DASAR TEORI BASIC THEORY
A. Pengertian Definition
Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1 derajat celcius. Perkataan “kapasitas” dapat memberikan pengertian yang menyesatkan karena perkataan tersebut menyarankan pernyataan “ banyaknya kalor yang dapat dipegang oleh sebuah benda” yang merupakan pernyataan yang pada pokoknya tidak berarti, sedangkan yang artinya sebenarnya dengan perkataan tersebut hanyalah tenaga yang harus ditambahkan sebagai kalor untuk menaikkan temperatur benda sebanyak satu derajat.
Alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat dalam suatu
perubahan atau reaksi kimia disebut kalorimeter . Kalorimeter yang biasa digunakan
di laboraturium fisika sekolah berbentuk bejana biasanya silinder dan terbuat dari logam misalnya tembaga atau aluminium dengan ukuran 75 mm x 50 mm (garis tengah). Bejana ini dilengkapi dengan alat pengaduk dan diletakkan di dalam bejana
yang lebih besar yang disebut mantel. Mantel tersebut berguna untuk mengurangi
hilangnya kalor karena konveksi dan konduksi.
Kalor Jenis kalor adalah satu bentuk energi. Kalor dapat mengubah suhu atau wujud benda. Satuan kalor adalah kalori disingkat dengan kal. Satu kalori adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 gram air sehingga suhunya
naik 10C. Karena kalor merupakan bentuk energi, masa dalam SI satuan kalor sama
dengan satuan energi yaitu Joule/ J. Dalam pengukuran menunjukkkan adanya kesetaraan antara kalor dengan energi yaitu : 1 kalori setara dengan 4,18 J atau 1 J setara dengan 0,24 kalori. Kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yang
diperlukan 1 kg zat untuk menaikkan suhunya 10C.
Menurut asas Black apabila ada dua benda yang suhunya berbeda kemudian disatukan atau dicampur maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. Aliran ini akan berhenti sampai terjadi keseimbangan termal (suhu kedua benda sama). Secara matematis dapat dirumuskan : Q lepas = Q terima
Yang melepas kalor adalah benda yang suhunya tinggi dan yang menerima kalor adalah benda yang bersuhu rendah. Bila persamaan tersebut dijabarkan maka akan diperoleh
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. Air dalam jumlah yang banyak, seperti danau atau lautan cenderung membuat variasi temperatur tidak berlebihan didekatnya karena air dapat menyerap atau melepas energi termis dalam jumlah yang besar sementara mengalami perubahan temperatur yang sangat kecil.
Karena panas jenis air praktis konstan meliputi jangkauan temperatur yang lebar, panas jenis sebuah benda dengan mudah dapat diukur dengan memanaskan benda sampai suatu temperatur tertentu yang mudah diukur, dengan menempatkannya dalam bejana air yang massa dan temperaturnya diketahui, dan dengan mengukur temperatur kesetimbangan akhir. Jika seluruh sistem terisolasi dari sekitarnya maka panas yang keluar dari benda sama dengan panas yang masuk ke air dan wadahnya. Prosedur ini disebut kalorimetri, dan wadah air yang terisolasi dinamakan kalorimeter.
Misalkan m adalah massa benda, c adalah panas jenis, dan Tio adalah temperatur
awal. Jika Tf adalah temperatur akhir benda dalam bejana air, maka panas yang
keluar dari benda adalah :
)` ( io f
keluar mc T T
Q = −
Dengan cara yang sama, jika Tio adalah temperatur awal air dan wadahnya, dan Tf
adala temperatur akhirnya (temperatur akhir benda dan air adalah sama, karena keduanya segera setimbang), maka panas yang diserap oleh air dan wadahnya adalah : ) ( ) ( f io w w f io a a masuk m c T T m c T T Q = − + −
Dengan ma dan ca = 4,18 kJ/kg.K adalah massa dan panas jenis air, dan mw dan cw
adalah massa dan panas jenis wadah. Perhatikan bahwa dalam persamaan ini kita telah memilih untuk menuliskan beda temperatur agar panas yang masuk dan panas yang keluar merupakan besaran yang positif. Karena jumlah panas ini sama, panas jenis c benda dapat dihitung dengan menuliskan panas yang keluar dari benda sama
dengan panas yang masuk dari air dan wadah :
masuk keluar Q Q = ) ( ) ( ) (T ib T f maca T f T io mwcw T f T ia mc − = − + −
Karena hanya beda temperatur yang ada dalam persamaan di atas dan karena Kelvin dan derajat Celcius berukuran sama, maka semua temperatur dapat diukur dalam skala Kelvin dan derajat Celcius tanpa mempengaruhi hasilnya.
Jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikan temperatur suatu zat dengan jumlah tertentu bergantung pada apakah zat dibolehkan mengembang sementara dipanaskan. Jika zat tidak dibiarkan berekspansi, semua panas akan menyebabkan
Q lepas = Q terima m1.c1.(t1 - ta) = m2.c2.(ta-t2)
kenaikan temperatur. Namun jika zat dibiarkan memuai, zat akan melakukan usaha disekitarnya pada udara, jika tidak ada benda lain. Kerena itu lebih banyak energi panas dibutuhkan untuk melakukan usaha seperti halnya untuk menaikkan temperatur. Jadi, untuk semua zat yang memuai bila dipanaskan, kapasitas panas
atau panas jenis pada volume konstan cv lebih kecil daripada kapasitas panas atau
panas jenis pada tekanan konstan cp. Adalah sangat sukar untuk menghalangi
padatan atau cairan untuk memuai jika dipanaskan. Namun, pemuaian, dan karena
itu usaha yang dilakukan , biasanya sangat kecil, sehingga perbedaan antara cv dan
cp dapat diabaikan dalam banyak hal.
Untuk gas, keadaannya cukup berbeda. Gas memuai sangat banyak jika dipanaskan pada tekanan konstan, jadi gas melakukan usaha dalam jumlah yang cukup besar. Jadi, ada perbedaan yang besar antara panas jenis dan kapasitas panas gas pada tekanan konstan dan panas jenis pada volume konstan.
Heat capacity is the amount of heat needed to raise body temperature by 1 degree Celsius. The word "capacity" to give the sense that word is misleading because it suggested that the statement "the number of heat that can be held by an object" which is a statement which in principle does not mean that, while the actual words that mean the only power that should be added as heat to raise temperature objects as much as one degree.
The instrument used to measure the amount of heat involved in a change or a
chemical reaction called a calorimeter . Calorimeter which is used in school physics
laboratories generally cylindrical-shaped vessel made of metal such as copper or aluminum with size 75 mm x 50 mm (diameter). The vessel is equipped with a mixer
and placed in a larger vessel called the mantle. Mantel is useful to reduce loss of heat
due to convection and conduction.
Heat Type Heat is a form of energy. Heat can change the temperature or the shape of objects. Units of heat is the calorie abbreviated cal. One calorie is the amount of heat needed to heat 1 gram of water so that the temperature rise 1 ℃. Because heat is a form of energy, time in the SI unit of heat equal to the energy unit is Joule / J. In the measurement, indicating the existence of equality between the heat energy that is: 1 calorie is equivalent to 4.18 J or 1 J is equivalent to 0.24 calories. Heat type of a substance is the amount of heat needed to raise 1 kg of a substance its temperature 10℃.
According to the principle of Black if there are two things a different temperature then mixed together or there will be a flow of heat from high temperature objects toward the low-temperature objects. This flow will stop until there is thermal equilibrium (the temperature of the two objects same). Mathematically can be
formulated : Q out = Q received.
Which releases heat is a thing that high temperature and heat is the object that receives a low temperature. When these equations are converted it will be obtained
From the above table can be seen that the specific heat of water is much greater than the heat of other substances. Due to a very large heat capacity, water is an
excellent material to store thermal energy. Water is also a good cooler. Water in large amounts, such as lakes or oceans tend to make the temperature variation is not
Q lepas = Q terima m1.c1.(t1 - ta) = m2.c2.(ta-t2)
excessive because the water nearby to absorb or release thermal energy in large quantities while experiencing a very small temperature changes.
Top of Form
Since practically constant hot water types include a wide range of temperatures, heat type of an object can easily be measured by heating the object up to a certain temperature is easily measured, by placing it in a vessel of water mass and its
temperature is known, and by measuring the temperature of the final equilibrium. If the whole system is isolated from its surroundings, the heat coming out of the same thing with the heat that goes into the water and wadahnya.Prosedur is called
calorimetry, and an insulated water container dinamaka calorimeter. Suppose m is
the mass of the object, c is specific heat, and Tio is the initial temperature. If Tf is final
temperature of objects in the water vessel, then the heat out of objects are :
)` ( io f
keluar mc T T
Q = −
In the same way, if Tio is the initial temperature of the water and container, and Tf
is the temperature of the end (the end of the body and water temperatures are the same, since both immediately equilibrium), then the heat absorbed by water and container are : ) ( ) ( f io w w f io a a masuk m c T T m c T T Q = − + −
With ma and ca = 4.18 kJ / kg.K is the mass and specific heat of water, and mw and
cw is the mass and specific heat of the container. Note that in this equation we have
chosen to write the temperature difference for heat input and heat that comes out is a positive quantity. Because the same amount of this heat, hot type c object can be calculated by writing the heat that comes out of the same object with the incoming heat from water and container :
masuk keluar Q Q = ) ( ) ( ) (T ib T f maca T f T io mwcw T f T ia mc − = − + −
Since only the temperature difference that exists in the equation above and because of Kelvin and degrees Celsius the same size, then all temperature can be measured in Kelvin and degrees Celsius scales without affecting the results.
METODE PRAKTIKUM
METHOD PRACTICUM
A. Alat dan Bahan
A. Tools and Materials
1. Kalorimeter
2. Termometer 100℃ 3. Air panas dan air dingin 4. Neraca
1. Calorimeter
2. The thermometer 100 ℃ 3. Hot and cold water
4. Balance 5. Glass