyebabkan tidak

efektif.

3. Ketika ingin mengukur suhu panas jangan didiamkan terlalu lama

karena suhu dapat menurun karena diruang terbuka.

Daftar Pustaka

13

1. Khori Arsyizi Hakim .(2012). Praktikum Fisika Menentukan Kalor Jenis

Logam Aluminium dengan Kalorimeter.

http://khorihakim.blogspot.com/2012/09/praktikum-fisika.html.16 september

2012.

2. http://kbs.jogjakota.go.id/arsip.php?pelajaran=4&&page=25 .

3. http://www.kaskus.co.id/thread/000000000000000015078385/teknologi-

terapan-kok-bisa-ya-termos-menjaga-teh-tetap-panas-selama-beberapa-jam.

14