1. Tujuan 1. Menentukan kapasitas kalor kalorimeter. 2. Menentukan kalor jenis zat padat. 3. Menentukan kalor lebur es.

Transkripsi

1 6. KALORIMETER. Tujuan. Menentukan kapasitas kalor kalorimeter. 2. Menentukan kalor jenis zat padat.. Menentukan kalor lebur es. 2. Alat dan Bahan. Neraca [Ohauss, triple beam, am,, am] buah 2. Kalorimeter [bejana, pengaduk, tutup dan jaket] buah. Termometer [- - ] o C 2 buah 5. Becker glass 6 ml buah 6. Pemanas bunsen buah 7. Kasa buah 8. Lup buah 9. Statip dengan batangnya dan penjepit set. Gelas Staenless dengan penutup buah. Benang untuk mengikat secukupnya. 2. bahan-bahan [ zat padat, air dan es]. Lap Meja buah. Teori Dasar Bila dua buah benda yang suhunya berbeda digabungkan, maka akan terjadi perpindahan kalor dari benda yang bersuhu lebih tinggi kepada benda yang bersuhu lebih rendah. Menurut azas Black, jumlah kalor yang dilepaskan oleh benda yang bersuhu lebih tinggi kepada benda yang bersuhu lebih rendah sama dengan jumlah kalor yang diserap oleh benda yang bersuhu lebih rendah dari benda yang bersuhu lebih tinggi tersebut. Q i = Q o..(6.) Dengan; Q i : jumlah kalor yang dilepas oleh benda yang bertemperatur lebih tinggi Q o : jumlah kalor yang diterima oleh benda yang bertemperatur lebih rendah. Bila kalor yang diserap atau dilepaskan oleh sebuah benda hanya menyebabkan perubahan suhu benda itu, maka jumlah kalor tersebut adalah Q = m.c. t... (6.2) dengan : Q = jumlah kalor ( kalori )

2 m = massa benda ( am ) c = kalor jenis ( kalori/. o C ) t = perubahan suhu ( o C ) Bila kalor yang diserap atau dilepaskan oleh sebuah benda hanya menyebabkan perubahan wujud benda itu, maka jumlah kalor itu adalah Q = m. L... (6.) dengan L (kalori/am) adalah kalor laten perubahan wujud tersebut. Termometer Pengaduk Tutup Plastik Kalorimeter Air Penyekat Gabus Dengan menggunakan sebuah kalorimeter yang dicari terlebih dahulu kapasitas kalornya, dalam percobaan ini akan ditentukan kalor jenis kalor zat padat dan kalor lebur es. Gambar 6.. Penampang irisan vertikal kalorimeter. 4. Prosedur Percobaan : Menentukan Kapasitas Kalor Kalorimeter. Ukur dan catat massa kalorimeter beserta pengaduknya (catat sebagai m ). Perhatikan ketika setiap akan melakukan pengukuran, teliti harga skala nol pada alat ukur yang akan dipergunakan. 2. Isi / volume kalorimeter dengan air, ukur dan catat massa kalorimeter dengan air (catat sebagai m 2 ) serta suhu kalorimeter beserta air didalamnya (catat sebagai t d ).. Isi gelas staenless dengan air sekitar / volumenya, panaskan air tersebut hingga suhu di atas 75 C, catat suhu air panas sebagai t p. 4. Dengan menggunakan pemegang gelas staenless masukkan air panas ke dalam kalorimeter berisi air tadi dengan cepat dan hati-hati.

3 5. Aduk pelan-pelan dan perhatikan kenaikkan suhu pada kalorimeter, jika dalam waktu yang relatif lama tidak terdapat kenaikkan suhu, catat suhu dalam keadaan ini (yang kita namakan sebagai suhu keseimbangan t s ). 6. Ukur dan catat massa kalorimeter beserta isinya (catat sebagai m ). 7. Ulangi langkah hingga 6 sebanyak kali! 8. Bersihkan semua alat yang telah digunakan! Percobaan 2: Menentukan Kalor Jenis Zat Padat. Ukur dan catat massa kalorimeter beserta pengaduknya (catat sebagai m ). Perhatikan ketika setiap akan melakukan pengukuran, teliti harga skala nol pada alat ukur yang akan dipergunakan. 2. Isi / volume kalorimeter dengan air, ukur dan catat massa kalorimeter dengan air (catat sebagai m 2 ) serta suhu kalorimeter beserta air didalamnya (catat sebagai t d ).. Masukkan zat padat ke dalam gelas staenless yang berisi air lalu panaskan sampai suhunya di atas 7 C. Ukur dan catat suhu zat padat tersebut (catat sebagai t p ). 4. Dengan menggunakan benang yang sudah diikatkan pada zat padat, pindahkanlah zat padat tersebut secara cepat dan hati-hati ke dalam kalorimeter yang berisi air tadi, lalu aduk perlahan-lahan dan catat suhu kesetimbangannya (t s ). 5. Ukur dan catat massa kalorimeter beserta isinya ( m ) 6. Ulangi langkah hingga 5 sebanyak kali! 7. Bersihkan semua alat yang telah dipergunakan. Percobaan : Menentukan Kalor Lebur Es. Ukur dan catat massa kalorimeter beserta pengaduknya (catat sebagai m ). Perhatikan ketika setiap akan melakukan pengukuran, teliti harga skala nol pada alat ukur yang akan dipergunakan. 2. Isi kalorimeter dengan air sekitar 5 ml, ukur dan catat massa kalorimeter dangan air (catat sebagai m 2 ) serta suhu kalorimeter beserta air didalamnya (catat sebagai t a ).. Ambil potongan es, ukur suhunya dan masukkan ke dalam kalorimeter. Aduk pelanpelan sampai semua es melebur dan sistem mencapai suhu kesetimbangannya, lalu catat suhu kesetimbangannya (t s ).

4 4. Ukur dan catat massa kalorimeter itu beserta isinya (catat sebagai m ). 5. Ulangi langkah hingga 4 sebanyak kali! 6. Bersihkan semua alat yang telah dipergunakan. 5. Tugas Tugas Sebelum Percobaan. Kentang yang dibungkus dengan aluminium foil dipanggang dalam oven, kentang dikeluarkan kemudian dipisahkan dari aluminium foil. Aluminium foil lebih cepat dingin dibandingkan dengan kentang, mengapa demikian? 2. Dengan memperhatikan prosedur percobaan, Rumuskan persamaan untuk menentukan harga kapasitas kalor kalorimeter!. Dengan memperhatikan prosedur percobaan 2, tentukan persamaan untuk menentukan nilai kalor jenis logam! 4. Prediksikan harga t setimbang! Jika m =, m 2 = 5, t d = 25 C, t p = 75 C dan m = 2, untuk kalorimeter yang terbuat dari tembaga. 5. Berdasarkan prosedur, informasi apa saja yang dapat anda peroleh untuk menghitung kalor lebur es? bagaimanakah caranya anda menentukan harga kalor lebur es tersebut? 6. Berdasarkan pemahaman prosedur buatlah tabel data pengamatan dan tuliskan teori pengolahan data yang akan Anda gunakan! 7. Dua buah bejana yang sama masing-masing memanaskan air sebanyak 2 kg hingga suhunya 7. Pada bejana pertama dimasukan lempeng aluminium, dan bejana kedua dimasukan lempeng tembaga yang massanya sama kg dan suhunya 25. Manakah dari kedua air dalam bejana tersebut yang suhu setimbangnya lebih besar?mengapa demikian? (kalor jenis Al =,9 kj/kg dan Kalor jenis Cu =,86 kj/kg 8. Berdasarkan pemahaman prosedur, rancanglah pengolahan data yang akan anda lakukan

5 Tugas Setelah Percobaan. Berdasarkan data percobaan pertama, hitung kapasitas kalor kalorimeter yang dipergunakan! 2. Dengan hasil yang diperoleh (pada soal a), dari bahan apakah kalorimeter itu dibuat!. Berdasarkan data percobaan kedua dan harga kapasitas panas kalorimeter (dari percobaan pertama), hitunglah kalor jenis zat padat yang anda selidiki! 4. Dengan hasil yang anda peroleh (pada soal b), terbuat dari bahan apakah zat padat yang telah anda selidiki! 5. Berdasarkan data percobaan ketiga dan harga kapasitas panas kalorimeter (percobaan pertama), hitunglah kalor lebur es!. 6. Daftar Pustaka Halliday & Resnick, 978, Fisika,Edisi ketiga, jilid Ph.D), hal 72-7, Erlangga, Jakarta. ( Terjemahan Pantur Silaban 7. Jawaban Tugas Awal. Kentang yang di bungkus oleh aluminium foil di panggang dalam oven, kentang di keluarkan dan dilepas. Aluminium foil menjadi lebih cepat dingin di bandingkan dengan kentang. Hal ini berhubungan dengan kapasitas panas dari aluminium foil itu sendiri. Kapasitas panas aluminium foil lebih kecil di bandingkan dengan kapasitas panas kentang. Maka dari itu, energi panas yang dibutuhkan aluminium untuk menaikan suhu satu derajat tidak membutuhkan waktu yang lama. Sedangkan kentang sendiri membutuhkan energi panas dengan waktu yang lebih lama dari aluminium untuk menaikan suhu satu derajat. 2. persamaan untuk menentukan harga kapasitas kalor kalorimeter! = + =. +.. = =.. =..... persamaan untuk menentukan nilai kalor jenis logam!

6 = + =. +.. = =.. = Dik : = =, =5 =,5 =25 =298 =75 =48 =2 =,2 =,86 / Dit :, suhu setimbang? Jawab : = = +.. = =. +.. =,86,5=4,8,5 48,5 298 =47, Berdasarkan informasi prosedur percobaan, dapat diperoleh informasi sebagai berikut : a) = massa kalorimeter beserta pengaduknya b) = massa kalorimeter beserta air c) = massa kalorimeter beserta isinya (massa akhir) d) = suhu kalorimeter beserta air e) = suhu kesetimbangan f) = suhu es Agar harga kalor lebur es dapat di tentukan, kita harus mengingat kembali azas Black. = =

7 = [ ] 6. Tabel data percobaan : mencari kapasitas panas kalorimeter No. M ± M 2 ± M ± T p ± t d ± T s ± 2 Tabel data percobaan 2 : mencari kalor jenis zat padat No. M ± M 2 ± M ± T p ± t d ± T s ± 2 Tabel data percobaan : mencari kslor lebur es No. M ± M 2 ± M ± T p ± t d ± T es ± 2 Teori mengolahan data yang akan di gunakan adalah teori statistika. Melalui teori ini, kita dapat mencari besar penyimpangan kesalahan dengan menggunakan rumus simpangan baku. 7. Dik : =2 = =7 =25 =2 =,2 =,86 / =,9 / Dit :, suhu setimbang? Jawab : =. =. 7 = 25 7 = = + = Untuk aluminium

8 Untuk tembaga = = = 65, = 68,2 8. Table pengolahan Data Percobaan No m ±.5 m2 ±.5 m ±.5 td ±.5 tp ±.5 ts ±.5 m- m2 () m2- m () tpts ( tstd ( (m- m2)(tpts) ( (m2- m)(tstd) ( c kal (kal/ Ckal (kal/mol Percobaan 2 No m ±.5 m2 ±.5 m ±.5 td ±.5 tp ±.5 ts ±.5 m- m2 () m2- m () tp-ts ( ts-td ( (m- m2)(tpts) ( c zat padat (kal/ Percobaan No m ±.5 m2 ±.5 m ±.5 ta ±.5 t es ±.5 ts ±.5 m2- m () m- m2 () ts - t es ta-ts ( L es (kal/)

9 8. Tabel Pengolahan Data Eksperimen N o 2 m ±.5,5,5,5 m2 ±.5 29,7 28,8 29,6 m ±.5 4,6 4,9 4,5 td ±.5 27, 26, 27, tp ±.5 8, 84, 8, ts ±.5 58, 58, 57, m- m2 (),9 2,,9 m2- m () 98,2 97, 98, tp-ts ( 25, 26, 24, ts-td (, 2,, (m- m2)(tp -ts)( 297,5 44,6 2,6 (m2- m)(ts -td)( 44,2,6 294, c kal (kal/,7,9,8 Ckal (kal/ mol 4,65 5,7 5,7 5,68 Ckal (kal/mol,5 Eksperimen 2 N o 2 m ±.5,,4,4 m2 ±.5 25,5 25, 224,4 m ±.5 5,8 5,6 25, td ±.5 28, 27, 27, tp ±.5 9, 87, 88, ts ±.5 2,,, m-m2 (),,5,7 m2-m () 94,4 4,7, tp-ts ( 58, 56, 57, ts-td ( 4, 4, 4, (m- m2)(tpts) ( 587,4 5628, 579,9 c zat padat (kal/ ),68,,86,85 c zat padat (kal/,6 Eksperimen No m ±.5 m2 ±.5 m ±.5 ta ±.5 ts ±.5 tes ±.5 m2-m m-m2 L es ta-ts ( () () (kkal/kg),6 2, 24, 26, 5, 2,4 8,, 67,74 2,6 258,5 276,2 27, 4, 46,9 7,7, 8,282, 252, 268,5 27, 4, 4,7 6,5, 8,94,655 L es (kkal/kg),72 9. Analisis Data Dari hasil eksperimen yang pertama didapat nilai kapasitas kalor kalorimeter sebesar 5,68±,5 kal/mol dengan persentasi kesalahan sebesar, %= %=,255%, karena. nilai kapasitas kalor yang didapat mendekati nilai kapasitas kalor tembaga sebesar

10 5.85 kal/mol maka eksperimen ini memiliki presisi kesalahan dari literatur... %=.658%. Dari hasil eksperimen yang kedua didapat kalor jenis dari zat padat yang dimasukan kedalam zat cair sebesar,85±.6 kal/ dengan persentasi kesalahan sebesar. %= %=8,82%. dan presisi kesalahan dari literatur.. %=7,68%. Dari hasil eksperimen ketiga didapat kalor laten atau kalor lebur es sebesar,655±,72 kal C/g dengan persentasi kesalahan sebesar, %= %=24,8%, dan presisi kesalahan dari literatur,, %=65,22%, Munculnya persentasi kesalahan dan presisi kesalahan dari literatur kemungkinan diakibatkan adanya beberapa factor, diantaranya:. Keadaan lingkungan yang berubah dengan adanya kenaikan suhu dan tekanan di lingkungan. 2. Pada saat mengukur massa baik itu m,m2 maupun m neraca ohaus pada saat tepat akan digunakan tidak tepat pada skala nol.. Pengukuran suhu awal air pada kalorimeter yang kurang akurat. 4. Ketika pencampuran air panas pada percobaan pertama ada kalor yang lepas. 5. Suhu yang terlihat ketika air panas pada percobaan pertama itu di campurkan ke dalam kalorimeter kurang tepat. 6. Pengadukan saat peleburan es terlalu kuat sehingga menghasilkan kalor. 7. Penggunaan kalorimeter yang berulang berakibat pada pengukuran suhu yang kurang akurat. 8. Terburu-buru saat eksperimen 9. Menutup kalorimeter yang kurang rapat memungkinkan ada kalor yang lepas.

11 . Kesimpulaln Kapasitas kalor kalorimeter yang didapat dari eksperimen pertama sebesar 5,68±,5 kal/mol. Nilai tersebut mendekati nilai kapasitas kalor tembaga sebesar 5.85 kal/mol. Sehingga pada eksperimen pertama ini memiliki persentase kesalahan,255% dan presisi kesalahan dari literatur sebesar.658%. Kalor jenis yang didapat dari eksperimen kedua sebesar,85±.6 kal/. Nilai ini mendekati nilai kalor jenis alumunium sebesar 2.5 kal/. Sehingga eksperimen ini memiliki persentase kesalahan sebesar 8,82% dan presisi kesalahan dari literatur sebesar 7,68%. Kalor lebur didapat dari eksperimen ketiga sebesar,655±,72 serta memiliki persentase kesalahan 24,8% dan presisi kesalahan dari literature sebesar 65,22%