1. A. Dasar Teori
Kalor adalah energy yang ditransfer dari suatu obyek kepada
obyek lain yang hanya disebabkan oleh perbedaan termperatur. Kalor
mengalir dari system bertemperatur tinggi menuju system yang
bertemperatur lebih rendah (Tim Fisika Dasar, 2008).
Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu
zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh
suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung
oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit
(Alljabbar, 2008).
Menurut Alljabbar (2008) kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis, yaitu:
Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu
Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten)
Kalor yang dibutuhkan oleh suatu benda, tergantung oleh tiga factor yaitu 1) massa zat, 2) jenis zat (kalor
jenis), dan 3) suhu. Sehingga secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut:
Q = m x c x (t2 t1)
Menurut Tim Fisika Dasar (2008), setiap zat memiliki perbedaan dalam jumlah kalor yang
diperlukan untuk menaikkan temperature pada jumlah massa yang dimiliki oleh zat itu. Perbandingan
banyaknya kalor yang diperlukan benda sehingga temperaturnya naik sebesar T dinamakan kapasitas kalor
(C) dari benda itu, yaitu:
C =
Berdasarkan persamaan di atas, maka kapasitas kalor bermakna tenaga dalam bentuk kalor yang
diberikan pada benda sehingga temperature benda naik 1o
C.
Hal yang lebih khusus mengarah pada karakteristik bahan pembentuk dinyatakan sebagai kalor jenis
zat. Kalor jenis (c) adalah kapasitas kalor per satuan massa benda, yaitu:
c =
Ketika dua bagian berbeda temperature dicampur dalm suatu system terisolasi, maka terjadi serah
terima kalor. Kalor mengalir dari bagian bertemperatur tinggi menuju bagian yang bertemperatur rendah.
Jika system berada dalam keadaan terisolasi sempurna, tidak terjadi aliran energy dari lingkungan menuju
system dan sebaliknya. Berdasarkan hukum kekekalan energy, kalor yang diterima oleh bagian yang
bertemperatur rendah. Ungkapan Azas Black menyatakan:
Kalor yang dilepas = kalor yang diserap
2. 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. (Petrucci,1987).
Bila kapasitas kalor dan calorimeter diketahui, maka calorimeter dapat digunakan untuk menentukan
kalor jenis suatu zat. Metode yang digunakan dikenal dengan metode pencampuran, yaitu benda yang ingin
diketahui kalor jenisnya dipanasi sampai temperature t2, kemudian dimasukkan dalam calorimeter berisi air
yang berada dalam kesetimbangan tenmperatur t1. Pencampuran dua system bertemperatur berbeda tersebut
akan menghasilkan kesetimbangan temperature ta (Tim Fisika Dasar, 2008).
Faktor terpenting yang harus diperhatikan dalam percobaan menggunakan calorimeter adalah
semaksimal mungkin system calorimeter berada dalam kondisi terisolasi dengan lingkungannya (tidak
terjadi pertukaran kalor antara calorimeter dengan lingkungannya). Dengan demikian, kalor yang dilepas
benda sama dengan kalor yang diterima oleh calorimeter dan air dingin.
B. Tujuan
1. Memperoleh penguatan pemahaman tentang kalor, kapasitas kalor zat dan kalor jenis zat
2. Menentukan kapasitas kalor calorimeter dan kalor jenis zat cair
3. Terampil menggunakan set kalorometer
C. Alat dan Bahan
Alat
1. Calorimeter
2. Pengaduk
3. Thermometer
4. Bejana pelindung
5. Beaker glass 50 ml
6. Pemanas spiritus
Bahan
1. Potongan batu es
2. Air
D. Langkah Kerja
Percobaan 1 (Menentukan Kapasitas Kalor Kalorimeter)
1. Menyiapkan alat dan bahan
2. Menimbang calorimeter kosong (m1)
3. Memasukkan air kran ke dalam set calorimeter
3. 4. Mengukur suhunya sebagai t1
5. Menimbang calorimeter yang berisi air kran (m2)
6. Merangkai satu set calorimeter yang terdiri atas bejana pelindung, thermometer, dan pengaduk
7. Mengukur suhu potongan batu es (t2)
8. Memasukkan potongan batu es ke dalam set calorimeter
9. Mengaduk potongan batu es di dalam set kaorimeter sampai mencair dan bercampur dengan air kran
10. Melepas rangkaian set kalorimeter
11. Menimbang kalorimeter yang berisi air kran dan potongan batu es (m3) dan mengukur suhunya (ta)
Percobaan 2 (Mengukur Kalor Jenis Air)
1. Menyiapkan alat dan bahan
2. Menimbang calorimeter kosong (m1)
3. Memasukkan air kran ke dalam set calorimeter
4. Mengukur suhunya sebagai t1
5. Menimbang calorimeter yang berisi air kran (m2)
6. Merangkai satu set calorimeter yang terdiri atas bejana pelindung, thermometer, dan pengaduk
7. Memanaskan 30 ml air kran yang dimasukkan ke dalam beaker glass 50 ml di atas pemanas spiritus
8. Mengukur suhu air panas (t2)
9. Memasukkan air panas ke dalam set calorimeter
10. Mengaduk air panas di dalam set kaorimeter sampai bercampur dengan air kran
11. Melepas rangkaian set kalorimeter
12. Menimbang kalorimeter yang berisi air kran dan air panas (m3) dan mengukur suhunya (ta)
E. Data Hasil Pengamatan
Percobaan 1 (Mengukur Kapasitas Kalor Kalorimeter)
Ulangan 1 m1 (g) m2 (g) m3 (g) t1 (o
C) t2 (o
C) ta (o
C) ckal
1 69,4 153,2 167,2 26 3 16
2 69,5 143,5 153,4 27 3 18
3 69,5 163,6 178 25,5 5 16
Rata-rata 69,47 153,43 166,2 26,17 3,67 16,67
Suhu ruang = 28o
C
Tekanan = 746 mmHg
Keterangan:
4. M1 = massa calorimeter kosong
M2 = massa calorimeter dan air
M3 = massa calorimeter, air dan es
T1 = suhu air
T2 = suhu es
Ta = suhu kesetimbangan antara calorimeter, air kran, dan batu es
Cair = 1
Percobaan 2 (Mengukur Kalor Jenis Air)
Ulangan 1 m1 (g) m2 (g) m3 (g) t1 (o
C) t2 (o
C) ta (o
C) ckal
1 69,5 159,6 275,7 26 55 42
2 69,5 109,6 161,6 26,5 50 37,5
Rata-rata 69,5 134,6 218,65 26,25 52,5 39,75
Suhu ruang = 28o
C
Tekanan = 746 mmHg
Keterangan:
M1 = massa calorimeter kosong
M2 = massa calorimeter dan air kran
M3 = massa calorimeter, air kran dan air panas
T1 = suhu air
T2 = suhu es
Ta = suhu kesetimbangan calorimeter, air kran, dan air panas
Cair = 1
F. Analisis Data
Percobaan 1 (Mengukur Kapasitas Kalor Kalorimeter)
Berdasarkan data hasil pengamatan, pada percobaan 1 kita dapat menghitung kapasitas kalor
kalorimeter (ckal)dengan menggunakan rumus dari persamaan Azas Black, yaitu:
Q lepas = Q terima
Qair = Qes + Qkalorimeter
(m3 m2) x cair(t2 ta) = (m2 m1) x cair(ta t1) + ckal(ta t1)
ckal(ta t1) = (m3 m2) x cair(t2 ta) - (m2 m1) x cair(ta t1)
5. ckal =
dimana:
M1 = massa calorimeter kosong
M2 = massa calorimeter dan air
M3 = massa calorimeter, air dan es
T1 = suhu air
T2 = suhu es
Ta = suhu kesetimbangan antara calorimeter, air kran dan batu es
Cair = 1
Ckal 1 =
=
= itung dewe
Ckal 2 = itung dewe
Ckal 3 = itung dewe
Kapasitas kalor calorimeter (Ckal) rata-rata adalah:
Ckal =
= itung dewe
Percobaan 2 (Mengukur Kalor Jenis Air)
Berdasarkan data hasil pengamatan, pada percobaan 2 kita dapat menghitung kalor jenis air
(cair)dengan menggunakan rumus dari persamaan Azas Black, yaitu:
Q lepas = Q terima
Qair panas = Qair kran + Qkalorimeter
(m3 m2) x cair(t2 ta) = (m2 m1) x cair(ta t1) + ckal(ta t1)
(m3 m2) x cair(t2 ta) - (m2 m1) x cair(ta t1) = ckal(ta t1)
cair [(m3 m2) x (t2 ta) - (m2 m1) x (ta t1)] = ckal(ta t1)
6. ?ragu aq
cair =
dimana:
M1 = massa calorimeter kosong
M2 = massa calorimeter dan air
M3 = massa calorimeter, air dan es
T1 = suhu air
T2 = suhu es
Ta = suhu kesetimbangan antara calorimeter, air kran dan batu es
Ckal = itungan percobaan 1
cair 1 = itung dewe
cair 2 = itung dewe
Kalor jenis air (cair) rata-rata adalah
cair =
= itung dewe
G. Pembahasan
Kalor merupakan suatu bentuk energi yang dipindahkan dari suatu obyek ke obyek lain yang hanya
disebabkan oleh perbedaan temperature. Temperatur sendiri adalah ukuran derajat panas atau dinginnya
suatu obyek. Temperatur kalor dapat dinyatakan dalam bentuk derajat Celcius (oC), Fahrenheit (oF),
Reamur (oR), dan Kelvin (oK). Pengukuran temperature dapat menggunakan thermometer. Kalor mengalir
dari obyek bertemperatur tinggi menuju obyek yang bertemperatur rendah (Sidik, 2008).
Setiap obyek atau zat memiliki perbedaan dalam jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan
temperaturnya. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu obyek atau zat tiap satuan massa
zat dalam 1oC disebut dengan kalor jenis zat (c). Sedangkan kapasitas kalor zat (C) adalah banyaknya kalor
yang diperlukan untuk menaikkan suhu atau temperature sejumlah zat dalam 1oC (Alljabar, 2008).
7. Dalam praktikum calorimeter, dilakukan pengukuran kapasitas kalor calorimeter (C) dengan tujuan
bila kapasitas kalor calorimeter (C) diketahui, maka calorimeter dapat digunakan untuk menentukan kalor
jenis suatu zat. Besar kalor jenis zat (c) calorimeter tidak diukur sebab calorimeter tidak memiliki massa
jenis. Pada praktikum pertama tentang mengukur kapasitas kalor calorimeter, nilai kapasitas kalor yang kami
peroleh yaitu Nilai ini kami dapat dari penghitungan berdasarkan aplikasi Azas Black.
Dalam pengukuran kalor jenis zat (c) menggunakan calorimeter, kami juga menerapkan aplikasi Azas
Black yang berbunyi:
Kalor lepas = Kalor serap
Pengukuran kalor jenis (c) menggunakan metode pencampuran, yaitu benda yang ingin diketahui
kalor jenisnya dipanasi sampai temperature t2 kemudian dimasukkan ke dalam calorimeter berisi air yang
berada dalam kesetimbangan t1. Pencampuran dua system bertemperatur berbeda tersebut menghasilkan
kesetimbangan temperature ta. Praktikum menggunakan calorimeter ini, system calorimeter harus dalam
kondisi terisolasi dari lingkungannya. Hal ini bertujuan agar tidak terjadi pertukaran kalor antara calorimeter
dnegan lingkungannya sehingga kalor yang dilepas benda sama dengan kalor yang diterima oleh calorimeter
dan air kran (aplikasi Azas Black berhasil).
Pengukuran kalor jenis zat (c) dalam praktikum dilakukan terhadap air. Ini bertujuan untuk
membuktikan nilai kalor jenis air apakah benar bernilai 1 sesuai dengan ketetapan. Nilai kalor jenis air
berdasarkan praktikum dan penghitungan yang telah kami lakukan yaitu . Nilai tersebut sesuai atau
mempunyai selisih sedikit (pilih dewe) dengan nilai kalor jenis air yang sudah ditetapkan. Kalor jenis zat ini
berbanding terbalik dengan perbedaan temperature. Jika perbedaan temperature besar, kalor jenis zat dalam
kondisi terisolasi bernilai kecil, begitu pula sebaliknya.
H. Kesimpulan
1. Kalor adalah bentuk energy yang dipindahkan dari suatu obyek/zat/system kepada obyek/zat/system lain
yang disebabkan oleh perbedaan temperature. Kapasitas kalor zat (C) adalah banyaknya kalor yang
diperlukan untuk menaikkan suhu sejumlah zat dalam 1oC. Sedangkan kalor jenis zat (c) adalah
banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda tiap satu satuan massa dalam 1oC.
2. Nilai kapasitas kalor calorimeter yaitu .. Sedangkan nilai kalor jenis air yaitu
I. Daftar Pustaka
Alljabbar. 2008. Kalor. (online). (http://alljabbar.wordpress.com/2008/03/23/kalor/, diakses pada tanggal 8
Desember 2010).
Petrucci, Ralph. H, 1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Jilid 2 Edisi 4. Jakarta: Erlangga.
Purnomo, Sidik. 2008. Kalor dan Perubahan Wujud Zat. (online). (http://sidikpurnomo.net/kalor-dan-
perubahan-wujud-zat.html, diakses pada tanggal 8 Desember 2010).