KALOR LEBUR ES


                                                           KALOR LEBUR ES

Tujuan Percobaan


Tujuan percobaan kalorimeter dan kapasitas kalor lebur es adalah mempelajari cara kerja kalorimeter dan menentukan kalor lebur es.



TEORI DASAR
Untuk meleburkan es diperlukan sejumlah kalor. Kalor yang diperlukan untuk meleburkan es tersebut diambil dari sekitarnya, misal dari udara, atau benda –benda lain sekitar. Dalam percobaan ini digunakan azas black sebagai dasar untuk menentukan kalor lebur es. Dimana kalor yang dilepas suatu benda akan sama dengan kalor yang diterima oleh benda sekitarnya. Jika sistim dalam calorimeter dianggap sistim adiabatis. Maka kondisi ruangan tidak akan berpengaruh terhadap system tersebut. Tetapi bila kondisi ruangan sekitar kalorimeter tidak dapat diabaikan. Maka sistem bukan proses adiabatis dan pengaruh luar ini harus diperhitungkan dengan “koreksi suhu dari newton” sebagai berikut


              







ALAT DAN BAHAN
1. Kalorimeter yang terbuat dari aluminium atau tembaga dengan pengaduk
2. Selubung luar kalorimeter
3. Thermometer 1 (satu) buah
4. Gelas ukur
5. Neraca ukur
6. Stopwatch
7. Sejumlah Es Balok



TUGAS PENDAHULUAN
1. Gambarkan diagram P-T untuk air !
2. Sebutkan definisi dan harga dari titik-titik penting dalam diagram tersebut (titik didih, titik lebur, titik triple dan titik kritis) pada tekanan atmosfir atau 1 atm
3. Jelaskan dan terangkan tentang azas black yang digunakan sebagai dasar dari percobaan ini. Tuliskan persamaannya secara lengkap (kalor yang diberikan serta kalor yang diterima) !
4. Sebutkan definisi dan satuan dari kalor lebur es serta kalor jenis dari suatu zat?
5. Berikan penjelasan dan pembahasan tentang titik lebur serta kalor lebur dari es (gunakan diagram P-T seperti pada soal diatas) !
6. Apa yang dimaksud dengan harga air dari kalori meter ? dan apa satuannya dalam sistim satuan SI ?
7. Apakah tanda negatif pada persamaan koreksi newton ? dan bagaimana cara menentukan koreksi tersebut ?
8. Mengapa harus dilakukan koreksi terhadap suhu
9. Apakah gunanya batang pengaduk dan kenapa selama percobaan harus dilakukan pengadukan, dan apa akibatnya atau pengaruhnya bila Kalorimeter diaduk terlalu cepat atau kuat ? terangkan dengan jelas dan ringkas !
 
JAWABAN
1














2. Kurva peleburan menunjukkan titik‐titik di mana wujud cair dan padat berada dalam keseimbangan. Titik di mana wujud cair dan padat berada dalam keseimbangan disebut titik lebur alias titik beku (Disebut titik lebur karena pada titik ini es bisa melebur menjadi air. Disebut titik beku karena pada titik ini, air bisa membeku menjadi es). Dengan demikian, kurva peleburan sebenarnya merupakan grafik yang menyatakan hubungan antara tekanan (P) dan suhu titik lebur atau titik beku. Pada tekanan 1 atm, suhu titik beku air (atau titik lebur es) = 0 oC. Sebaliknya pada tekanan 218 atm, suhu titik beku air (atau titik lebur es) kurang dari 0 oC. Perhatikan bahwa pada tekanan 1 atm, air berada dalam wujud cair jika suhunya berada di antara 0 oC dan 100 oC. Air berada dalam wujud padat jika pada tekanan 1 atm, suhunya kurang dari 0 oC atau air berada dalam wujud uap jika pada tekanan 1 atm, suhunya lebih dari 100 oC.
Kurva sublimasi menunjukkan titik‐titik di mana wujud padat dan uap berada dalam keseimbangan. Titik di mana wujud padat dan uap berada dalam keseimbangan disebut titik sublimasi. Dengan demikian, kurva sublimasi sebenarnya merupakan grafik yang menyatakan hubungan antara tekanan (P) dan suhu titik sublimasi… Sublimasi adalah proses perubahan wujud padat menjadi uap, tanpa melewati wujud cair… Biasanya sublimasi hanya terjadi pada tekanan rendah. es hanya bisa menyublim jika suhunya kurang dari 0,01 oC dan tekanan lebih kecil dari 0,006 atm. Titik di mana ketiga kurva saling berpotongan disebut titik tripel .

4. Kalor Lebur adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh 1 kg zat untuk mengubah dari wujud padat menjadi cair pada titik leburnya
satuan dari kalor lebur es :
Kalor jenis es = 2.090 Joule/kg°C, Kalor jenis air = 4.200 Joule/kg°C, Kalor lebur es/air = 334.000 J/kg.
kalor jenis dari suatu zat sebagai berikut :
a. Kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat berpindah dari satu benda ke benda lainnya karena adanya perbedaan suhu.
b. Kalor jenis adalah banyaknya energi yang dibutuhkan untuk menaikkan satu derajat Celcius pada satu gram zat murni.
c. Kapasitas kalor atau kapasitas panas adalah besaran terukur yang menggambarkan banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat (benda) sebesar jumlah tertentu
d. kalor lebur adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah satu satuan massa zat. padat menjadi zat cair pada titik leburnya.
e. Kalor uap adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah kg zat cair menjadi uap pada suhu nya.
f. Kalor embun adalah jumlah kalor yang dilepaskan untuk mengubah 1 kg uap menjadi zat cair pada titik didihnya.

5. Suhu es tidak berubah selama es itu melebur. Dalam keadaan tersebut es menerima kalor namun suhunya tidak mengalami perubahan. Suhu ketika zat melebur disebut titik lebur.Titik beku pada dasarnya sama dengan titik lebur. Setiap zat melebur dan membeku pada suhu yang sama. Titik beku adalah suku ketika suatu zat membeku. Perbedaan antara titik lebur dan titik beku hanya terletak pada peristiwa perubahan wujud saja. Titik lebur terjadi ketika zat berubah dari padat menjadi cair, sedangkan titik beku terjadi ketika zat berubah dari cair menjadi padat.
6. Yang dimaksud dengan harga air kalorimeter adalah banyaknya panas yang diperlukan untuk menaikkan satu satuan derajat suhu kalorimeter tersebut. Jika bahan dari kalorimeter diketahui, yang dimaksudkan dengan harga air tersebut sama dengan kapasitas panas dari kalormeter tersebut. Karena bahan kalorimeter biasanya sering tidak diketahui (panas jenis tidak diketahui), harga air kalorimeter sering ditentukan dengan menggunakan Azas Black.
Dalam Sistem Internasional (SI) satuan untuk kalor dinyatakan dalam satuan kalori (kal), kilokalori (kkal), atau joule (J) dan kilojoule (kj).
·         1 kilokalori= 1000 kalori
·         1 kilojoule= 1000 joule
·         1 kalori   = 4,18 joule


7.

PROSEDUR PERCOBAAN
1. Timbang kalorimeter dalam keadaan kosong dan batang pengaduknya (hanya bagian yang terbuat dari logam saja
2. Isi Kalorimeter dengan air kira-kira ½ volumenya, dan kemudian timbang kembali
3. Masukan Kalorimeter kedalam selubung luarnya
4. Catat suhu kalorimeter mula-mula (percobaan pendahuluan) dan kemudian setiap ½ menit berturut-turut selama 5 menit
5. Hancurkan es balok yang telah disediakan, dan masukan sedikit demi sedikit kedalam kalorimeter dengan hati-hati, pada saat memasukan es tersebut jalankan stopwatch.
6. Amati dan catat suhunya setiap ½ menit sambil diaduk pelan-pelan hingga tercapai suhu minimum (pada saat suhunya tidak turun lagi). Catat suhu ruangan!
Perhatikan : jangan terlalu sering diaduk, untuk setiap percobaan satu kali atau dua kali saja
7. Setelah tercapai suhu minimum, lanjutkan mencatat suhu setiap ½ menit sampai tercapai suhu konstan atau sampai kira-kira 5 menit (suhu akan naik diatas minimum). percobaan akhir
8. Ukur volume thermometer yang tercelup didalam calorimeter .
9. Timbang kembali Kalorimeter setelah es mencair seluruhnya didalam calorimeter
10. Ulangi percobaan 5-2 s/d 5-10 (tanyakan kepada asisten. Berapa kali percobaannya)
11. Catat tekanan udara (P). kelembaban relatif udara (RH). Dan suhu ruangan (T) pada saat melakukan percobaan (sebelum dan sesudah)



     

                      
Percobaan pendahuuan :

                      



TUGAS LAPORAN PERCOBAAN
1. Gambarkan penampang tegak lurus dari Kalorimeter serta isinya secara lengkap dan sebutkan nama bagian bagiannya (pengaduk, thermometer, dan lain-lain)
2. Hitung dan tentukan harga air kalorimeter dengan isinya untuj setiap kali percobaan
3. Gambarkan grafik fungsi suhu (T) vc waktu (t) untuk setiap kali percobaan.
4. Hitung koreksi suhu (koreksi newton) berdasarkan grafik soal no 1-3 diatas, untuk mengoreksi suhu minimum kalorimeter selama percobaan.
5. Hitung kalor yang diberikan atay dilepaskan oleh kalorimeter serta isinya. (ingat…!!! Suhu  harus dikoreksi dahulu)
6. Hitung kalor yang diterima oleh es. Kalor lebur es dinyatakan dengan besarnya x yang besarnya akan dicari atau ditentukan ! (ingat. . . .!! suhu harus dikoreksi dahulu)
7. Hitung kalor lebur es dengan menggunakan azas black
8. Bandingkan hasil kalor lebur es yang didapatkan dengan harga dari literatur. Berikan penjelasan dan sumber-sumber kesalahan !
9. Bila ketelitian pembacaan thermometer tidak dapat lebih teliti dari 0.0 1̊ C, maka penimbangan tidak perlu lebih teliti dari 10 mg. kenapa demikian (buktikan dengan angka-angka)



BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Percobaan

Tabel 4.1 Hasil percobaan menggunakan air panas
Keterangan Percobaan I Percobaan II Percobaan III
Massa kalori kosong
Massa ½ bagian air
Suhu air biasa
Suhu air panas
Suhu kesetimbangan
Massa total 368,5 gram
443,7 gram
29,0 0C
97,8 0C
52,2 0C
515,5 gram 309,8 gram
461,5 gram
28,0 0C
96,5 0C
45,4 0C
514 garm 308,5 gram
442,5 gram
29,6 0C
94,6 0C
51,8 0C
512,7 gram

Tabel 4.2 Hasil percobaan menggunakan es batu
Keterangan Percobaan I Percobaan II Percobaan III
Massa kalori kosong
Massa ½ bagian air
Suhu es batu
Suhu air
Suhu kesetimbangan
Massa total 368,5 gram
366 gram
0,5 0C
29 0C
3,9 0C
562 gram 309,8 gram
469 gram
0,5 0C
29,2 0C
38 0C
551,45 garm 308,5 gram
473,5 gram
0,6 0C
29,2 0C
3,1 0C
543,5 gram

4.2 Pembahasan

4.2.1 Pengukuran Harga Air Kalorimeter
Kalorimeter merupakan suatu alat untuk mengukur kapasitas panas suatu zat atau benda. Kapasitas panas merupakan jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur suatu zat sebesar 1 0C. Kalorimeter juga memilki harga air sendiri yang akan ditentukan melalui percobaan.
Pada saat air panas dimasukkan ke dalam kalorimeter yang telah diisi dengan air biasa, terjadilah asas Black di mana kontak setelah pencampuran air panas dan air dingin akan menyebabkan jumlah kalor yang dilepas oleh air panas akan sama dengan jumlah kalor yang diserap oleh air dingin, sehingga di dalam sistem terjadi kesetimbangan termal dan suhunya disebut dengan suhuh kesetimbangan. Pada percobaan ini, kita juga memperhitungkan kalorimeter maka pada asas Black menjadi : jumlah kalor yang dilepas oleh air panas sama dengan jumlah kalor yang diserap oleh air dingin dan kalorimeter.
Berdasarkan hasil perhitungan (lihat lampiran), diperoleh kapasitas kalor air sebesar 2,34 kal/gram 0C. Sedangkan secara teori kapsitas kalor air adalah sebesar 1 kal/gram 0C. Kesalahan ini dapat disebabkan kurang telitinya praktikan saat mengamati suhu pada termometer digital atau kurang teliti saat melakukan penimbangan.
4.2.2 Pengukuran Kalor Lebur Es
Kalor lebur adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk melebur satu satuan massa zat (dalam percobaan ini adalah es) pada suhu tetap. Peleburan merupakan proses perubahan fasa, jadi suhu zat selama proses peleburan berlangsung akan tetap karena pada perubahan fasa ini molekul-molekul padatan yang rapat akan digerakkan saling menjauh. Proses ini memerlukan emergi, di mana energi ini beralih menjadi energi potensial dari energi kinetik molekul. Oleh karena itu, temperatur zat yang merupakan ukuran energi kinetik rata-rata molekul tidak berubah.
Pada saat potongan es batu dimasukkan ke kalorimeter, maka asa Black kembali berlaku. Di mana jumlah kalor yang dilepaskan mula-mula dan kalorimeter sama dengan jumlah kalor yang diserap oleh es. Sehingga es akan mencair dan akhirnya tercapai kesetimbangan termal dalam sistem.
Berdasarkan hasil perhitungan (lihat lampiran) diperoleh kalor lebur es sebesar - 0,579 kalori.

BAB V
PENUTUP

Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Prinsip kerja suatu kalorimeter adalah berdasarkan asas Black, yaitu “Kalor yang dilepas suatu benda sama dengan kalor yang diserap oleh suatu benda lainnya pada suatu sistem tertutup”.
2. Kapasitas kalor air dari hasil perhitungan adalah 2,34 kal/gram 0C.
3. Kalor lebur es dari hasil perhitungan adalah – 0,579 kal.

Saran

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka disarankan praktikan lebih teliti dalam membaca suhu pada termometer digital dan membaca skala pada timbangan.

DAFTAR PUSTAKA

Bueche, Federick J., 1989, “Seri Buku Schaum Teori dan Soal-soal Fisika Edisi Kedelapan”, Erlangga, Jakarta.
Foster, Bob, 2000, “Fisika Jilid 2”, Erlangga, Jakarta.
Grancoli, Dauglas C., 1998, “Physics Fifth Edition”, Erlangga, Jakarta.
Tripler, Paul A., 1998, “Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 1”, Erlangga, Jakarta.
Zemansky, M. W. dan Richard, H. D., 1986, “Kalor dan Termodinamika”, ITB, Bandung.

LAMPIRAN (PERHITUNGAN)

A. Perhitungan Untuk Pengukuran Harga Harga Air Kalorimeter
1. Percobaan I
Diketahui :
M1 (massa air panas) = massa campuran-(m.calorimeter + air dingin)
= 515,5 gram – 443,7 gram
= 71,8 gram
M2 (massa air dingin) = (m.kalorimeter + air dingin)-(m.kalorimeter)
= 443,7 gram –308,5 gram
= 135,2 gram
C1=C2 = 1 k al / 90C
Tp (suhu air panas) = 97,8 0C
Td (suhu air dingin) = 29,0 0C
Tf (suhu kesetimbangan)= 52,5 0C
Ditanya : C ?
Penyelesaian :
Q lepas = Q serap
Q air panas = Q air dingin + kalorimeter
M1 C1 (Tp-Tf) = M2 C2 (Tf-Td) + C (Tf-Td)













2. Percobaan II
Diketahui :
M1 (massa air panas) = massa campuran-(m.calorimeter + air dingin)
= 514 gram – 461,5 gram
= 52,5 gram
M2 (massa air dingin) = (m.kalorimeter + air dingin)-(m.kalorimeter)
= 461,5 gram – 309,8 gram
= 151,2 gram
C1=C2 = 1 k al / 90C
Tp (suhu air panas) = 96,5 0C
Td (suhu air dingin) = 28,0 0C
Tf (suhu kesetimbangan)= 45,4 0C
Ditanya : C ?
Penyelesaian :
Q lepas = Q serap
Q air panas = Q air dingin + kalorimeter
M1 C1 (Tp-Tf) = M2 C2 (Tf-Td) + C (Tf-Td)


















3. Percobaan III
Diketahui :
M1 (massa air panas) = massa campuran-(m.calorimeter + air dingin)
= 512,7 gram – 442,5 gram
= 70,2 gram
M2 (massa air dingin) = (m.kalorimeter + air dingin)-(m.kalorimeter)
= 442,5 gram – 308,5 gram
= 134 gram
C1=C2 = 1 k al / 90C
Tp (suhu air panas) = 94,6 0C
Td (suhu air dingin) = 29,6 0C
Tf (suhu kesetimbangan)= 51,8 0C
Ditanya : C ?
Penyelesaian :
Q lepas = Q serap
Q air panas = Q air dingin + kalorimeter
M1 C1 (Tp-Tf) = M2 C2 (Tf-Td) + C (Tf-Td)











B. Perhitungan untuk Pengukuran Kalor Es
1. Percobaan I
Diketahui :
M es = M campuran – (m. air + m.caklorimeter)
= 562 – 366
= 196 gr
C es = 1 Kal / groC
Tf = 0,5 0 C

Ditanya : Q peleburan ?
Penyelesaian :
C =

=

=

= 2,34 kal/gram 0C

Qrx = - m es.Ces. Tf + C. Tf
= - 196 . 1 . 0,5 + 2,34 . 0,5
= - 98 + 1,17
= - 96,83









2. Percobaan II
Diketahui :
M es = M campuran – (m. air + m.caklorimeter)
= 551 – 469
= 82,45 gr
C es = 1 Kal / groC
Tf = 0,5C

Ditanya : Q peleburan ?
Penyelesaian :
Qrx = - m es.Ces. Tf + C. Tf
= - 82,45 . 1 . 0,5 + 2,34 . 0,5
= - 41,22 + 1,17
= - 40,055










2. Percobaan III
Diketahui :
M es = M campuran – (m. air + m.caklorimeter)
= 543,5 – 473,5
= 70 gr
C es = 1 Kal / groC
Tf = 0,6 0C
Ditanya : Q peleburan ?
Penyelesaian :
Qrx = - m es.Ces. Tf + C. Tf
= - 70 . 1 . 0,6 + 2,34 . 0,6
= - 42 + 1,404
= - 40,596

Subscribe to receive free email updates:

0 Response to " KALOR LEBUR ES"

Post a Comment