ACARA I PENENTUAN PANAS SPESIFIK BAHAN
A. TUJU TUJUAN AN Tujuan Tujuan dari Acara I Penentuan Panas Panas Spesifk Bahan
adalah: 1. Memah Memahami ami salah salah satu satu metode metode penentu penentuan an panas panas spesifk spesifk bahan hasil pertanian 2. Menentuk Menentukan an besarna besarna panas panas spesifk bahan bahan hasil pertania pertanian. n. B. TINJAUA TINJAUAN N PUSTAKA PUSTAKA Kalor berasal dari kata caloric yang caloric yang ditemukan oleh kimiawan Prancis, Antonnie Laurent Lavoiser. Kalor memiliki satuan kalori (kal) dan kilokalori (kkal). 1 kal sama dengan jumlah anas yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram gram air air naik naik 1!". 1!". #eda #edang ngka kan n kalo kalorr jenis jenis adala adalah h bany banyak akny nyaa kalo kalorr yang yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu satu satuan massa sebesar 1!. Kalor jenis benda biasanya tergantung ada suhu. Aabila erubahan suhu tidak terlalu besar maka besar kalor jenis bisa diangga teta ($abawiyah, %&1&). Kalor (atau energi termal) berindah melalui konduksi, konveksi dan radiasi. Konduksi adalah eristiwa dimana enegi termal berindah dalam 'at akibat tumbukan antara molekulmolekul 'at trsebut. #emakin anas benda, semakin besar energi kinetik ratarata molekulmolekulnya. ila antara dua benda yang bersentuhan terdaat suatu erbedaan suhu, molekul dalam benda yang lebih anas yang memiliki energi lebih tinggi, memindahlan energi ke molekul dalam benda yang lebih dingin yang memiliki energi lebih rendah. *ni berlangsung aabila terjadi tumbuka antara kedua jenis molekul itu. +imbul +imbul aliran aliran ener energi gi,, ener energi gi terma termal, l, dari dari bend bendaa yang yang ana anass ke bend bendaa yang yang lain lain (uche, 1-). #ecara sontan kalor mengalir dari satu benda bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. #atuan umum kalor disebut kalori (kal) dan dideinisikan sebagai jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gr air sebesar 1&". Kalor meruakan energi yang ditranser dari satu benda ke benda yang lain karena erbedaan suhu. /alam satuan #*, satuan utnuk kalor
seerti untuk setia bentuk energi, adalah joule. ila bagian yang berbeda dari sistem terisolasi berada ada suhu yang berbeda, kalor akan mengalir dari bagian yang bersuhu tinggi kebagian yang bersuhu lebih rendah. 0ika sistem benarbenar terisolasi, tidak ada nergi yang daat mengalir ke dalam atau ke luar dari benda tersebut. Kalor yang dileaskan oleh sebagian sistem sama dengan kalor yang dimasukkan oleh bagian yang lain kalor yang dileas 2 kalor yang masuk. Pertukaran energi meruakan dasar untuk teknik yang dikenal sebagai kalorimetri yag meruakan engukuran kuantitati dari ertukaran kalor. 3ntuk setia engukuran, menggunakan kalorimeter. Kalorimeter terisolasi baik sehingga hanya jumlah kecil kalor tertukar dengan kalor
luar. #alah satu enggunaan kalorimeter yang terenting adalah
enentuan kalor sesiik 'at. /alam teknik mengenal sebagai 4metode ercamuran56 contoh 'at dianaskan samai suhu tinggi, yang diukur secara akurat, dan kemudian secara ceat dimasukkan kedalam kalorimeter yang berisi air dingin. Kalor yang hilang oleh 'at akan diterima oleh air dan kalorimeter. /engan mengukur suhu akhir camuran, kalor sesiik daat dihitung (7iancoli, 18). Panas adalah suatu bentuk energi. 9nergi anas adalah semua 'at yang mengandung energi anas dan hal ini disebabkan oleh gerakan atau getaran artikel (atom, molekul, ion). +emeratur adalah suatu ukuran derajat relati anas atau dinginnya suatu bahan, terkait dengan titik didih dan titik beku air yang memiliki nilai numerik. +emeratur bukan meruakan ukuran jumlah energi anas yang dimiliki oleh suatu bahan (0ames , %&&%). ila terdaat erbedaan suhu udara di luar ruangan dan suhu udara di dalam ruangan, maka suhu ermukaan bidangun menjadi berbeda. $amun dalam keadaan suhu yang berubahubah, arus erindahan anasnyaun berbeda. /alam kasus ini, kaasitas atau kemamuan bahan untuk menyiman anas atut dierhitungkan. Kemamuan bahan untuk menyiman anas berbanding lurus dengan keadatan bahan, aktor anas sesiik dan volume (:rick, %&&-).
Kaasitas anas adalah salah satu dasar dan siat termodinamika bahan makanan. ;al ini secara langsung terkait dengan derivati suhu termodinamika dasar ungsi dan karena itu sangat dierlukan untuk erhitungan erbedaan ungsi antara temeratur yang berbeda. ;al ini digunakan untuk membangun energi, entroi dan erubahan menghitung dalam reaksi entali dengan suhu.
emasak, membakar, sterilisasi atauun endinginan, indah anas adalah sebuah bagian setia engolahan angan. Pengatahuan rinsirinsi yang mengatur indah anas adalah enting untuk daat memakai suatu engolahan angan. Pindah anas adalah roses yang dinamis yaitu anas diindahkan secara sontan dari satu badan ke badan lain yang lebih dingin. Perbedaan suhu antara sumber anas dan enerima anas meruakan gaya tarik dalam indah anas. Peningkatan erbedaan suhu akan meningkatkan gaya tarik sehingga meningkatkan keceatan indah anas. Panas yang melalui satu badan ke badan lain, indah menembus beberaa erantara, yang ada umumnya memberikan enahanan ada aliran anas. Kedua aktor ini, yaitu erbedaan suhu dan enahan aliran anas, memengaruhi keceatan indah anas (9arle, 1?). +ermometer air raksa atau cairan lainnya, adalah didasarkan atas emuaian anas. Panas yang dierlikan untuk menaikkan suhu 1 gram benda sebesar kenaikan suhu 1 &", disebut anas jenis, yang satuannya adalah kalori@gram &", yang umumnya tergantung suhu benda. Panas jenis air murni ada suhu 1 &" adalah 1 kalori@gram &". Adaun anas yang dierlukan untuk menaikkan suhu 1 &" bagi bahan yang massanya m dan anas jenisnya c adalah mc, yakni sama dengan ekuivalen dengan anas yang dierlukan untuk menaikkan suhu 1 &" air murni sebanyak mc, sehingga besaran mc lalu dinamakan sebagai nilai air, atau sering ula disebut sebagai kaasitas anas. Panas kecuali mengalir dari suatu benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih renda aabila keduanya disinggungkan satu sama lain, juga
mengalir dari bagian suatu benda tang suhnya tinggi ke bagian lain dari benda itu yang juga suhunya lebih rendah (#oedojo, 1). Panas sesiik adalah dasar antar
thermophysical dan
thermodynamic. *ni secara langsungdihubungkan dengan engukuran suhu dari thermodynamic dasar berungsi dan sangat dibutuhkan untuk hitungan dari dayaseimbang, entroi dan untuk menghitung erubahan di reaksientali dengan suhu.
termal bahan juga daat dirediksi dengan
menggunakan model emiris. ;ubungan teoritis dan emiris yang digunakan dalam merancang roses anas menggunakan siatsiat thermal dari bahan yang digunakan harus diketahui, namun inormasi siatsiat ini masih terbatas, dan yang tersedia dieroleh dengan berbagai teknik yang berbeda, serta nilai ini tidak selalu tersedia (0assin, %&1&). 3ntuk melakukan ercobaan dengan kalorimeter langkah yang harus dilakukan adalah menimbang kalorimeter kosong beserta engaduknya, kemudian memasukkan kalorimeter yang sudah diisi dengan air (massa sudah diketahui) ke dalam elindung dan mengukur suhunya (air dan kalorimeter). >emanaskan bahan yang akan diuji samai suhu tertentu kemudian memasukkan bahan tersebut ke dalam kalorimeter dan diukur suhu kesetimbangannya. Pengukuran untuk menentukan kalor jenis dan kaasitas anas dilakukan berulang, maka analisa data yang dilakukan melalui erhitungan ketidakastian (#hin, %&11). 9nergienergi internal & ! " air dan es diangga dari ersekti derajat kebebasan dan anas laten usi air dihitung, yang dalam erjanjian baik dengan
nilai
yang
diterbitkan.
/engan
ertimbangan
yang
sama,
kalor laten usi amonia dan metanol dihitung dan hasilnya dalam erjanjian yang wajar dengan nilai diterbitkan. #trategi sederhana ini daat memberikan memanaskan sesiik air, amonia cair, dan metanol, yang dalam kesesuaian dengan data yang dikenal (LianBi, %&&-).
Salah satu bentuk olahan beras palin! sederhana adalah pembuatan tepun! beras. Tepun! merupakan salah satu bentuk alternati" produk seten!ah jadi an! dianjurkan karena akan
lebih
tahan
disimpan#
mudah
dicampur
$dibuat
komposit%# diperkaa &at !i&i $di"ortifkasi%# dibentuk# dan lebih cepat dimasak sesuai tuntutan kehidupan modern an! serba praktis $Indriani# 2'1(%. >etode kalorimetrik biasanya digunakan dalam engukuran anas kaasitas. $amun, metode ekserimen tidak dimanaun engukuran yang sangat akurat sehingga tidak mungkin karena untuk kondisi ekstrim ermukaan, geometri bahan dan ukuran, disituasi seerti ini, metode masalah inversi yang aling cocok karena menggunakan engetahuan tentang suhu transien adat dalam hubungannya dengan ersamaan konduksi anas dan Levenberg >arCuardt algoritma untuk menentukan siat termoisical lebih akurat
(Kuye, %&1&). Kaasitas anas ada umumnya dinyatakan dengan kalori er derajat
"elcius atau tu er derajat :ahrenheit. /alam ersamaan terlihat bahwa numerik kaasitas anas itu sama dengan jumlah anas yang harus diberikan ada benda itu agar suhunya naik satu derajat. Kaasitas anas jenisnya ( specific heat capacity) dideinisikan sebagai kaasitas anas er satuan massa bahan. Pada umumnya kaasitas anas jika dinyatakan dengan kalori er gram derajat "elcius atau tu er ound derajat :ahrenheit (#uradji, 1-). 3ntuk melakukan ercobaan dengan kalorimeter langkah yang harus dilakukan adalah menimbang kalorimeter kosong beserta engaduknya, kemudian memasukkan kalorimeter yang sudah diisi dengan air (massa sudah diketahui) ke dalam elindung dan mengukur suhunya (air dan kalorimeter). >emanaskan bahan yang akan diuji samai suhu tertentu kemudian
memasukkan bahan tersebut ke dalam kalorimeter dan diukur suhu kesetimbangannya. Pengukuran untuk menentukan kalor jenis dan kaasitas anas dilakukan berulang, maka analisa data yang dilakukan melalui erhitungan ketidakastian (:itriyani, %&11). Kaasitas anas sesiik dideinisikan sebagai jumlah anas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu satu satuan massa bahan oleh 1 K. Klasik, engukuran kaasitas anas telah dilakukan dengan kalorimeter adiabatik, dimana erubahan suhu bertaha (A+) dari kalorimeter internal dianaskan dan terkendali dengan baik di lingkungan adiabatik. *ni melibatkan kalibrasi dan memakan waktu suhu dan aliran anas dari kalorimeter luar siklus emanasan. kemajuan
dalam
kontrol
modern
dan
teknologi
engukuran
telah
memungkinkan engembangan dierensial scanning kalorimeter (+an, %&&D).
C. METODOLOGI 1. Alat a. )alorimeter b. Termometer c. Pen!ukur *aktu d. Timban!an e. )ompor listrik 2. Bahan a. A+uadest b. Tepun! beras
(. ,ara )erja Penimban!an dan pen!ukuran suhu A+uades
Penimban!an dan pen!ukuran Pemasukkan ke dalam kalorimeter
Tepun! beras
Penimbangan Pemanasan samai suhu ?&!", ?!", 8&!" dan 8!" Pemasukkan ke dalam kalorimeter Pengadukan Pengukuran suhu camuran
D. HASIL DAN PEMBAHASAN Tabel 1.1 -ata asil Pen!amatan Panas Spesifk Bahan
)elompo k
1 dan
2 dan
Bahan
Massa $!r%
Suhu $o,%
Tepun! beras
2
'
, $kal/! o ,% 1#'3(
A+uades )alorimeter
1'' 122
25 2
1 '#1'3
Bahan campuran Tepun! beras
7
(1
7
2
'#62
1'' 12 7
26 24 (5
1 '#1'3 7
A+uades )alorimeter Bahan campuran
0 $kal% 333#4 2 3'' 36#(2 5 7 3#2 3 '' (# 7
( dan 3
5
Tepun! beras
2
3'
'#551
A+uades )alorimeter
1'' 122
2 2
1 '#1'3
Bahan campuran Tepun! beras
7
24
7
2
3
'#5
A+uades )alorimeter
1'' 122
23 2
1 '#1'3
(1
7
Bahan 7 campuran Sumber : 8aporan Sementara
52#' 2 5'' 2#21 7 533#3 5'' 36#(2 5 7
Panas sesiik (") bahan angan adalah jumlah anas yang dibutuhkan untuk meningkatkan temeratur satu satuan kuantitas bahan angan sebesar satu derajat dikali bobot roduk dikali erubahan temeratur yang diinginkan. *normasi tentang anas sesiik sangat enting, aabila wujud dari bahan angan mengalami erubahan, maka nilai dari variabel anas sesiik harus dimasukan dalam enghitungan beban anas. #elain dengan engukuran, konduktivitas termal bahan juga daat dirediksi dengan menggunakan model emiris. ;ubungan teoritis dan emiris yang digunakan dalam merancang roses anas menggunakan siatsiat thermal dari bahan yang digunakan harus diketahui, namun inormasi siatsiat ini masih terbatas, dan yang tersedia dieroleh dengan berbagai teknik yang berbeda, serta nilai ini tidak selalu tersedia (0assin, %&1&). eberaa metode yang digunakan untuk mengukur anas sesiik bahan diantaranya selain metode ecamuran adalah ersamaan yang dikemukanan #iebel yang digunakan untuk menentukan anas sesiik bahan angan dengan kandungan air yang tinggi " 2 5#166 ( '.''6 M + '.2' )
dimana M adalah persentase kadar air $basis basah%. Selain
persamaan
an!
dikemukakan
Siebel#
terdapat
persamaan lain an! dikemukakan oleh ,harm an! dapat
men!hitun! panas spesifk bahan den!an mempertimban!kan kandun!an lemak bahan Cp = 5#166 $'# X f + '#(( X s +X m % dimana 9" adalah "raksi lemak# 9s adalah "raksi padatan dan 9m adalah "raksi air $Manalu# 2'12%. >etode yang sering digunakan untuk mengukur anas sesiik bahan adalah metode ercamuran yang meruakan metode yang digunakan untuk raktikum ini. "ara kerjanya adalah contoh 'at dianaskan samai suhu tinggi, dan diukur secara akurat, dan kemudian secara ceat dimasukkan kedalam kalorimeter yang berisi air dingin. Kalor yang hilang oleh 'at akan diterima oleh air dan kalorimeter. /engan mengukur suhu akhir camuran, kalor sesiik daat dihitung (7iancoli, 18). Prinsi kerja kalorimeter didasarkan atas Asas lack adalah ada encamuran dua 'at, banyaknya kalor yang dileas 'at yang suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima 'at yang suhunya lebih rendah. 0ika dua buah benda yang berbeda yang suhunya dicamurkan, benda yang anas memberi kalor ada benda yang dingin sehingga suhu akhirnya sama. 0umlah kalor yang disera benda dingin sama dengan jumlah kalor yang dileas benda anas. enda yang didinginkan meleas kalor yang sama besar dengan kalor yang disera bila dianaskan.;ubungan anas sesiik dengan anas yang dibutuhkan adalah semakin besar nilai anas sesiik, semakin besar ula anas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhunya. Karena anas sesiik adalah jumlah anas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sebesar 1!". $ilai anas sesiik berbanding lurus dengan jumlah anas yang dibutuhkan. 0adi, rinsi kesetimbangan kalor yaitu kalor yang diberikan bahan sama dengan kalor yang diterima oleh sistem kalorimeter (:ueri, %&1E).
Tabel 1.1 merupakan hasil pen!amatan panas spesifk
bahan. Pada kelompok 1 dan men!!unakan tepun! beras an! dipanaskan hin!!a 'o, # panas spesifk tepun! beras an! didapatkan adalah 1#'3( kal/! o,. ntuk kelompok 2 dan men!!unakan tepun! beras an! dipanaskan hin!!a o, # panas spesifk tepun! beras
an! didapatkan adalah '#62
kal/! o,. ntuk kelompok ( dan 3 men!!unakan tepun! beras an! dipanaskan 3' o, # panas spesifk tepun! beras an! didapatkan
adalah
'#551
kal/!
o
,.
ntuk
kelompok
5
men!!unakan tepun! beras uan! dipanaskan 3 o,# panas spesifk tepun! beras an! didapatkan adalah '#5 kal/! o,. >enurut $aituulu (%&&?) nilai anas sesiik teung beras sebesar &,E8 kal@go". ;asil ercobaan tidak sesuai dengan teori dikarenakan beberaa aktor. /iantaranya nilai eisien massa bahan, waktu emanasan, serta daya dan besarnya erubahan suhu yang terjadi saat encamuran. :aktor yang memengaruhi anas sesiik bahan diantaranya adalah suhu bahan, erubahan suhu yang terjadi saat encamuran dan waktu emanasan
E. KESIMPULAN )esimpulan
an! didapat pada praktikum Acara
1
;Penentuan Panas Spesifk Bahan< adalah: 1. Pada engukuran anas sesiik bahan angan, menggunakan metode camuran. >etode ini menggunakan rinsi kesetimbangan kalor yaitu kalor yang diberikan bahan sama dengan kalor yang diterima oleh sistem calorimeter.
2. Panas spesifk tepun! beras pada kelompok adalah '#62 kal/! o,.
DAFTAR PUSTAKA Alakali 0oseh #, #unday =, 9'e, >ichael = $gadi. %&1%. Influence of Variety and Processing Methods on Specific Heat Capacity of Crude Palm Oil. *nternational 0ournal o "hemical 9ngineering and Alications,
uche, :rederick. 1-. Teori dan Soal-Soal isi!a. 9rlangga. 0akarta. 9arle, F.L. 1?. #atuan =erasi /alam Pengolahan Pangan. #astra ;udaya. ogor. :itriyani, Gulan, dan 9njang 0aenal >ustoa. %&11. Pem"uatan #alorimeter Sederhana dengan Memanfaat!an $ahan-"ahan di %ing!ungan Se!itar. Prosiding #imosium $asional *novasi Pembelajaran dan #ains 1D- H 1%. :rick ;ein'., Antonius Ardiyanto., A># /armawan. %&&-. Ilmu isi!a $angunan. Kanisius. Iogyakarta. :uerti. J. >egah Aysah, #yakbaniah dan Fatnawulan. %&1E. Per"andingan #ara!teristi! isis #opi %u&a! 'Ci(et coffee) dan #opi $iasa *enis +ra"i!a. 0urnal Pallar = Physic a dan :eng Li. %&&-. 3plain The %atent Heat +nd Specific Heat Of 4ater, +mmonia, +nd Methanol 4ith /egrees Of reedom. linn "ollege, ryan, + 88-&, 3#A. ;igh #chool, +angshan, ;ebei, &?E&%1, P.F. "hina. >analu, Lamhot P., Amos., Gahyu dan Purwanto. %&1%. Penentuan Sifat Termofisi! Temu %a&a! dan Temu Putih . 0urnal Litbang *ndustri. ., Lessio, . "., >organte, ". >., #antos, >. >. dan Augusto, P. 9. /. %&1%. Specific Heat 'Cp) Of Tropical ruits7 Ca18, Cashe& +pple,
Cocoa, #i&i, Pitanga, Soursop ruit +nd 9ello& Melon. International ood 6esearch 0ournal 1 (E) -11-1D. 3nicam. ra'il. #hin, /onghyun, dan /ebjyoti anerjee. %&11. nhanced Specific Heat of Silica 2anofluid . 0ournal o ;eat +ranser, 3niversity. +eBas. #oedojo, Peter. 1. isi!a /asar . Andi. Iogyakarta. #uradji, 1-. Pengantar isi!a Te!ni!. 3$# Press. #urakarta +an, *hwa., "hong ". Gee, Peter A. #oade, and Peter 0. ;alley. %&&D. stimating the Specific Heat Capacity of Starch-4ater-:lycerol Systems as a unction of Temperature and Compositions. #tarch 0ournal,
LAMPIRAN
Mw 2 mw B "w (+ D+%)
2 1&& B 1 (ED%-) 2 ?&& kal Mc 2 mc B "c (+D+1) 2 1&& B &,1&8 (ED%) 2 E, kal M# 2 MwNMc 2 ?&&NE, 2 ??8,%8 kal
m = , = >T ? 3#23 2 = , = $7(5% ? 3#23 2 = , = (1 ? 3#23 667,27
, ,
?
775
? '#62 kal/! @,
LAMPIRAN
Gambar 1.1 Penimban!an Tepun!
Gambar 1.2 Penimban!an
