I. JUDUL

KAPASITAS KALOR DAN KALOR JENIS LOGAM

II. TUJUAN

Ø Menentukan Kapasitas Kalorimeter Alumunium

Ø Menentukan Kalor Jenis Suatu Logam

III. LANDASAN TEORI

Kalor adalah energi dalam yang dipindahkan dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah ketika kedua benda disentuhkan (dicampur). Sedangkan energi dalam menyatakan total energi, yaitu jumlah energi kinetik dan energi potensial, yang dmiliki oleh seluruh molekul-molekul yang terdapat dalam benda.

Kalor (panas) berbeda dengan suhu walaupun keduanya berhubungan erat. Misalnya suatu panci air panas lebih banyak mencairkan es daripada nyala sebuah korek api. Jadi walaupun nyala korek api mempunyai suhu yang lebih tinggi tetapi menyimpan kalor yang lebih sedikit. Pengertian kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat berpindah karena perbedaan suhu.

Satuan Kalor

Dalam SI, satuan kalor adalah joule (J). Satuan yang lain adalah kalori (kal).

1 kalori adalah jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1^­0C pada 1 gram air.

1 kal = 4,18 J = 4,2 J

1 J = 0,42 kal

Kapasitas Kalor

Kapasitas kalor adalah banyak kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu benda sebesar 1⁰C

Dengan Q = Kalor yang diperlukan (J atau kal)

C = kapasitas kalor (JK^-1)

∆T = Kenaikan suhu (K atau ⁰C)

Kalor Jenis

Kalor jenis adalah kapasitas kalor tiap satuan massa.

Sehingga jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu benda dituliskan dengan rumus :

Hukum Kekekalan Energi kalor

Dua buah benda yang suhunya berbeda jika bersinggungan suhunya akan menjadi sama. Benda yang suhunya lebih tinggi memberikan kalor kepada yang suhunya lebih rendah, sedangkan benda yang suhunya lebih rendah akan menerima kalor itu. Jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diterima.

Kalorimeter adalah alat untuk mengukur kalor. Misalnya untuk menentukan kalor jenis suatu zat.

(Sri Sih Retning dkk, 2003 ; 69 – 72)

Kalor yang diterima atau dilepas, Q, oleh suatu benda bermassa m dam memiliki kalor jenis c, yang mengalami perubahan suhu derajat dinyatakan oleh:

Jika yang diketahui adalah kapasitas kalor benda maka:

Perubahan suhu adalah

suhu akhir – shu awal

Catatan : jika positif maka Q positif. Ini berarti benda menerima kalor. jika negatif maka Q negati. Ini berarti benda melepas kalor.

Alat yang digunakan untuk mengukur kalor disebut kalorimeter. Umumnya kalorimeter digunakan untuk menentukan kalor jenis suatu zat.

(Marthen Kanginan, 1999: 255)

Menurut asas Black

Kalor Yang Dilepas = Kalor Yang Diterima

Catatan:

1. Kalor jenis suatu benda tidak tergantung dari massa benda, tetapitergantung pada sifat dan jenis benda tersebut. Jika kalor jenis suatubenda adalah kecil maka kenaikan suhu benda tersebut akan cepat biladipanaskan.

2. Pada setiap penyelesaian persoalan kalor (asas Black) lebih mudah jika dibuat diagram alirnya.

www.contohskripsitesis.com/backup/Tugas%20Kuliah/Laporan%20kalor.doc

Satuan As sehari-hari untuk panas adalah Btu (British thermal unit), yang semula didefinisikan sebagai jumlah energi yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur satu pound air dengan satu derajat Fahrenheit:

1 Btu = 252 kal = 1,054 kJ

Dari definisi awal kalori, panas jenis air adalah:

­ c_air = 1kal/g.⁰C = 1 kkal/kg.⁰C

c_air = 1 kkal/kg.K = 4,1841 kJ/kg.K

Dengan cara yang sama, dari definisi Btu, panas jenis air dalam satuan AS sehari-hari adalah:

c_air = 1 Btu/lb.⁰F

Pengukuran yang teliti menunjukkan bahwa panas jenis air berubah sedikit dengan temperatur, namun variasi ini hanya 1 persen dari seluruh jangkauan temperatur dari 0 sampai 100⁰C. Biasanya perubahan yang kecil ini diabaikan dan panas jenis air diambil sebagai 1 kkal/kg.K = 4,1841 kJ/kg.K.

(Paul A. Tipler, 1998: 598-603)

Kalorimeter adalah salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang menghitung energi panas atau kalor. Dalam praktikum kalorimetri media cair yang digunakan adala larutan air garam dan kopi.dengan adanya kalor menyebabkan perubahan suhu atau bentuk wujudnya. Dalam SI, satuan kalor adalah joule (J). Satuan lainnya dari kalor adalah kalori (kal) dan kilokalori (kkal).

Pengertiannya :

Ø 1 kalori adalah kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu 1 gram air sebesar 1⁰C.

Ø 1 kilokalori adalah kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu 1 kilogram air sebesar1⁰C

Kalor adalah suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya. Kalor berbeda dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam suatu derajat panas.

Kalor merupakansuatu kuantitas atau jumlah panas baik yang diserap maupun dilepaskan suatu benda. Jumlah energi kalor yang diterima dalam suatu sistem sama dengan energi kalor yang diserap atau biasa kita sebut dengan Q lepas sama dengan Q terima. Dalam suatu zat pasti mempunyai kalor jenis yang berbeda.

Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan 1 gram atau 1 kg zat sebesar 1ºC (satuan kalori/gram.ºC atau kkal/kg ºC). Kalor adalah tenaga yang mengalir dari suatu benda ke benda yang lain. Bahan yang dipindahkan dari atau ke suatu sistem dapat diukur dengan alat kalorimeter, yang terdiri dari sebuah wadah cuplikan kecil yang dibenamkan dalam sebuah bejana luar yang lebih besar.

Tidak ada usaha yang dikerjakan oleh system atau lingkungan, sebagai akibatnya perubahan suhu lingkungan hanyalah karena kalor yang dipertukarkan antara air dan system. Perubahan suhu ini diukur dengan sebuah thermometer dan kalor yang diperlukan dihitung dari massa dan kalor jenis yang diketahui.

Bila perpindahan energi terjadi karena suatu perbedaan temperatur maka, kita mengatakan bahwa energi termal atau energi kalor yang dipindahkan

kesuatu zat melalui kerja pada zat itu seperti: mengaduk suatu cairan, mengkompresikan suatu zat.

Jumlah kalor yang diserap pada suabenda sama dengan jumlah kalor yang diterima. Kalor jenis suatu benda atau suatu zat didefinisikan dengan bilangan yang menunjukkan berapa kalor yang diperlukkan untuk menaikkan 1 gram zat itu dalam derajat celcius Sebagaimana yang kita ketahui jika sebuah benda panas disentuh oleh benda yang dingin maka suhu benda panas tadi aan menurun. Sedangkan, benda yang dingin suhunya akan naik. Hal ini disebabkan karena adanya sesuatu yang berpindah dari benda panas kebenda dingin dan kita menyebutnya kalor. Kalor selalu bverpindah dari temperatur tinggi menuju temperatur yang lebih rendah. Ini merupakan konsep dasar perpindahan kalor.

Kalorimetri sangat berhubungan dengan ASAS BLACK,dan pengertian ASAS BLACK secara geris besar jumlah dari energi awal hasilnya sama dengan

jumlah dari energi akhir.

(Bintoro in http://aabin.blogsome.com)

Kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah. Jika suatu benda menerima / melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naik/turun atau wujud benda berubah.

1 kalori adalah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1ºC.

1 kalori = 4.18 joule
1 joule = 0.24 kalori

Kapasitas kalor (H) adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh zat untuk menaikkan suhunya 1ºC (satuan kalori/ºC).

Kalor jenis (c) adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan 1 gram atau 1 kg zat sebesar 1ºC (satuan kalori/gram.ºC atau kkal/kg ºC).

Kalor yang digunakan untuk menaikkan / menurunkan suhu

tanpa mengubah wujud zat:

Q = H . Dt
Q = m . c . Dt
H = m . c

Q = kalor yang di lepas/diterima
H = kapasitas kalor
Dt = kenaikan/penurunan suhu
m = massa benda
c= kalor jenis

Kalor yang diserap/dilepaskan (Q) dalam proses perubahan wujud benda:

Q = m . L

m = massa benda kg
L = kalor laten (kalor lebur, kalor beku. kalor uap,kalor embun, kalor sublim, kalor lenyap) ® t/kg

Jadi kalor yang diserap ( â ) atau yang dilepas ( á ) pada saat terjadi perubahan wujud benda tidak menyebabkan perubahan suhu benda (suhu benda konstan ).

(http/www\0258 Fis-1-1b.htm)

Pengukuran yang teliti menunjukkan bahwa panas jenis air berubah sedikit dengan temperatur, namun variasi ini hanya 1 persen dari seluruh jangkauan temperatur dari 0 sampai 100⁰C. Biasanya perubahan yang kecil ini diabaikan dan panas jenis air diambil sebagai 1 kkal/kg.K = 4,1841 kJ/kg.K.

Kapasitas panas per mole dinamakan kapasitas panas molar C_m. Kapasitas panas molar sama dengan panas jenis air (kapasitas panas per satuan massa) kali massa molar M (massa per mole):

Kapasitas panas n mole zat dengan demikian adalah:

Panas Jenis dan Kapasitas Panas Molar

untuk Berbaga Padatan dan Cairan pada 20⁰C

No	Zat	Panas jenis (kJ/kg.K)	Panas jenis (Kkal/kg.K)	Kapasitas panas molar (J/ml.K)
1.	Aliminium	0.9	0,215	24,3
2.	Bismuth	0,123	0,0294	25,7
3.	Tembaga	0,386	0,0923	24,5
4.	Emas	0,126	0,0301	25,6
5.	Es (-100C)	2,05	0,49	36,9
6.	Timah hitam	0,128	0,0305	26,4
7.	Perak	0,233	0,0558	24,9
8.	Tungsen	0,134	0,0321	24,8
9.	Seng	0,387	0,0925	25,2
10.	Alkohol (Ethyl)	2,4	0,58	111
11.	Raksa	0.14	0,033	28,3
12.	Air	4,18	1	75,2

Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa panas jenis air jauh lebih besar daripada panas jenis zat lain. Karena kapasitas panasnya yang sangat besar, air adalah bahan yang baik sekali untuk menyimpan energi termis. Air juga merupakan pendingin yang baik.

IV. ALAT DAN BAHAN

	B. Kalor jenis logam 1. Termometer 2. Beaker alumunium 3. Isolasi pelindung 4. Gelas kimia 5. Neraca 4 lengan 6. Klem universal 7. Pembakar spritus 8. Dasar statif 9. Kaki statif 10. Batang statif panjang 11. Klem penjepit 12. Batang statif pendek 13. Batang gelas 14. Kubus balok

A. Kapasitas kalor

1. Termometer

2. Beaker alumunium

3. Isolasi pelindung

4. Gelas kimia

5. Neraca 4 lengan

6. Klem universal

7. Pembakar spritus

8. Dasar statif

9. Kaki statif

10. Batang statif panjang

11. Klem penjepit

12. Batang statif pendek

13. Bata

V. LANGKAH PERCOBAAN DAN GAMBAR PERCOBAAN

A. Langkah percobaan

a. Kapasitas kalor

1. Kalorimeter kosong ditimbang, massanya (m_k).

2. Kalorimeter diisi dengan air hingga ¼ bagian, kemudian timbang massanya (m_k+a).

3. Suhu kalorimeter dan air diukur (t₁).

4. Gelas kimia diisi dengan air hingga 1/3 bagian kemudian panaskan hingga mendidih, catat suhu air (t₂).

5. Air panas tadi dimasukkan ke dalam kalorimeter, aduk perlahan-lahan hingga mereta kemudian catat suhunya (t_a)

6. Kalorimeter bersama air campuran ditimbang kembali (m_k+c)

b. Kalor jenis logam

1. Kubus logam diikat dengan benang jahit kemudian timbang massanya (m₁).

2. Gelas kimia diisi dengan dengan air hingga 1/3 bagian, kemudian gantung kubus di dalam gelas kimia hinnga logam tercelup seluruhnya dan panaskan hingga mendidih (t₁).

3. Beaker alumunium ditimbang (m_k).

4. Beaker alumunium diisi dengan air ¼ bagian kemudian timbang (m_k+a).

5. Suhu air kalorimeter dicatat (t2).

6. Logam diangkat dari air mendidih kemudian masukkan ke dalam kalorimeter.

7. Air diaduk-aduk dalam kalorimeter sampai suhunya tidak berubah lagi (t₃).

VI. HASIL PENGAMATAN

A. Kapasitas Kalor

1. Hasil Percobaan

· Massa calorimeter kosong (m_k)

M_k = 131,7 gram = 0,1317 kg

· Massa air + massa kalorimeter (m_k + a)

m_k + a = 189,4 gram = 0,1894 kg

_· Massa air panas (m_k+a – m_k )

m_k+a – m_k = 0,1894 kg – 0,1317 kg = 0,0577 kg

· Kalor jenis air ( c_air ) = 1 kkal / kg K

· Suhu air + calorimeter ( t₁) = 26⁰ C

· Suhu air panas ( t₂) = 85⁰ C

· Suhu campuran( t_a) = 53,5⁰ C

· Massa calorimeter + air campuran = 0,2658 kg

2. Perhitungan

Mol Aluminium = Massa aluminium/ Ar Aluminium

= 62 gram / 27

= 2,3 mol

1 kalori = 4.18 joule

1 joule = 0.24 kalori

Q Lepas = Q Terima

m_l . c₂ . (t₂ – t­_a) = m_k . c_k (t­_a –t₁) + m_a. c_a (t_a– t₁)

0,0577 kg . 1 kkal/kg.K. (85⁰C – 49⁰C) = C (49⁰C – 26⁰C) + 0,0577 kg. 1 kkal/kg. K (49⁰ - 26⁰)

0,0759.37,5 = 28 .C + 0,059(28)

2,85 kkal = 28. C + 0,059 (28)

28K .C = 1,198 kkal

C = 0,0427 kkal/K

C = 42,7 kal/K

C = 178,486 J/K

C = 77,60 J/mol K

Jadi kapasitas kalorimeter alumunium adalah C = 77,60 J/mol K

3. Pembahasan

Berdasarkan hasil percobaan yang telah didapat, maka dapat ditentukan kapasitas aluminiumnya melalui perhitungan dengan mengunakan rumus :

Q Lepas = Q Terima

m_l . c₂ . (t₂ – t­_a) = m_k . c_k (t­_a –t₁) + m_a. c_a (t_a– t₁)

Setelah dicari mennggunakan rumus tersebut, seharusnya nilai kapasitas kalor yang didapatkan harus sama seperti pada tabel yaitu sebesar C = 24,3 J/mol K. Tetapi, dari percobaan yang telah kami lakukan ternyata hasil yang kami dapat berbeda dengan tabel. Hal ini terjadi karena beberapa faktor diantaranya pratikan tidak tepat takarannya dalam memasukkan air ke dalam kalorimeter. Selain itu, pratikan juga kurang teliti dalam membaca alat ukur seperti termometer serta kasalahan kalibrasi pada neraca 4 lengan sehingga hal ini dapat mempengaruhi hasil dari percobaan yang dilakukan.

Kapasitas kalor. Setiap benda denga massa yang sama memerlukan sejumlah kalor yang berbeda untuk menaikkan suhu yang sama, hal ini disebabkan kalor jenisnya berbeda. Pernyataan tersebut juga mengandung arti bahwa banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh seluruh benda untk menaikkan suhunya juga berbeda untuk zat-zat yang berbeda.

B. Kalor jenis logam

1. Hasil Percobaan

§ Massa kubus logam

m₁ = 22,4 gram = 0,0224kg

§ Massa beker aluminium kosong

m_k = 61 gram = 0,061 kg

§ Massa air + massa kalorimeter

m_k + a = 187,4 gram = 0,1894 kg

§ Kalor jenis air c_air = 1 kkal / kg K

§ Suhu air calorimeter t₂ = 26⁰C

§ Suhu air panas t₁ = 78⁰C

§ Suhu campurant₃ = 80⁰C

§ Kalor jenis calorimeter alumunium c_k = 0,215 kkal / kg K

2. Perhitungan

Q_lepas = Q_terima

m_{l .} c₂ . (t₁ – t₃) = m_k . c_k (t₃ – t₂) + m_a . c_a (t₃ – t₂)

0,0244kg . c₂ (78⁰C – 50⁰C) = 0,062 kg . 0,215 kkal/kg K . (50– 25) + 0,215 kg . 1 kkal/kg K . (55 ⁰C – 25 ⁰C)

0,8174kg K c₂ = 0,39 kkal + 3,75 kkal

c₂ = 5,06 kkal/kg K

Jadi, kalor jenis logam yang di dapat dari perhitungan adalah sebesar c₂ = 5,06 kkal/kg K.

3. Pembahasan

Berdasarkan hasil percobaan maka dapat ditentukan kalor jenis logam melalui perhitungan dengan menggunakan rumus ;

Q Lepas = Q Terima

m_l . c₂ . (t₂ – t­_a) = C (t­_a –t₁) + m_a. c_a (t_a – t₁)

Setelah dicari mennggunakan rumus tersebut, seharusnya nilai kapasitas kalor yang didapatkan harus sama seperti pada tabel yaitu sebesar 0,215 kkal/kg. Tetapi, dari percobaan yang telah kami lakukan ternyata hasil yang kami dapat berbeda.

Kalor jenis suatu benda tidak tergantung dari massa benda, tetapi tergantung pada sifat dan jenis benda tersebut. Jika kalor jenis suatu benda adalah kecil maka kenaikan suhu benda tersebut akan cepat bila dipanaskan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya kalor jenis larutan adalah massa, kalor jenis zat, dan suhu. Hubungan antara kalor air dan kalor tidak sama, yang disebabkan oleh massa, suhu akhir dan suhu awal air yang tidak sama. Kalorimeter merupakan perhitungan tentang perpindahan panas dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah, yang dipengaruhi oleh massa dan suhu. Semakin besar massa suatu zat, maka semakin kecil pula nilai kalor jenisnya. Begitu pula sebaliknya, semakin kecil massa zat maka semakin besar pula nilai kalor jenisnya. Sedangkan untuk perubahan suhu, semakin besar perubahan suhunya, nilai dari kapasitas kalor jenis maka akan semakin kecil.

VII. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Kapasitas kalor

Ø Kalor adalah energi yang mengalir dari sebuah benda ke sebuah benda yang lain karena adanya perbedaan temperatur diantara kedua benda tersebut.

Ø Kapasitas suatu zat didefinisikan sebagai jumlah kalor yang dibutuhkan oleh zat untuk menaikkan suhunya satu derajat

Ø Kapasitas kalor adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda satu satuan suhu. Kalor yang diperlukan untuk manaikkan suhu suatu benda sebanding dengan kenaikan suhu benda itu sendiri.

Ø Untuk menentukan kapasitas kalor dapat menggunakan persamaan :

C = Q/ ΔT

2. Kalor jenis logam

Ø Kalor jenis (panas jenis) adalah kapasitas kalori tiap satuan massa.

Ø Kalor jenis dapat ditentukan dengan persamaan :

c = Q / m.Δt

B. Saran

1. Sebaiknya pratikan memahami dahulu langkah-langkah kerja yang akan dipraktikumkan.

2. Dalam praktikum sebaiknya lakukanlah dengan teliti, agar data yang didapatkan lebih akurat.

3. Asisten G’ ada kabarnya kl G’ Masuk, ya kami praktikum sendiri ikuti langkah percobaan dibuku panduan, untung aja para asisten yang laen ada yang care juga ya.. kami dibimbing juga .. !

DAFTAR PUSTAKA

Kanginan, Marthen. 1999. Seribu Pena Fisika SMU Kelas 1. Jakarta : Erlangga

Tipler, Paul A. 1998. Fisika Untuk Sains dan teknik Edisi Ketiga Jilid. Jakarta: Erlangga

www.contohskripsitesis.com/backup/Tugas%20Kuliah/Laporan%20kalor.doc

Bintoro in http://aabin.blogsome.com

http/www\0258 Fis-1-1b.htm