Laporan Praktikum Suhu dan Kalor

 SUHU DAN KALOR

Adriani, Destalina, Suharti Bunga

Jurusan Pendidikan Fisika ICP B FMIPA UNM Tahun 2015

Abstrak. Telah dilakukan percobaan mengenai Suhu dan Kalor yang bertujuan untuk memahami hubungan antara jumlah kalor dengan kenaikan suhu dan memahami hubungan antara massa zat dengan jumlah kalor, merumuskan persamaan kalor dan menentukan kalor lebur es. Adapun alat dan bahan yang digunakan yaitu Termometer,kaki tiga+kasa asbes, pembakar spiritus, beacker gelas, stopwatch, statif+klem, pipet tetes, gelas kimia, neraca ohauss 311 gram, korek api, spiritus dan zat cair. Dalam percobaan ini terdapat dua kegiatan. Kegiatan pertama dilakukan dengan mengukur suhu awal zat cair lalu dimanipulasilah lama pemanasan agar diketahui suhu akhirnya. Pada kegiatan kedua dilakukan dengan memanipulasi massa zat cair dan dicatatlah lama pemansan ketika termometer mencapai suhu yang telah ditentukan. Kegiatan ketiga adalah menentukan kalor lebur es dengan menggunakan kalorimeter. Dari hasil yang diperoleh yaitu pada kegiatan 1 

Kata Kunci: Kalor, Kalor Lebur, Kalorimeter, Kenaikan Suhu, dan Suhu,.

RUMUSAN MASALAH

1. Bagaimana hubungan antara jumlah kalor dengan kenaikan suhu ?
2. Bagaimana hubungan antara massa zat dengan jumlah kalor ?
3. Bagaimana cara merumuskan persamaan kalor ?
4. Bagaimana cara menentukan kalor lebur es ?

TUJUAN

1. Dapat memahami hubungan antara jumlah kalor (Q) dengan kenaikan suhu ( ).
2. Dapat memahami  hubungan massa zat (m) dengan jumlah kalor (Q).
3. Dapat  merumuskan persamaan kalor .
4. Dapat menentukan kalor lebur es .

METODOLOGI EKSPERIMEN

TEORI SINGKAT

Air yang dipanaskan dalam panci akan mulai panas dan lama-kelamaan akan mendidih. Peristiwa ini sering dijumpai dalam keseharian. Proses air menjadi panas dan mendidih melibatkan perpindahan kalor dari sumber kalor ke lingkungan sekitarnya. Sumber kalor adalah api, sehingga dapat dikatakan bahwa semakin besar nyala api, maka berarti semakin besar kalor yang dimiliki, atau semakin lama dipanaskan maka semakin banyak kalor yang dilepaskan. Akibat pemberian kalor tersebut, maka suhu air akan mengalami kenaikan dimana semakin lama dipanaskan maka semakin besar kenaikan suhu pada air. (Tim Pengajar,2015)

Dua wadah yang berisi air yang massanya berbeda, jika dipanaskan dengan waktu yang sama maka suhu yang terukur pada kedua wadah tersebut akan berbeda. Suhu air dalam wadah yang memiliki air yang massanya lebih kecil akan memiliki suhu yang lebih tinggi dibandingkan wadah yang berisi air lebih banyak. Sehingga dapat disimpulkan bahwa terdapat hubungan antara banyak kalor , kenaikan suhu , dan massa air . (Tim Pengajar,2015)

            Segelas air panas yang dicampurkan dengan segelas air dingin, akan terasa hangat. Hal ini disebabkan oleh karena adanya perpindahan kalor dari air panas ke air dingin. Itulah sebabnya suhu air panas turun dan suhu air dingin naik setelah keduanya bercampur. Pada proses pencampuran tersebut, kalor yang dilepaskan air panas diserap oleh air dingin. Jadi banyaknya kalor yang dilepaskan sama dengan banyaknya kalor yang diserap. Pernyataan ini disebut Azaz Black yang secara matematis dapat dituliskan;

                                                     Q_{lepas =} Q_terima                       (Tim Pengajar,2015)

Selain melakukan percobaan di atas, banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda dapat jiga kita amati ketika memasak air. Untuk mendidihkan air dalam cerek dengan kompor diperlukan selang waktu tertentu. Semakin banyak volume air yang dididihkan semakin lama pula selang waktu yang diperlukan. Hal tersebut menunjukkan bahwa suhu bergantung pada besarnya kenaikan suhu benda dan massanya, secara matematis dapat ditulis:

                                                               Q = m.c.ΔT                                     (Tim Pengajar,2015)

ALAT DAN BAHAN

1. Termometer ( 1 buah )
2. Kaki tiga + kasa asbes ( 1 buah )
3. Pembakar spritus ( 1 buah )
4. Gelas kimia 250 ml ( 2 buah )
5. Stopwatch (  1 buah )
6. Statif + klem ( 1 buah )
7. Neraca ohauss 311 gram ( 1 buah )
8. Korek api ( 1 buah )
9. Spritus
10. Air
11. Kain lap

IdentifikasiVariabel

Kegiatan 1 . hubungan antara jumlah kalor (Q) dengan kenaikan suhu  (ΔT)

1.      Variabel kontrol          : massa (gr) dan  jenis zat cair

2.      Variabel manipulasi    : suhu awal (℃) dan  lama pemanasan (s)

3.      Variabel respon           : suhu akhir (℃)

Kegiatan 2 . hubungan antara massa zat (m) dengan jumlah kalor (Q)

1.        Variabel kontrol          : kenaikan suhu (℃) dan  jenis zat cair

2.        Variabel manipulasi     : massa zat cair (gr)

3.        Variabel respon           : lama pemanasan (s)

Defenisi operasional variabel

Kegiatan 1. hubungan antara jumlah kalor (Q) dengan kenaikan suhu (ΔT)

1. Variabel kontrol

Massa zat adalah banyaknya materi zat cair yang digunakan pada percobaan dan pada eksperimen ini diukur dengan menggunakan neraca ohauss 311 gr dengan satuan gr

Jenis zat cair adalah zat/bahan yang digunakan dalam percobaan.

2. Variabel manipulasi

Suhu awal adalah suhu yang disepakati sebagai  suhu acuan untuk mulai melihat kenaikan suhu pada selang waktu tertentu selama pemanasan, yang diukur dengan menggunakan termometer dalam satuan  ℃.

Lama pemanasan adalah lama waktu yang digunakan untuk memanaskan air yang diukur dengan menggunakan stopwatch dalam satuan sekon

3. Variabel respon

Suhu akhir adalah suhu yang dicapai oleh air selama pemanasan dengan waktu tertentu yang diukur dengan menggunakan termometer dalam satuan   ℃.

Kegiatan 2. Hubungan antara massa zat (m) dengan jumlah kalor (Q)

1. Variabel control  

Kenaikan suhu adalah besar selisih suhu dari suhu awal air dengan suhu akhir air yang telah dipanaskan, yang diukur dengan menggunakan termometer dalam satuan ℃   .

Jenis zat cair adalah zat/bahan yang digunakan dalam percobaan.

2. Variabel manipulasi

Massa zat cair adalah  banyaknya materi zat cair yang digunakan pada percobaan yang diukur dengan menggunakan neraca ohauss 311 gr dalam satuan gr.

3. Variabel respon

Lama pemanasan adalah lama waktu yang digunakan untuk memanaskan air yang diukur dengan menggunakan stopwatch dalam satuan sekon . 

Prosedur Kerja

Kegiatan 1 . hubungan antara jumlah kalor  (Q)  dengan kenaikan suhu ( ΔT)

1. Air dituangkan ke dalam gelas ukur secukupnya
2. Suhu awal  air yang akan dipanaskan diukur
3. Air dipanaskan diatas kaki tiga yang dilapisi dengan asbes dengan menggunakan waktu pembakar spritus
4. Penunjukan suhu diamati pada selang waktu tertentu (gunakan selang waktu   yang sama untuk setiap data), hasilnya  dicatat pada tabel hasil pengamatan
5. Kegiatan yang sama dilakukan dengan suhu mula – mula yang berbeda
6. Waktu yang dibutuhkan setiap selang waktu kenaikan suhu dicatat ke dalam tabel pengamatan

Tabel hasil pengamatan kegiatan 1

No.	Suhu awal (To) (oC)	Lama Pemanasan (s)	Suhu akhir (Tc) (oC)
1 2 3 4 5 6

Kegiatan 2 : hubungan antara massa zat (m) dengan jumlah kalor (Q)

a.       Massa gelas ukur ditimbang dengan menggunakan neraca ohauss 311 gram

b.      Air dimasukkan ke dalam gelas ukur sehingga menunjukkan volume tertentu catat volume air yang digunakan (gunakan volume terkecil pada gelas ukur yang digunakan) dan perhatikan penunjukan suhu dengan termometer.

c.       Massa  air dalam gelas diukur dengan menggunakan neraca ohauss 311 gram

d.      Menentukan suhu acuan (lebih besar dari suhu mula- mula sekitar 5 ) dan besar kenaikan suhu yang diinginkan

e.       Memanaskan air diatas kaki tiga yang dilapisi dengan asbes dengan menggunakan pembakar spiritus.

f.       Mengamati kenaikan suhu pada termometer dan menyalakan stopwatch tepat ketika termometer menunjukkan suhu acuan. mengukur waktu yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu air sebesar kenaikan suhu yang telah ditentukan. Catat hasilnya dalamtabel pengamatan.

g.      Mengganti air yang digunakan dan mengulangi langah 5 dan 6 untk volume air yang berbeda (lebih besar dari volume sebelumnya). mengulangi sampai memperoleh minimal 6 data.

Tabel hasil pengamatan kegiatan 2

No	Jenis zat cair	Massa zat cair (gr)	Lama pemanasan (s)
1 2 3 4 5

Kegiatan 3 : menentukan kalor lebur es

a.       Memanaskan air dalam gelas kimia sampai suhunya mencapai sekitar 75  

b.      Menimbang calorimeter kosong beserta pengaduknya

c.       Memasukkan air panas kedalam calorimeter,  mengukur suhunya dan menimbang untuk menentukan massa air panas + calorimeter beserta pengaduknya

d.      Mengukur  suhu es batu dan memasukkan es batu kedalam calorimeter yang berisi air panas, menutup dan mengaduk sejenak sampai semua es batu mencair. mengukur suhu es pada saat itu sebagai suhu campuran kemudian menimbang massa campuran untuk menentukan massa es batu

e.       Mencatat hasilnya pada tabel pengamatan

Tabel hasil pengamatan kegiatan 3

	Pengukuran	Hasil Pengukuran
1 2 3 4 5 6	Massa kalorimeter kosong beserta pengaduknya Massa kalorimeter + pengaduk + air panas Suhu air panas dan kalorimeter Suhu es batu Suhu campuran Massa kalorimeter + pengaduk + air panas + air (es batu yang mencair)

ANALISIS DATA

Kegiatan pertama. Hubungan Antara Jumlah Kalor (Q) Dengan Perubahan Kenaikan Suhu (ΔT)

Gambar 1. Grafik Hubungan Antara Waktu Dengan Suhu Akhir

Kegiatan kedua. Hubungan Antara Massa Zat Cair (m) Dengan Jumlah Kalor (Q)

DATA ANALYSIS

Berdasarkan hasil percobaan , maka satuan dari kalor jenis dalam analisis dimensi adalah :

Kegiatan ketiga . Menentukan kalor lebur es

1. Kalor untuk menaikkan suhu 10.350 gram es dari -10 ^oC sampai 0 ^oC.
   

Kesalahan relative (ΔQ)

Pelaporan Fisika;

2. Kalor untuk menaikkan suhu 10.350 gram air dari 0 ^oC sampai suhu campuran (T_c = 49 ^oC).

Kesalahan relative (ΔQ)

Pelaporan Fisika;

3. Kalor yang hilang dari 102 gram air yang  mendingin dari 62 ^oC sampai suhu campuran (T_c = 49 ^oC).

Kesalahan relative (ΔQ)

Pelaporan Fisika;

4. Kalor yang hilang dari kalorimeter dengan mendingin dari suhu  62 ^oC sampai suhu campuran (T_c = 49 ^oC).

Kesalahan relative (ΔQ)

Pelaporan Fisika;

Untuk menentukan kalor lebur es , maka digunakan asas black  :

PEMBAHASAN

            Praktikum ini dilaksanakan pada hari Jumat, 24 April 2015. Pada hari tersebut dibahas dan dipraktikkan mengenai Suhu dan Kalor. Alat dan bahan yang dipakai meliputi Termometer,kaki tiga+kasa asbes, pembakar spiritus, beacker gelas, stopwatch, statif+klem, pipet tetes, gelas kimia, neraca ohauss 311 gram, korek api, spiritus dan zat cair.

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, untuk kegiatan pertama yaitu mencari hubungan antara jumlah kalor dengan kenaikan suhu dengan menggunakan jenis zat cair berupa air mineral, volume 200, dan suhu awal 30⁰C, diperoleh hasil yang terlihat pada grafik 1 dengan meninjau dua variabel yang diukur yaitu waktu atau lamanya pemanasan dan suhu akhir air yang menunjukkan bahwa kenaikannya linier, maksudnya semakin lama waktu pemanasan yang digunakan maka semakin besar suhu akhir air yang diperoleh. Berdasarkan teori tentang hubungan jumlah kalor dengan kenaikan suhu dari persamaan umum  Q=m .c .∆T dapat diketahui bahwa antara jumlah kalor dengan dengan kenaikan suhu memiliki hubungan yang sebanding, dimana semakin besar kenaikan suhu dari suatu zat yang dipanaskan maka semakin besar jumlah kalor yang diperoleh.

Untuk kegiatan kedua yaitu mencari hubungan antara jumlah kalor dengan massa zat dengan menggunakan jenis zat cair yang berupa air mineral dan kenaikan suhu 3⁰C diperoleh hasil yang terlihat pada grafik 2 dengan meninjau dua variabel yang diukur  yaitu volume dengan waktu yang digunakan menunjukkan kenaikan yang linier, maksudnya semakin besar volume air dalam gelas ukur maka semakin lama waktu pemanasan yang digunakan. Dari persamaan umum  Q=m .c .∆T dapat diketahui bahwa antara jumlah kalor dengan massa zat memiliki hubungan yang berbanding lurus, semakin besar massa zat yang digunakan maka semakin besar jumlah kalor yang diperoleh. Kegiatan 3 bertujuan untuk menentukan kalor lebur es. Berdasarkan teori nilai kalor lebur es adalah 80 kal/gr , sedangkan pada percobaan ini diperoleh nilai kalor lebur es sebesar  │ 87,61 ± 12,64│kal/gr dengan %diff antara hasil teori dan hasil percobaan  sebesar 6,2 % .

SIMPULAN

Jadi, kesimpulan yang kita dapatkan dari percobaan kali ini adalah:

1.        Pada kegiatan pertama dengan meninjau dua variabel yaitu waktu dan suhu akhir zat maka terlihat pada grafik bahwa kenaikannya linier maksudnya semakin besar waktu yang digunakan maka semakin besar pula suhu akhir yang diperoleh.

2.        Kecepatan rambat gelombang tali berbanding lurus dengan tegangan taliSama halnya dengan kegiatan kedua dengan meninjau dua variabel, yaitu variabel volume dan waktu maka grafik yang terlihatpun menunjukkan kenaikan yang linier, semakin besar volume zat cair maka semakin lama waktu pemanasan yang digunakan.

3.        Rumus persamaan kalor secara matematis adalah Q=m .c .∆T

4.        Berdasarkan teori nilai kalor lebur es adalah 80 kal/gr , sedangkan pada percobaan ini diperoleh nilai kalor lebur es sebesar  │87,61 ± 12,64│kal/gr dengan %diff antara hasil teori dan hasil percobaan  sebesar 6,2 % .

SARAN

1.      Kepada kakak-kakak asisten hendaknya bersabar dalam menghadapi sikap atau tindakan dari praktikan yang masih banyak melakukan kekeliruan atau kesalahan dalam menjalani praktikum semester kedua ini, dan diharapkan pula agar lebih memberi arahan dan petunjuk yang jelas sehingga kesalahan-kesalahan dapat diminimalisir.

2.      Untuk laboratorium fisika dasar 2 lebih memerhatikan kembali kondisi alat-alat yang digunakan pada saat praktikum sehingga tidak menimbulkan gangguan yang dapat membuat hambatan pada saat berlangsungnya praktikum serta pengambilan datapun dapat lebih akurat.

3.      Untuk Praktikan agar lebih teliti dalam pengambilan data agar data yang dihasilkan dapat akurat dan sesuai dengan teori terdahulu yang telah terbukti.

DAFTAR RUJUKAN

Tim Pengajar. 2015. Penuntun Praktikum Fisika Dasar 2. Makassar : UNM.

Read more ...