ºÝºÝߣ

ºÝºÝߣShare a Scribd company logo
Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI

                                       6. Kalorimeter

A. Tujuan
Menentukan harga koefisien kalor jenis bahan kalorimeter dengan menggunakan metode
pendinginan Newton.

B. Alat dan Bahan
1. Set calorimeter lengkap pengaduk                                                        1 buah.
2. Ketel air (stenles)                                                                     1 buah
3 Pembakar (gas)                                                                           1 buah
4. Termometer ( 0-100) C                                                                   2 buah
5. Neraca Ohaus Tipe (..)                                                                  1 buah
6. Beacker glass 500 ml                                                                    1 buah
7. Statip dengan dudukannya                                                                1 set.
7. Kertas grafik ( milimeter books)                                                        1 lb
8. Air                                                                                     300 ml

C. Dasar teori
Apabila dua buah benda yang temperaturnya berbeda kita satukan maka akan terjadi proses
aliran kalor antar keduanya hingga keduanya mengalami kesetimbangan. Jika kita
beranggapan keduanya berada dalam sitem tertutup maka berlaku Azas Blak ; Ql =Qm.
Dalam proses pendinginan dapat kita lihat gambar 6.1, perbandingan harga
                               AB/BC = ( θA-θB)/(tC-tB),
jumlah panas yang hilang tiap satuan waktu dapat dinyatakan dengan :
                                 dQ                     dθ
                                    = kS ( ∆θ ) = − mc ( )                       ............. (6.1)
                                 dT                     dt
Untuk membangun sitem tertutup bukan hal yang mudah, metode Pendinginan Newton
secara teori mengantisipasi hal ini dengan memperhitungkan jumlah kalor yang hilang ketika
kedua sistem akan mencapai temperatur tertinggi dan jumlah kalor yang hilang selama kedua
sistem menuju kesetimbangan. Perhatikan gambar 6.2 dibawah ini :
                                         Temp                             p
   Temp                                    θC
                                                                                                  q
                                                                     C
        A                                                                            L


        B             C
                              waktu
                                                        A1               A2
   Gambar 6.1 grafik T =f(t)


                                           θR    O                   P               Q
                                                                                             waktu
   Gambar 6.2. Koreksi pendinginan
                                                                t1              t2
Praktikum Fisika dasar I , Semester Genap 2007/2008                                                    24
Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI
Kurva putus-putus menggambarkan jika selama pemanasan tidak ada panas yang hilang,
dimana ‘p’ adalah faktor koreksi selama kedua sistem mengalami pemanasan, ‘q’adalah
faktor koreksi selama sistem menuju setimbang (L) . Disisi lain jumlah panas yang hilang
dapat dinyatakan untuk kurva grafik OC
                                 t 1a                        t 1a

                          Q1 =    ∫ KS (θ − θ R )dt = KS ∫ (θ − θ R )dt
                                  o                           o

                              = KSA1 = ( m1c + m 2c + C ) p                      …………(6.2)

Dan untuk kurva grafik CL, panas yang hilang dinyatakan dengan
                                 t 2a                        t 2ta

                          Q2 =     ∫ KS (θ − θ l )dt = KS
                                  t1
                                                              ∫ (θ − θ )dt
                                                              t1
                                                                      l


                              = KSA2 = ( m1c + m 2c + C ) q                       ………..(6.3)

Untuk sistem yang sama dalam waktu yang sama akan mengalami kelingan jumlah panas
yang sama, sehingga Q1=Q2, dengan demikian :
                                             A
                                        p=q 1                    ………..(6.4)
                                             A2




                                       Gambar 3
                              Set eksperimen Kalorimeter.
D. Prosedur :
   1. Timbang massa dan pengaduk kalorimeter, catat sebagai m1.
   2. Isi kalorimeter dengan air kira-kira 1/3 volume kalorimeter, timbang massanya m2,
        massa air dingin menjadi md = m2-m1.
   3. Panaskan air sebanyak 300 ml, hingga temperatur di atas 70oC, catat temperaturnya,
        masukan dalam sistem kalorimeter yang berisi air dingin sambil menyalakan
        stopwach.
Praktikum Fisika dasar I , Semester Genap 2007/2008                                  25
Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI
   4.   Catat perubahan temperatur tiap selang 3 menit hingga kedua sistem berada dalam
        kondisi setimbang.
   5.   Setelah sistem telah setimbang, timbang massanya m3, massa air panas menjadi
        mp=m3-m2.
   6.   Buatlah grafik temperatur sebagai fungsi wktu dalam kertas berpetak yang telah
        disediakan.
   7.   Hitung luas kurva untuk kurva pemanasan, dan untuk kurva pendinginan, tentukan
        harga q.
   8.   Berdasarkan hasil perhitungkan tentukan harga faktor koreksi p.
   9.   Harga ini akan memberikan harga kapasitas kalor kalorimeter, bandingkan dengan
        harga literatur, sehingga anda dapat menentukan terbuat dari bahan apakah
        kalorimeter yang anda pergunakan dalam eksperimen ini.

E. Tugas awal.
  1. Dengan memperhatikan sistem interaksi termal dalam rancangan eksperimen.
       Tentukanlah persamaan jumlah kalor yang diberikan dan jumlah kalor yang diterima
       oleh kedua sistem jika tidak ada panas yang hilang!
  2. Jika kita membayangkan ada sejumlah panas yang hilang selama proses pemanasan
       pada sistem yang memiliki temperatur yang rendah, tentukanlah persamaan untuk
       menggambarkan jumlah kalor yang diberikan dan jumlah kalor yang diterima oleh
       kedua sistem!
  3. Berdasarkan jawaban no2. Turunkan persamaan untuk menentukan harga capasitas
       kalor kalorimeter, dan tunjukkan variabel apa saja yang harus diketahui agar nilai
       capasitas kalor kalorimeter ini dapat dihitung nilainya!
  4. Berdasarkan soal no 3 bagaimana cara anda mendapatkan variabel-variabel tersebut !
  5.
  6. Berdasarkan pemahaman anda tentang azaz blak dan adanya panas yang hilang,
       buatlah persamaan yang menggambarkan perpindahan kalor dalam sistem ini ( azas
       blak).
  7. Dari persamaan ( jawaban 1), bagaimanakah anda menentukan harga kapasitas jenis
       dan bahan kalorimeter?

  Panduan penyelesaian analisis data.
  1. Lakukanlah eksperimen ini dengan sungguh-sungguh, pergunakan loop untuk
       mengamati prilaku temperatur, catat dalam waktu yang bersamaan antara temperatur
       dan waktu pengamatan.
  2. Plot dalam grafik milimeterblok, hitung secara manual luas daerah di bawah grafik.
  3. Lakukan perhitungan langsung dan bandingkan dengan harga literatur, kemukakan
       hal-hal yang dirasakan sulit untuk didiskusikan dengan dosen/sisten.

E. Pustaka
Nelkon & Parker, 1975, Advanced Level Physic, thrid edition with SI , Heinemann
Educational Books, London, (pp 201-205).




Praktikum Fisika dasar I , Semester Genap 2007/2008                                               26

More Related Content

6 kalorimeter

  • 1. Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI 6. Kalorimeter A. Tujuan Menentukan harga koefisien kalor jenis bahan kalorimeter dengan menggunakan metode pendinginan Newton. B. Alat dan Bahan 1. Set calorimeter lengkap pengaduk 1 buah. 2. Ketel air (stenles) 1 buah 3 Pembakar (gas) 1 buah 4. Termometer ( 0-100) C 2 buah 5. Neraca Ohaus Tipe (..) 1 buah 6. Beacker glass 500 ml 1 buah 7. Statip dengan dudukannya 1 set. 7. Kertas grafik ( milimeter books) 1 lb 8. Air 300 ml C. Dasar teori Apabila dua buah benda yang temperaturnya berbeda kita satukan maka akan terjadi proses aliran kalor antar keduanya hingga keduanya mengalami kesetimbangan. Jika kita beranggapan keduanya berada dalam sitem tertutup maka berlaku Azas Blak ; Ql =Qm. Dalam proses pendinginan dapat kita lihat gambar 6.1, perbandingan harga AB/BC = ( θA-θB)/(tC-tB), jumlah panas yang hilang tiap satuan waktu dapat dinyatakan dengan : dQ dθ = kS ( ∆θ ) = − mc ( ) ............. (6.1) dT dt Untuk membangun sitem tertutup bukan hal yang mudah, metode Pendinginan Newton secara teori mengantisipasi hal ini dengan memperhitungkan jumlah kalor yang hilang ketika kedua sistem akan mencapai temperatur tertinggi dan jumlah kalor yang hilang selama kedua sistem menuju kesetimbangan. Perhatikan gambar 6.2 dibawah ini : Temp p Temp θC q C A L B C waktu A1 A2 Gambar 6.1 grafik T =f(t) θR O P Q waktu Gambar 6.2. Koreksi pendinginan t1 t2 Praktikum Fisika dasar I , Semester Genap 2007/2008 24
  • 2. Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI Kurva putus-putus menggambarkan jika selama pemanasan tidak ada panas yang hilang, dimana ‘p’ adalah faktor koreksi selama kedua sistem mengalami pemanasan, ‘q’adalah faktor koreksi selama sistem menuju setimbang (L) . Disisi lain jumlah panas yang hilang dapat dinyatakan untuk kurva grafik OC t 1a t 1a Q1 = ∫ KS (θ − θ R )dt = KS ∫ (θ − θ R )dt o o = KSA1 = ( m1c + m 2c + C ) p …………(6.2) Dan untuk kurva grafik CL, panas yang hilang dinyatakan dengan t 2a t 2ta Q2 = ∫ KS (θ − θ l )dt = KS t1 ∫ (θ − θ )dt t1 l = KSA2 = ( m1c + m 2c + C ) q ………..(6.3) Untuk sistem yang sama dalam waktu yang sama akan mengalami kelingan jumlah panas yang sama, sehingga Q1=Q2, dengan demikian : A p=q 1 ………..(6.4) A2 Gambar 3 Set eksperimen Kalorimeter. D. Prosedur : 1. Timbang massa dan pengaduk kalorimeter, catat sebagai m1. 2. Isi kalorimeter dengan air kira-kira 1/3 volume kalorimeter, timbang massanya m2, massa air dingin menjadi md = m2-m1. 3. Panaskan air sebanyak 300 ml, hingga temperatur di atas 70oC, catat temperaturnya, masukan dalam sistem kalorimeter yang berisi air dingin sambil menyalakan stopwach. Praktikum Fisika dasar I , Semester Genap 2007/2008 25
  • 3. Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI 4. Catat perubahan temperatur tiap selang 3 menit hingga kedua sistem berada dalam kondisi setimbang. 5. Setelah sistem telah setimbang, timbang massanya m3, massa air panas menjadi mp=m3-m2. 6. Buatlah grafik temperatur sebagai fungsi wktu dalam kertas berpetak yang telah disediakan. 7. Hitung luas kurva untuk kurva pemanasan, dan untuk kurva pendinginan, tentukan harga q. 8. Berdasarkan hasil perhitungkan tentukan harga faktor koreksi p. 9. Harga ini akan memberikan harga kapasitas kalor kalorimeter, bandingkan dengan harga literatur, sehingga anda dapat menentukan terbuat dari bahan apakah kalorimeter yang anda pergunakan dalam eksperimen ini. E. Tugas awal. 1. Dengan memperhatikan sistem interaksi termal dalam rancangan eksperimen. Tentukanlah persamaan jumlah kalor yang diberikan dan jumlah kalor yang diterima oleh kedua sistem jika tidak ada panas yang hilang! 2. Jika kita membayangkan ada sejumlah panas yang hilang selama proses pemanasan pada sistem yang memiliki temperatur yang rendah, tentukanlah persamaan untuk menggambarkan jumlah kalor yang diberikan dan jumlah kalor yang diterima oleh kedua sistem! 3. Berdasarkan jawaban no2. Turunkan persamaan untuk menentukan harga capasitas kalor kalorimeter, dan tunjukkan variabel apa saja yang harus diketahui agar nilai capasitas kalor kalorimeter ini dapat dihitung nilainya! 4. Berdasarkan soal no 3 bagaimana cara anda mendapatkan variabel-variabel tersebut ! 5. 6. Berdasarkan pemahaman anda tentang azaz blak dan adanya panas yang hilang, buatlah persamaan yang menggambarkan perpindahan kalor dalam sistem ini ( azas blak). 7. Dari persamaan ( jawaban 1), bagaimanakah anda menentukan harga kapasitas jenis dan bahan kalorimeter? Panduan penyelesaian analisis data. 1. Lakukanlah eksperimen ini dengan sungguh-sungguh, pergunakan loop untuk mengamati prilaku temperatur, catat dalam waktu yang bersamaan antara temperatur dan waktu pengamatan. 2. Plot dalam grafik milimeterblok, hitung secara manual luas daerah di bawah grafik. 3. Lakukan perhitungan langsung dan bandingkan dengan harga literatur, kemukakan hal-hal yang dirasakan sulit untuk didiskusikan dengan dosen/sisten. E. Pustaka Nelkon & Parker, 1975, Advanced Level Physic, thrid edition with SI , Heinemann Educational Books, London, (pp 201-205). Praktikum Fisika dasar I , Semester Genap 2007/2008 26