PANAS JENIS ZAT PADAT (F-1)

PANAS JENIS ZAT PADAT
(F-1)

I. Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah :

 Menentukan panas jenis dari berbagai logam


II. Alat-Alat Percobaan dan Fungsinya

• Kalorimeter dengan pengaduk: sebagai sistem untuk melakukan percobaan dan untuk mengukur kalor jenis zat
• Termometer : untuk mengukur temperatur
• Tabung takaran : tabung yang digunakan untuk mengukur air yang akan dimasukkan ke dalam kalorimeter
• Silinder aluminium : sebagai objek atau zat padat yang akan digunakan pada saat percobaan
• Balok kuningan : sebagai objek atau zat padat yang akan digunakan pada saat percobaan
• Benang : untuk mengikat benda yang akan dimasukan ke kalorimeter



III. Tinjauan Pustaka

“Apabila pada kondisi adiabatis dicampurkan dua macam zat yang temperaturnya mula-mula berbeda, maka pada saat kesetimbangan banyak kalor yang dilepas oleh zat yang temperatur mula-mulanya tinggi sama dengan benyaknya kalor yang diserap oleh zat yang temperaturnya mula-mula rendah.” Pernyataan tersebut adalah bunyi dari Azas Black. Dimana pada saat terjadi perpindahan kalor berlaku hukum kekekalan energi.

Kalor yang dilepas = kalor yang diterima
Q lepas = Q terima
m1 c1 ( T1 – T’ ) = m2 c2 ( T2’ – T2 )

Apabila harga c diketahui maka dapat ditentukan harga c yang lain berdasarkan Azas Black. Prinsip pengukuran seperti ini disebut kalorimetri. Sedangkan alat untuk mengukur kalor jenis zat berdasarkan prinsip kalorimeter disebut kalorimeter. Tabung bagian dalam kalorimeter dapat terbuat dari logam ( biasanya aluminium atau tembaga ) dan sudah diketahui kalor jenisnya. Tabung tersebut diisi air hingga penuh, logam yang akan diukur panas jenisnya dipanaskan dulu dan kemudian dimasukkan kedalam kalorimeter.
Pada setiap kalorimeter biasanya diketahui kapasitas panasnya disebut “harga air kalorimeter ( Ha ), yaitu suatu hasil kali antara massa kalorimeter dengan kalor jenisnya. Jadi kalor yang diserap oleh kalorimater dapat dirumuskan sebagai:

Qk = mk ck T
atau
Qk = Ha
dengan
Ha = mk ck

Logam yang dipanaskan akan mengalami kenaikan suhu, energai kalor yang diperlukan suhu suatu massa logam disebut dengan panas jenis (Specific Heat) dilambangkan cz.
Apabila kalorimeter diisi dengan air dengan massa ma dan suhu awal T1 yang sama dengan suhu kalorimeter kemudian ke dalamnya dimasukan logam bermassa mz dengan suhu T2 akan terjadi perpindahan energi panas dari logam ke air dan kalorimeter sehingga diperoleh suhu setimbang T3, perpindahan panas ke lingkungan bernilai kecil sehingga dapat diabaikan dalam hal ini panas jenis zat padat dinyatakan dengan persamaan:

cz = ( ma c + C ) ( T3 – T1 )
mz ( T2 – T3 )
dengan
c = Panas jenis air ( Kal/g C )
C = Kapasitas panas Kalorimeter ( Kal/ C )
cz = Panas jenis zat ( Kal/g C )


Panas dapat berpindah dengan tiga cara yaitu:
 Konduksi : perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan massa atau partikel zat. Terjadi pada zat padat.
 Konveksi : perpindahan kalor yang disertai perpindahan massa atau partikel zat. Terjadi pada zat cair dan gas.
 Radiasi : perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik ( tidak memerlukan medium ). Terjadi pada matahari.



IV. Prosedur Percobaan
a) Menimbang massa balok alumunium dengan menggunakan neraca O’Hauss.
b) Mengisi kalorimeter dengan 100 cm3 air dengan menggunakan tabung takaran,membiarkan sesaat kemudian mengukur suhunya (T1).
c) Memanaskan balok aluminium dengan mencelupkannya kedalam air mendidih selama 5 menit, kemudian mengukur suhu air tersebut(T2).
d) Mengambil balok aluminium tersebut lalu mengeringkan dan memasukkan dengan cepat kedalam kalorimeter.
e) Mengaduk dengan terarur sampai suhu setimbang(T3).
f) Mengulangi percobaan tersebut untuk volume air 200 cm3 .
g) Mengulangi prosedur diatas untuk balok besi.


V. Tugas Pendahuluan
1. Jelaskan dengan singkat apa yang dimaksud dengan azas Black dan dari sistem percobaan, mana penerima panas dan pelepas panas?
2. Turunkan persamaan diatas dan jelaskan!
3. Jelaskan dengan singkat apa perbedaan konduksi, konveksi, dan radiasi!
4. Jelaskan mengapa suhu awal kalorimeter dan suhu air harus sama?
5. Apa yang dimaksud dengan suhu kesetimbangan?
6. Jelaskan arti fisis dari c, untuk aluminium dan besi dan tuliskan harga panas jenis literatur.

Jawaban :

1. Apabila pada kondisi adiabatis dicampurkan dua macam zat yang temperaturnya mula-mula berbeda, maka pada saat kesetimbangan banyak kalor yang dilepas oleh zat yang temperatur mula-mulanya tinggi sama dengan benyaknya kalor yang diserap oleh zat yang temperaturnya mula-mula rendah. Penerima panas adalah air dan kalorimeter, sedangkan pelepas panas adalah logam.


2. Q lepas = Q terima
mz cz ( T2 – T3 )= ma c ( T3 – T1 ) + C ( T3 – T1 )
mz cz ( T2 – T3 )= (ma c + C ) ( T3 – T1 )
cz = ( ma c + C ) ( T3 – T1 )
mz ( T2 – T3 )

dengan
c = Panas jenis air ( Kal/g C )
C = Kapasitas panas Kalorimeter ( Kal/ C )
cz = Panas jenis zat ( Kal/g C )


3. Konduksi : perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan massa atau partikel zat. Terjadi pada zat padat.
Konveksi : perpindahan kalor yang disertai perpindahan massa atau partikel zat. Terjadi pada zat cair dan gas.
Radiasi : perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik ( tidak memerlukan medium ). Terjadi pada matahari.

4. Karena mengalami adiabatis, yaitu tidak ada perpindahan panas dari sistem ke lingkungan ( panasnya terisolasi )

5. Keadaan dimana dari penerima dan pelepas kalor adalah sama.

6. Kalor yang dibutuhkan oleh aliminium dan besi dengan massa 1 g untuk menaikan suhu 1 C. Aluminium = 0, 217 Kal/g C dan besi = 0, 113 Kal/g C.

DAFTAR PUSTAKA


Zemansky,Sears. 1982. Fisika untuk Universitas. Bandung : Binacipta.

Abdurrofi,Muh. Hidayat,Tatang. 2003. Belajar Cepat Fisika. Bogor : Pustaka Gemilang