PENDAHULUAN
- Latar Belakang
Mudahlah
bagi kita sekarang menerima gagasan bahwa kalor itu energi. Tidak demikianlah
halnya dua abad yang lampau. Pada waktu itu para cendekiawan masih mengira
bahwa kalor itu suatu “zat” yang dapat mengalir dan data disimpan oleh benda.
Pendapat ini menerangkan berbagai gejala perpindahan kalor dan penyerapan
kalor. Berdasarkan pengamatannya waktu mengawasi permbuatan meriam, Count
Rumford memperoleh kesimpulan bahwa tidak benar kalor itu “zat”.
(Sutrisno, 2003).
Anda
telah mengetahui bahwa jika gelas berisi air ledeng dicelupkan sebagian ke
dalam bak berisi air panas, air ledeng mengalami kenaikan suhu dan air panas
mengalami penurunan suhu. Ini menunjukkan terjadinya perpindahan energi dari benda
bersuhu tinggi (air panas) ke benda bersuhu rendah (air ledeng). Untuk lebih
meyakinkan, Anda dapat mencelup gelas air ledeng yang sama ke dalam bak berisi
air es. Anda akan amati sekarang air ledeng pengalamai penurunan suhu dan air
es mengalami kenaikan suhu. Uraian tersebut dengan jelas mempertegas kesimpulan
bahwa perpindahan energi secara alami selalu terjadi dari benda bersuhu tinggi
ke benda bersuhu lebih rendah (Kanginan, 2002).
Joseph
Black pada tahun 1760 merupakan orang pertama yang menyatakan perbedaan antara
suhu dan kalor. Suhu adalah derajad panasnya atau dinginnya suatu benda yang
diukur oleh termometer, sedangkan kalor adalah suatu yang mengalir dari benda
panas ke benda lebih dingin untuk menyamakan suhunya.
(Marthen, 2002).
- Maksud dan Tujuan
Maksud
dari paktikum Fisika Dasar tentang Kalor Jenis adalah agar praktikan mengetahui
tentang kalor jenis yang dimiliki benda-benda di lingkungan sekitar beserta
perhitungannya.
Tujuan
dari praktikum Fisika Dasar tentang Kalor Jenis adalah untuk menentukan panas
jenis mata bahan kalorimeter.
- TINJAUAN PUSTAKA
- Pengertian Kalor Jenis
Energi
yang berpindah disebut kalor. Dengan demikian dapat kita mendefinisikan kalor
sebagai energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda
yang suhunya lebih rendah ketika kedua benda bersentuhan.
(Marthen, 2002).
Kalor
jenis adalah sifat khas suatu benda atau zat yang menunjukkan kemampuannya
untuk menyerap kalor. Zat yang kalor jen isnya tinggi mampu menyerap lebih
banyak kalor untuk kenaikan suhu yang rendah. Zat-zat seperti ini dimanfaatkan
sebagai tempat untuk menyimpan energi termal.
(Kanginan, 2002).
Kalor
jenis dapat didefinisikan sebagai kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1
kg benda setinggi 1 Kelvin atau 1 derajad celcius.
(Marthen, 2002).
Kalor
jenis adalah bilangan yang menujukkan berapa kalori panas yang diperlukan untuk
menaikkan suhu tip satu satuan massa zat dalam satu derajad.
(Irawati, 2008).
Kalor
jenis suatu benda adalah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram
benda setinggi 1 derajad celcius. Atau dalam satuan Internasional sering juga
orang mendefinisikan kalor jenis menunjukkan kalor yang dibutuhkan untuk
menaikkan suhu 1 kg benda setinggi 1 Kelvin.
(Kamajaya, 2007).
- Pengertian Kalorimeter
Kalorimeter
adalah alat yang digunakan untuk mengukur kalor. Kalorimeter umumnya digunakan
untuk menentukan kalor jenis suatu zat. Kalorimeter menggunakan teknik
pencampuran dua zat di dalam suatu wadah
(Marthen, 2002).
Pengukuran
jumlah kalor reaksi yang diserap atau dilepaskan pada suatu reaksi kimia dengan
eksperimen disebut kalorimetri. Dengan menggunakan hokum Hess, perubahan
entalpi pembentukan standar, energi ikatan dan secara eksperimen. Proses dalam
kalorimeter berlangsung secara adiabatic, yaitu tidak ada energi yang lepas
atau masuk dari luar ke dalam kalorimeter
(Petrucci, 1987).
Alat
untuk mengukur suhu adalah termometer. Telah kita ketahui bahwa termometer
memanfaatkan sifat termometrik zat untuk mengukur suhu. Sifat termometrik zat
adalah sifat fisis zat yang berubah jika dipanaskan, misalnya volume zat cair,
panjang logam, hambatan listrik seutas kawat platina, tekanan gas pada volume
tetap, dan warna pijar kawat (filamen) lampu
(Kanginan, 2002).
Suhu
merupakan istilah yang dipakai untuk menyatakan panas dingin dari suatu benda.
Misalnya benda panas dikatakan memiliki suhu tinggi dan benda dingin dikatakan
memiliki suhu rendah. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu disebut
termometer (Suwadi, 2008).
- Prinsip Kerja Kalorimeter
Kalor
yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu kalorimeter sebesar 1 0C pada air dengan
massa 1 gram disebut tetapan kalorimetri. Dalam roses ini berlaku asas Black,
yaitu:
qlepas
= qterima
qair
panas = qair dingin + qkalorimeter
m1
C (Tp - Tc) = m2 c (Tc - Td)
+ (Tc - Td)
keterangan:
m1 = massa air panas
m2 = massa air dingin
c = kalor jenis air
C = kapasitas kalorimeter
Tp = suhu air panas
Tc = suhu air campuran
Td = suhu air dingin
(Petrucci,
1987).
Karena
kalor jenis bernilai konstan pada suhu yang lebar, kalor jenis benda lain dapat
ditentukan dengan memanfaatkan fakta tersebut. Hal ini dapat dilakukan dengan
cara memanaskan benda tersebut sampai dengan suhu tertentu kemudian benda itu
dicelupkan ke dalam wadah yang suhu dan massanya diketahui. Setelah mencapai
kesetimbangan termal, suhu akhir sistem diukur. Jika seluruh sistem terisolasi
dengan lingkungannya, panas yang dilepaskan benda sama dengan panas yang
diterima air dan wadahnya. Prosedur ini dinamakan kalorimetri dan wadah yang
terisolasi tersebut dinamakan kalorimeter. Kalorimeter bekerja berdasarkan
asas-asas Black.
(Ruwanto, 2007).
- Timbangan Digital
Timbangan
digital berfungsi untuk membantu mengukur berat serta cara kalkulasi fecare
otomatis harganya dengan harga dasar satuan banyak kurang.
(Mansur, 2010).
Cara
kerja timbangan digital hanya bisa mengeluarkan label, ada juga yang hanya
timbul ditampilkan layar LCDnya (Mansur, 2010).
Kita
mengenal timbangan digital sebagai alat ukur untuk satuan berat. Dibandingkan
dengan timbangan jaman dulu yang masih menggunakan timbangan analog atau
manual, timbangan digital memiliki fungsi lebih sebagai alat ukur, diantaranya
timbangan digital lebih akurat, presisi, akuntable (bisa menyimpan hasil dari
setiap penimbangan) (Timbangandigital, 2010).
- Manfaat di Bidang Perikanan
Menurut
Metana (2010), manfaat kalor jenis di bidang perikanan adalah:
- Teknik refrigerasi
Teknik pendinginan untuk produk
hasil perikanan
- Pemilihan logam untuk pembuatan kapal
- Pengasapan ikan
Dalam
bidang perikanan, kalor jenis bermanfaat pada proses pengeringan ikan.
Prosesnya melalui tahap penguapan air. Tahap ini dilakukan dengan cara
menurunkan kelembaban nisbi udara dengan mengalirkan udara panas di sekeliling
bahan, sehingga uap air bahan lebih besar daripada tekanan uap air bahan ke
udara. Faktor utama yang mempengaruhi kecepatan pengeringan dari suatu bahan
pangan adalah sifat fisik dan sifat kimia bahan. Sifat fisik dan kimia bahan
meliputi bentuk, ukuran, kalor jenis, komposisi dan kadar airnya (Javanesa,
2010).
- METODOLOGI
- Alat dan Fungsi
Alat
yang digunakan dalam praktikum ini adalah:
- Kalorimeter : untuk mengukur besar-kecilnya kalor jenis pada su-atu benda
- Ketel uap : digunakan untuk memanaskan air
- Termometer : digunakan untuk mengukur suhu
- Stopwatch : digunakan untuk menghitung waktu pada saat pengukuran suhu
- Timbangan digital : digunakan untuk menimbang massa benda dengan ketelitian 10-2 gram
- Nampan : sebagai tempat alat dan bahan
- Pinset : digunakan untuk memindahkan aluminium dan ka-ca dari ketel uap ke kalorimeter
- Mistar : digunakan untuk mengukur panjang atau tinggi ka-lorimeter
- Bahan dan Fungsi
Bahan
yang digunakan dalam praktikum ini adalah:
- Alumunium : sebagai benda yang diukur kalor jenisnya
- Kaca : sebagai benda yang diukur kalor jenisnya
- Tissue : digunakan untuk membersihkan alat praktikum
- Air : sebagai media perambatan kalor
- Skema Kerja
- Alumunium
Disiapkan
alat dan bahan
Ditimbang
kalorimeter kosong tanpa wadah dengan timbangan digital
Diisi
kalorimeter dengan air sebanyak 15 bagian dari kalorimeter
Ditimbang
alumunium
Dimasukkan
air secukupnya ke dalam ketel uap lalu dipanaskan dan dimasukkan alumunium
Diamati
suhu air dalam kalorimeter dengan termometer dan digunakan sebagai T1
Dimasukkan
alumunium panas ke dalam kalorimeter sambil digojog
Dihidupkan
stopwatch
Diamati
suhu dalam kalorimeter dengan termometer selama 30 detik pertama (T2)
dan 30 detik kedua (T3)
Hasil
- Kaca
Disiapkan
alat dan bahan
Ditimbang
kalorimeter kosong tanpa wadah dengan timbangan digital
Diisi
kalorimeter dengan air sebanyak 15 bagian dari kalorimeter
Ditimbang
kaca
Dimasukkan
air secukupnya ke dalam ketel uap lalu dipanaskan dan dimasukkan kaca
Diamati
suhu air dalam kalorimeter dengan termometer dan digunakan sebagai T1
Dimasukkan
kaca panas ke dalam kalorimeter sambil digojog
Dihidupkan
stopwatch
Diamati
suhu dalam kalorimeter dengan termometer selama 30 detik pertama (T2)
dan 30 detik kedua (T3)
Hasil
PEMBAHASAN
- Analisa Prosedur
Sebelum
melaksanakan praktikum Fisika Dasar tentang Kalor Jenis, hal yang dilakukan
adalah menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan. Alat yang dibutuhkan dalam
praktikum ini antara lain, kalorimeter yang digunakan untuk mengukur besar
kecilnya kalor jenis suatu benda; ketel uap untuk memanaskan air; termometer
yang berfungsi untuk mengukur suhu; stopwatch digunakan untuk menghitung waktu
pada saat pengukuran suhu; timbangan digital untuk menimbang massa benda dengan
ketelitian 10-2 gram; pinset untuk mengambil dan memindahkan kaca
dan alumunium dari ketel uap ke kalorimeter; dan nampan sebagai tempat alat dan
bahan. Selanjutnya bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah kaca dan
alumunium, dalam hal ini digunakan sebagai bahan yang diukur kalor jenisnya;
tissue yang digunakan untuk membersihkan peralatan yang telah digunakan; dan
air sebagai media perambatan kalor.
Setelah
alat dan bahan siap, langkah pertama adalah menimbang massa kalorimeter kosong
menggunakan timbangan digital matter dan catat hasilnya. Kemudian kalorimeter
diisi dengan air sebanyak 15
bagian dan ditimbang massa kalorimeter dengan air dengan timbangan yang sama
dan dicatat hasilnya. Setelah itu alumunium ditimbang, lalu dimasukkan ke dalam
ketel uap dan dipanaskan. Kemudian diukur suhu air dalam kalorimeter untuk
digunakan sebagai T1. Diambil alumunium dengan pinset dan
dipindahkan ke dalam kalorimeter dan dinyalakan stopwatch serta air dalam
kalorimeter digojog-gojog. Setelah 30 detik pertama, amati perubahan suhu dalam
kalorimeter dan gunakan sebagai T2. Setelah 30 detik kedua, amati
perubahan suhunya untuk T3 dan catat hasilnya.
Pada
kaca prosedurnya sama, langkah pertama adalah menimbang massa kalorimeter
kosong menggunakan timbangan digital matter dan catat hasilnya. Kemudian
kalorimeter diisi dengan air sebanyak 15 bagian dan ditimbang massa
kalorimeter dengan air dengan timbangan yang sama dan dicatat hasilnya. Setelah
itu kaca ditimbang, lalu dimasukkan ke dalam ketel uap dan dipanaskan. Kemudian
diukur suhu air dalam kalorimeter untuk digunakan sebagai T1.
Diambil kaca dengan pinset dan dipindahkan ke dalam kalorimeter dan dinyalakan
stopwatch serta air dalam kalorimeter digojog-gojog. Setelah 30 detik pertama,
amati perubahan suhu dalam kalorimeter dan gunakan sebagai T2.
Setelah 30 detik kedua, amati perubahan suhunya untuk T3 dan catat
hasilnya.
- Analisa Hasil
Dari
praktikum Fisika Dasar tentang kalor jenis didapatkan hasil bahwa:
- Alumunium
No
|
T1 (0C)
|
T2 (0C)
|
T3 (0C)
|
1
|
27
|
29
|
28,5
|
Diketahui :
- Berat Kalorimeter Kosong (k) : 96,26 gr
- Berat Kalorimeter + Air : 148,87 gr
- Berat Air : 52,61 gr
- Berat Alumunium : 0,61 gr
Ditanya : Calumunium . .
. ?
Jawab : Calumunium =
A (T3- T2)B T1- T3+ k ( T3- T2 )
Jadi
kalor jenis alumunium adalah 0,536 kal/gr0C
- Kaca
No
|
T1 (0C)
|
T2 (0C)
|
T3 (0C)
|
1
|
27
|
28
|
27
|
Diketahui :
- Berat Kalorimeter Kosong (k) : 67 gr
- Berat Kalorimeter + Air : 154,7 gr
- Berat Air : 87,7 gr
- Berat Kaca : 3,2 gr
Ditanya : Ckaca . . . ?
Jawab : Ckaca
= A (T3- T2)B T1- T3+ k ( T3- T2 )
=
87 27 – 28 3,2 27 – 27 + 67 27 – 28
=
- 87,7- 67
=
1,3 kal/gram0C
Jadi
kalor jenis kaca adalah 1,3 kal/gram0C.
Dari
hasil praktikum dan analisa hasil, didapatkan bahwa kalor jenis alumunium
adalah 0,53 kal/gr0C dan kalor jenis kaca adalah 1,3 kal/gr0C.
Jenis Benda
|
Kalor Jenis (c)
|
|
J/kg C0
|
kkal/kg C0
|
|
Air
|
4180
|
1,00
|
Alkohol (ethyl)
|
2400
|
0,57
|
Es
|
2100
|
0,50
|
Kayu
|
1700
|
0,40
|
Alumunium
|
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
|
(Gurumuda, 2009)
Dari
analisa hasil yang telah didapatkan, kalor jenis kaca dan alumunium berbeda
dengan literatur, hal ini disebabkan karena kalor yang hilang pada alumunium
dan kaca yang dipanaskan. Terdapat perbedaan antara literatur dan hasil
praktikum karena perbedaan pengukuran suhu dan faktor-faktor eksternal maupun
internal yang dapat mempengaruhi besarnya suhu yang berakibat pada perhitungan
besarnya kalor jenis kaca dan alumunium.
- PENUTUP
- Kesimpulan
Dari
praktikum yang dilaksanakan, dapat disimpulkan:
- Kalor jenis adalah bilangan yang menunjukkan berapa kalori yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram benda.
- Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan.
- Termometer adalah suatu benda yang memiliki suhu sehingga setiap suhu dapat dinyatakan dalam suatu bilangan tertentu.
- Timbangan digital adalah suatu alat yang digunakan untuk menimbang alat dan bahan dengan ketelitian 10-2 gram
- Kalor jenis dapat dihitung dengan menggunakan rumus
Cg
= A
(T3- T2)B T1- T3+ k ( T3- T2 )
- Kalor jenis alumunium yang dihasilkan adalah 0,536 kal/gr0C.
- Kalor jenis kaca yang dihasilkan adalah 1,3 kal/gr0C.
- Saran
Dari
praktikum Fisika Dasar tentang Kalor Jenis disarankan agar praktikan sebelum
praktikum sebaiknya memahami konsep terlebih dahulu sehingga praktikum dapat
berjalan dengan lancar, dan untuk asisten praktikum hendaknya mendampingi
praktikan selama berlangsungnya praktikum.
Daftar Pustaka
Helman. 1991. Fisika Umum.
Jakarta: Erlangga
Irawati,
Ani. 2008. Fisika. Surabaya: Cipta Sikan Kentjana
Kamajaya.
2007. Cerdas Belajar Fisika. Bandung: Grafindo
Javanesa, Putra. 2010. Kalor Jenis. http://triosetyawan.blogspot.com/2010/kalor-jenis.htm diakses pada hari Minggu, tanggal
17 Oktober 2010, pukul 11.00 WIB
Kanginan,
Marthen. 2002. Fisika. Jakarta: Erlangga
Petrucci, Ralph H. 1987. Kimia
Dasar Prinsip dan Terapan Modern Jilid 2 Edisi 4. Jakarta: Erlangga
Susilo. 2010. Termodinamika.
Malang: Universitas Brawijaya
Sutrisno. Fisika Dasar Listrik:
Magnet dan Termodinamika. Bandung: ITB
Suwadi. 2008. Fisika.
Surabaya: Cipta Sikan Kentjana
Wikipedia. 2010. http://id.wikipedia.com/termometer diakses pada hari Kamis, tanggal 14
Oktober 2010, pukul 10.00 WIB
Zemansky, Mark W. 1962. Fisika
Untuk Universitas 2. Jakarta: Yayasan Dana Buku Indonesia
2 komentar:
Thanks:)
terimakasih. blog anda sangat membantu saya sekali
Posting Komentar