BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak terlepas dari ilmu fisika, dimulai dari yang ada dari diri kita sendiri seperti gerak yang kita lakukan setiap saat, energi yang kita pergunakan setiap hari sampai pada sesuatu yang berada diluar diri kita, salah satu contohnya adalah pemindahan energi (kalor). Pada percobaan ini, kalor yang digunakan adalah perubahan kalor lebur es. 1.2 Pembatasan Masalah Sesuai dengan praktikum yang telah kami lakukan tentang kalorimeter maka kami hanya membatasi pada: Proses perhitungan melalui data yang kami peroleh. Proses atau cara kerja dari kalorimeter. 1.3 Tujuan Percobaan Berdasarkan permasalahan yang ada, maka tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan kesetaraan kalor lebur es. 1.4 Metodologi Metodologi adalah cara atau teknik yang digunakan seseorang dalam mencapai tujuan. Adapun dalam penyusunan laporan akhir ini, kami menggunakan beberapa metode, metode tersebut antara lain: 1.4.1 Metodologi Langsung metode langsung yang kami lakukan yaitu dengan melakukan praktikum langsung di laboratorium fisika dasar dengan menggunakan alat dan bahan
yang telah disediakan, untuk mendapatkan data-data untuk menghitung langsung kecepatan dan percepatan denan metode yang benar. 1.4.2 Metodologi Tak Langsung kami menggunakan buku sebagai refrensi dalam menulis laporan akhir ini. Dan kami juga mengambil beberapa ontoh data untuk menyesuaikan lagi dalam perhitungan hasil akhir. 1.5 Sistematika Dalam penyusunan laporan akhir ini, kami menggunakan sistematika sebagai berikut: KATA PENGANTAR DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Pembatasan Masalah 1.3 Tujuan Percobaan 1.4 Metodologi 1.4.1 Metodologi Langsung 1.4.2 Metodologi Tak Langsung 1.5 Sistematika BAB II KERANGKA TEORI 1.1 Teori 1.2 Hipotesis BAB III PELAKSANAAN DAN PENGOLAHAN DATA 3.1 Persiapan 3.1.1 Alat-alat 3.2 Pelaksanaan 3.2.1 ara Kerja
3.3 Pengolahan Data 3.3.1 Data Ruangan 3.3.2 Lembar Data 3.3.3 Data Hasil Pengamatan BAB IV PEMBAHASAN DAN HASIL BAB V 4.1 Kesimpulan 4.2 Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN LAPORAN PENDAHULUAN
BAB II KERANGKA TEORI 2.1 Teori Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat dalam suatu perubahan atau reaksi kimia. Pengukuran jumlah kalor reaksi yang diserap atau dilepaskan pada suatu reaksi kimia dengan eksperimen disebut kalorimetri. Dengan menggunakan hukum Hess, kalor reaksi suatu reaksi kimia dapat ditentukan berdasarkan data perubahan entalpi pembentukan standar, energi ikatan dan secara eksperimen. Proses dalam kalorimeter berlangsung secara adiabatik, yaitu tidak ada energi yang lepas atau masuk dari luar ke dalam kalorimeter. Kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu kalorimeter sebesar 1 0 pada air dengan massa 1 gram disebut tetapan kalorimetri. Dalam proses ini berlaku Azas Black yaitu: lepas terima air panas air dingin + kalorimeter m 1 c (T p T c ) m 2 c (T c T d ) + (T c T d ) Keterangan: m 1 massa air panas m 2 massa air dingin c kalor jenis air kapasitas kalorimeter T p suhu air panas Tc suhu air campuran T d suhu air dingin Sedang hubungan kuantitatif antara kalor dan bentuk lain energi disebut termodinamika. Termodinamika kimia dapat didefinisikan sebagai cabang kimia yang menangani hubungan kalor, kerja, dan bentuk lain energi dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan dalam perubahan keadaan.
Hukum pertama termodinamika menghubungkan perubahan energi dalam suatu proses termodinamika dengan jumlah kerja yang dilakukan pada sistem dan jumlah kalor yang dipindahkan kesistem. Hukum kedua termodinamika yaitu membahas tentang reaksi spontan dan tidak spontan. Proses spontan yaitu reaksi yang berlangsung tanpa pengaruh luar. Sedangakan reaksi tidak spontan tidak terjadi tanpa bantuan luar. Hukum ketiga termodinamika menyatakan bahwa entropi dari kristal sempurna murni pada suhu nol mutlak ialah nol. Kristal sempurna murni pada suhu nol mutlak menunjukkan keteraturan tertinggi yang dimungkinkan dalam sistem termodinamika. Jika suhu ditingkatkan sedikit diatas 0 K, entropi meningkat. Entropi mutlak selalu mempunyai nilai positif. Kalor reaksi dapat diperoleh dari hubungan massa zat (m), kalor jenis zat (c) dan perubahan suhu ( T), yang dinyatakan dengan persamaan berikut: m. c. T Ada dua jenis kalorimeter yaitu: 2. 1. 1. Kalorimeter bom Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O 2 berlebih) suatu senyawa, bahan makanan, bahan bakar. Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter), dan sampel akan terbakar oleh api listrik dari kawat logam terpasang dalam tabung. ontoh kalorimeter bom adalah kalorimeter makanan. Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanan karbohidrat, protein, atau lemak. Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan garis menengahnya kurang lebih 7,5 cm. Bagian dasarnya melengkung ke atas membentuk sebuah penyungkup. Penyungkup ini
disumbat dengan sebuah sumbat karet yang yang berlubang di bagian tengah. Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit yang bundar. Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk, yang tangkainya menembus tutup ebonit, juga terdapat sebuah pipa spiral dari tembaga. Ujung bawah pipa spiral itu menembus lubang sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah. Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang, tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam tabung kaca. Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah keping asbes dan ditahan oleh 3 buah keping. Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 9,5 cm. Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan. Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium. Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes. Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik. Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen. 2. 1. 2. Kalorimeter larutan Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan. Pada dasarnya, kalor yang dibebaskan/diserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter. Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut. Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran. Bentuk kalorimeter Beker aluminium dan gelas plastik jenis polistirin (busa) dapat digunakan sebagai kalorimeter sederhana dengan termometer sebagai pengaduk. Keuntungan menggunakan gelas plastik sebagai kalorimeter adalah murah harganya dan setelah dipakai dapat dibuang.
Kalorimeter yang biasa digunakan di laboratorium fisika sekolah berbentuk bejana biasanya silinder dan terbuat dari logam misalnya tembaga atau aluminium dengan ukuran 75 mm x 50 mm (garis tengah). Bejana ini dilengkapi dengan alat pengaduk dan diletakkan di dalam bejana yang lebih besar yang disebut mantel/jaket. Mantel/jaket tersebut berguna untuk mengurangi hilangnya kalor karena konveksi dan konduksi. 2.2 Hipotesis Sebelum melakukan percobaan ini, kami menduga untuk menentukan kalorimeter hanya membutuhkan massa jenis dari sebuah benda dan kenaikkan suhu dan tidak dipengaruhi faktor lainnya untuk mendapatkan hasil prosentase yang akurat.
BAB III PELAKSANAAN DAN PENGOLAHAN DATA 3.1 Persiapan 3.1.1 Alat-alat Dalam melakukan percobaan ini kami menggunakan peralatan sebagai berikut: 1. Kalorimeter 2. Termometer 3. Gelas ukur 4. Keping-keping es 5. Air 6. Timbangan 3.2 Pelaksanaan 3.2.2 ara Kerja 1. Menimbang kalorimeter kosong dan pengaduk 2. Mengisi kalorimeter dengan air ½ bagian, kemudian timbang lagi 3. Memasukkan kalorimeter kedalam selubung luarnya dan mencatat temperature mula-mula 4. Memasukkan potongan es kedalam kalorimeter kemudian tutup serta aduk 5. Mencatat temperatur kesetimbangannya 6. Menimbang kembali kalorimeter tersebut 3.3 Pengolahan Data 3.3.1 Data Ruangan Percobaan Suhu Kelembaban Sebelum 27 27 % Sesudah 27 27 %
3.3.2 Lembar Data Nama Praktikum : Kalorimeter Tanggal Percobaan : 16 Desember 2009 Nama Praktikan : 1. Dewi Ratna Ningsih 2. Dewi Sartikasari 3. Diki Triyana Solehudin 3.3.3 Data Hasil Pengamatan m kal 160.5 gr 0.1605 m air 310 gr 0.31 m air 0.31 0.1065 0.1495 m es 360.9 gr 0.3609 m es 0.3609 0.1495 0.2114 T 0 28 o T es 9 o T 1 4 o T 2 3 o T 3 2 o T 4 2 o T 5 2 o kal 900 J/ o air 4200 J/ o
Perhitungan Statistik Percobaan Kalorimeter Untuk T 1 T 5 kalori kalori 0 1 air 0 1 air es 1 es air 1 o o o o o 0.1605 900 J o 28 4 + 0.1495 28 4 4200 J o 0.2114 K1+ 0.2214 4200 J o 4 Lepas Terima m c T m c T m c T T + m T T c m K+ m c T 0.1605 21600 J + 15069.6 J 0. 2114 K 1+ 3551.52 J 0.1605 36669.6 0.2114 K+ 3551.52 J 36669.44 0.2114 K+ 3551.52 J 0.2114 K 3551.52 J+ 36669.44 1 0.2114 K1 40220.96 J 40220.96 J K1 0.2114 190259.98 J 1 1 Pembuktian:
kalori kalori 0 1 air 0 1 air es 1 es air 1 ( ) o o o o o 0.1605 900 J o 28 4 + 0.1495 28 4 4200 J o 0.2114 190259.98 J + 0.2214 4200 J o 4 Lepas Terima m c T m c T m c T T + m T T c m K+ m c T 0.1605 21600 J + 15 069.6 J 40220.96 J + 3551.52 J 0.1605 36669.6 36669.44 36669.44 36669.44 ( terbukti ) kalori kalori 0 2 air 0 2 air es 2 es air 2 o o o o o 0.1605 900 J o 28 3 + 0.1495 28 3 4200 J o 0.2114 K1+ 0.2214 4200 J o 3 Lepas Terima m c T m c T m c T T + m T T c m K + m c T 0.1605 22500 J + 15697.5 J 0. 2114 K 2+ 2663.64 J 0.1605 38197.5 0.2114 K + 26663.64 J 38197.34 0.2114 K + 2663.64 J 0.2114 K 2663.64 J+ 38197.34 2 0.2114 K2 40860.98 J 40860.98 J K2 0.2114 193287.51 J 2 2 Pembuktian:
kalori kalori 0 2 air 0 2 air es 2 es air 2 ( ) o o o o o 0.1605 900 J o 28 3 + 0.1495 28 3 4200 J o 0.2114 193287.51 J + 0.2214 4200 J o 3 Lepas Terima m c T m c T m c T T + m T T c m K+ m c T 0.1605 22500 J + 15 697.5 J 40860.98 J + 2663.64 J 0.1605 38197.5 38197.34 38197.34 38197.34 ( terbukti ) kalori kalori 0 3 air 0 3 air es 3 es air 3 o o o o o 0.1605 900 J o 28 2 + 0.1495 28 2 4200 J o 0.2114 K3+ 0.2214 4200 J o 2 Lepas Terima m c T m c T m c T T + m T T c m K+ m c T 0.1605 23400 J + 16325.4 J 0. 2114 K 3+ 1775.76 J 0.1605 39725.4 0.2114 K+ 1775.76 J 39725.24 0.2114 K+ 1775.76 J 0.2114 K 1775.76 J+ 39725.24 3 0.2114 K3 41501 J 41501 J K3 0.2114 196315.04 J 3 3
Pembuktian: kalori kalori 0 3 air 0 3 air es 3 es air 3 ( ) o o o o o 0.1605 900 J o 28 2 + 0.1495 28 2 4200 J o 0.2114 196315.04 J + 0.2214 4200 J o 2 Lepas Terima m c T m c T m c T T + m T T c m K+ m c T 0.1605 23400 J + 16 325.4 J 41500.999 J + 1775.76 J 0.1605 39725.4 39725.24 39725.24 39725.24 ( terbukti ) kalori kalori 0 4 air 0 4 air es 4 es air 4 o o o o o 0.1605 900 J o 28 2 + 0.1495 28 2 4200 J o 0.2114 K4+ 0.2214 4200 J o 2 Lepas Terima m c T m c T m c T T + m T T c m K + m c T 0.1605 23400 J + 16325.4 J 0. 2114 K 4+ 1775.76 J 0.1605 39725.4 0.2114 K + 1775.76 J 39725.24 0.2114 K + 1775.76 J 0.2114 K 1775.76 J+ 39725.24 4 0.2114 K4 41501 J 41501 J K4 0.2114 196315.04 J 4 4 Pembuktian:
kalori kalori 0 4 air 0 4 air es 4 es air 4 ( ) o o o o o 0.1605 900 J o 28 2 + 0.1495 28 2 4200 J o 0.2114 196315.04 J + 0.2214 4200 J o 2 Lepas Terima m c T m c T m c T T + m T T c m K+ m c T 0.1605 23400 J + 16 325.4 J 41500.999 J + 1775.76 J 0.1605 39725.4 39725.24 39725.24 39725.24 ( terbukti ) kalori kalori 0 5 air 0 5 air es 5 es air 5 o o o o o 0.1605 900 J o 28 2 + 0.1495 28 2 4200 J o 0.2114 K5+ 0.2214 4200 J o 2 Lepas Terima m c T m c T m c T T + m T T c m K+ m c T 0.1605 23400 J + 16325.4 J 0. 2114 K 5+ 1775.76 J 0.1605 39725.4 0.2114 K+ 1775.76 J 39725.24 0.2114 K+ 1775.76 J 0.2114 K 1775.76 J+ 39725.24 5 0.2114 K5 41501 J 41501 J K5 0.2114 196315.04 J 5 5
Pembuktian: kalori kalori 0 5 air 0 5 air es 5 es air 4 ( ) o o o o o 0.1605 900 J o 28 2 + 0.1495 28 2 4200 J o 0.2114 196315.04 J + 0.2214 4200 J o 2 Lepas Terima m c T m c T m c T T + m T T c m K+ m c T 0.1605 23400 J + 16 325.4 J 41500.999 J + 1775.76 J 0.1605 39725.4 39725.24 39725.24 39725.24 ( terbukti ) Χ -190259.98 4238.54-193287.51 1211.01-196315.04 1816.52-196315.04 1816.52-196315.04 1816.52-972492.61 10899.11 Χ X X
X Χn n 972492.61 5 194498.52 194498.52( kons tan ta) Χ Χ1 1 190259.98 194498.52 4238.54 Χ Χ 2 2 193287.51 194498.52 1211.01 Χ Χ 3 3 196315.04 194498.52 1816.52 Χ Χ 4 4 196315.04 194498.52 1816.52 Χ Χ 5 5 X X X X X 196315.04 194498.52 1816.52 Χ SR n 10899.11 5 2179.82 Χ Ka SR n 10899.11 5 2179.82 Ka Kr X 2179.82 194498.52 0.011 Kp Kr 100% 0.011 100% 1.1%
BAB IV Pembahasan Dan Hasil Tugas Akhir Pertanyaan : 1. Hitunglah harga air kalorimeter pada percobaan ini! Jawab: c 1 m T 36669.44 0.1495 28 4 36669.44 0.1495 24 36669.44 3.588 10220.02 J o o o ( ) c 2 m T 38197.34 0.1495 28 3 38197.34 0.1495 25 38197.34 3.738 10218.66 J o o o ( ) c 3 m T 39725.24 0.1495 28 2 39725.24 0.1495 26 39725.24 3.887 10220.03 J o o o ( ) c 4 m T 39725.24 0.1495 28 2 39725.24 0.1495 26 39725.24 3.887 10220.03 J o o o ( )
c 5 m T 39725.24 0.1495 28 2 39725.24 0.1495 26 39725.24 3.887 10220.03 J o o o ( ) 2. Hitunglah kalor lebur es dan bandingkan hasil saudara dengan literatur! Jawab: L es1 m 36669.44 J o 0.2114 173459.98 J o L es2 m 38197.34 J o 0.2114 180687.51J o L es3 m 39725.24 J o 0.2114 L es4 m 39725.24 J o 0.2114 187915.04 J o 187915.04 J o L es5 m 39725.24 J o 0.2114 187915.04 J o dalam melakukan percobaan ini terdapat perbedaan yang cukup signifikan dari literatur yang kami dapat. Faktor-faktor yang
menyebabakan perbedaan itu terjadi karena perbedaan situasi dan kondisi pada masing-masing percobaan. 3. Berikan analisa dan kesimpulan dari hasil percobaan, faktor-faktor apa saja yang memungkinkan perbedaan hasil pada percobaan! Jawab: Dari hasil yang kami peroleh kami dapat menyimpulkan bahwa dalam praktikum Kalorimeter ini berdasarkan atas Asas Black, dimana jika ada dua buah benda yang memiliki temperatur yang berbeda saling bersentuhan, maka akan terjadi perpindahan kalor dari benda yang mempunyai temperatur yng lebih tinggi ke benda yang temperaturnya lebih rendah. Dan dalam praktikum ini juga, harus benar-benar teliti baik saat menimbang kalorimeter ataupun saat membaca termometer. Karena itu semua sangat mempengaruhi hasil praktikum yang akan didapat. Faktor-faktor yang membedakan hasil percobaan adalah : Ketelitian kita saat menimbang, baik menimbang kalorimeter kosong dan pengaduk maupun kalorimeter yang sudah diisi. ara memegang termometer. Ketelitian saat membaca termometer. Kesigapan kita saat membaca termometer, kita harus langsung membaca termometer yang sudah diangkat dari kalorimeter, jika tidak maka suhu atau temperatur yang didapat pun kurang akurat. Pengadukan, karena jika kita mengaduknya tidak konstan maka akan mempengaruhi tenperatur tersebut.
BAB V PENUTUP 4.1 Kesimpulan Dari praktikum yang telah kami lakukan, kami dapat menyimpulkan bahwa dalam praktikum Kalorimeter ini berdasarkan atas Asas Black, dimana jika ada dua buah benda yang memiliki temperatur yang berbeda saling bersentuhan, maka akan terjadi perpindahan kalor dari benda yang mempunyai temperatur yng lebih tinggi ke benda yang temperaturnya lebih rendah. Dan dalam praktikum ini juga, harus benar-benar teliti baik saat menimbang kalorimeter ataupun saat membaca termometer. Karena itu semua sangat mempengaruhi hasil praktikum yang akan didapat. Faktor-faktor yang membedakan hasil percobaan adalah : Ketelitian kita saat menimbang, baik menimbang kalorimeter kosong dan pengaduk maupun kalorimeter yang sudah diisi. ara memegang termometer. Ketelitian saat membaca termometer. Kesigapan kita saat membaca termometer, kita harus langsung membaca termometer yang sudah diangkat dari kalorimeter, jika tidak maka suhu atau temperatur yang didapat pun kurang akurat. Pengadukan, karena jika kita mengaduknya tidak konstan maka akan mempengaruhi tenperatur tersebut.
4.2 Saran Dengan adanya laporan akhir ini, kami ingin menyampaikan bebrapa saran agar para praktikan dalam melakukan percobaan ini harus memperhatikan ketelitian waktu. Karena ketelitian dan kehati-hatianlah yang menentukan hasil yang sesuai dengan data yang kita peroleh. Begitu juga dengan pembimbing, agar dapat memberikan arahan yang benar-benar jelas dan melakukan praktikum sesuai dengan waktu yang telah ditetapkan.