LAPORAN RESMI PRAKTIKUM FISIKA DASAR 1
DISUSUN OLEH :
NAMA
NIM
: ARIS MUNANDAR TAMBUNAN : 10/ 13662/ THP
JURUSAN
: TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN
FAKULTAS
: FAKULTAS PERTANIAN
GOLONGAN
: I
KELOMPOK
: I
CO. ASS
: SOLEH NURFIANTO
DOSEN PEMBIMBING
: Ir. EKA SUHARTANTA
INSTITUT PERTANIAN STIPER YOGYAKARTA 2011
I. TANGGAL PRAKTIKUM : 8 Maret 2011 II. ACARA 4
: Panas Lebur dan Panas Penguapan
III. TUJUAN
: Menentukan panas lebur dan penguapan air
IV. ALAT DAN BAHAN A. Alat
B.
1. Kalori meter dengan kawat pemanas
: 1 buah
2. Termometer batang
: 1 buah
3. Voltmeter
: 1 buah
4. Amperemeter
: 1 buah
5. Saklar
: 1 buah
6. Stopwatch
: 1 buah
7. Timbangan
: 1 bua h
Bahan
1. Air
: Secukupnya
2. Es
: Secukupnya
V. TINJAUAN PUSTAKA
Keadaan ( phase ) zat dialam ada 3 phase yaitu padat, cair, gas. Zat-zat itu dalam kondisi suhu dan tekanan t ertentu mengalami 3 fase t ersebut. Misalnya juga air mengalami hal seperti itu yaitu dalam keadaan padat, keadaan cair, dan padat juga berupa gas atau uap. Transisi dari fase satu ke fase lain disertai dengan pelepasan atau penyerapan panas dan sering kali disertai dengan perubahan volume. Sebagai contoh, andaikan bahwa sebongkah es yang diambil dari kulkas 0
dengan suhu misalnya -25 C. Cepat-cepat es dimasukan kedalam suatu bejana pemanas yang dilengkapi dengan thermometer untuk mengukur suhunya dengan penambahan panas yang ajeg. Tampaklah bahwa penunjukan therometer naik secara ajeg sampai 00C. Disini dengan segera akan nampak adanya air dalam bejana dengan kata lain es mencair, terjadi perubahan fase dari padat menjadi cair. Kenaikan suhu berhenti karena panas seluruhnya dipakai untuk mencair. Setelah es mencair seluruhnya, suhu air perlahan-lahan naik kembali. Kenaikan suhu sekarang lebih lambat dari sebelum mencair sebab panas jenis dari air lebih besar dibanding panas jenis es. Kenaikan suhu air terhenti lagi pada suhu 0
0
100 C,terjadi penguapan. Suhu tetap 100 C sampai air menguap seluruhnya. Jika uap air masih menerima panas akhirnya menjadi uap superheated . Titik lebur es atau titik beku air dan titik didih air dapat dinyatakan pada grafik suhu fungsi waktu. Secara umum panas mengubah wujud yang digunakan untuk mencair ataupun menguap oleh zat bermassa m adalah Q = mL. Dimana Q adalah panas yang diserap atau yang dihasilkan dan L adalah panas yang dihasilkan atau diserap persatuan massa. Panas yang diperlukan untuk mencair disebut panas lebur, sedangkan untuk penguapan disebut panas penguapan.
f suhu (celcius)
100
d
e
0
b
0
0
c
a
t (waktu)
Gambar 1.1
Bagan perubahan wujud dan kenaikan suhu karena benda menerima panas. Azas Percobaan: 1. Panas lebur es dapat dicari dengan memasukkan es yang sudah ditimbang ke dalam calorimeter yang berisi air yang sudah diketahui massanya, kemudian amatilah suhu awal dan suhu akhirnya. Misalnya suhu es yang bersuhu 00 C adalah m, massa air dalam calorimeter ma , suhu awal t m dan suhu akhir t a , sesuai azas Black bahwa panas diserap senilai panas yang dilepas, sehingga didapat persamaan
2.
i.
ma ( t m ± t a ) = m ( Le + t a )
ii.
dimana panas lebur es (Le) adalah tetapan yang dicari.
Panas penguapan air dapat dicari dengan menguapkan air yang berada dalam calorimeter dengan kawat pemanas, tenaga yang diberikan kawat pemanas sama dengan panas yang diterima oleh air. Dengan mengamati perubahan panas air, panas yang terjadi pada waktu air telah mendidih, maka akan dihitung panas penguapan dari air tersebut. Jika suhu air panas t m, suhu air mendidih t a, tegangan kawat pemanas V , arus yang lewat kawat pemanas
i
pada waktu t dengan perubahan massa air ¨ma, pada
tetapan panas penguapan Lu, dipenuhi kaitan Vit = ¨ma ( Lu+T a-T m ).
Termometer
A
V
S PLN
Gambar 1.2 Bagan Percobaan
VI. CARA KERJA
a. Secara Skematis 1. Ditimbang berat kosong tabung kalori
dan
mencatat
beratnya.
Dimasukkan bahan (es batu dan air) dalam
tabung
kalorimeter
secukupnya kemudian ditimbang dan dicatat hasilnya.
2. Dimasukkkan lubang
kalorimeter
pengeluaran
dan
kalorimeter
dibuka kemudian switch ditutup serentak
dengan
penekanan
stopwatch.
3. Diamati
perubahan
termometer,
suhu
pada
amperemeter,
voltmeter, setiap 30 detik sebanyak 5 kali pengamatan (30, 60, 90, 150)
4. Diamati massa akhir dari tabung kalorimeter dan dicatat.
5. Menghitung nilai Le, Lu, dan ralat.
b. Secara Teoritis 1. Menimbang berat kosong tabung kalorimeter dan mencatat beratnya. 2. Memasukkan bahan (es batu dan air) dalam tabung kalorimeter secukupnya kemudian timbang dan catat hasilnya. 3. Memasukkan kalorimeter
dalam dibuka
kalorimeter kemudian
dalam
switch
lubang
ditutup
pengeluaran
serentak
dengan
penekanan stopwatch. 4. Mengamati perubahan suhu pada termometer, ampere meter, volt meter detiap 30 detik sebanyak 5 kali pengamatan (30, 60, 90, 120, dan 150) 5. Menimbang massa akhir dari tabung kalori meter tambah bahan dan catat. 6. Menghitung nilai Le, Lo, dan ralat.
VII.
HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN A.
Hasil Pengamatan Panas Lebur
Ulangan 1 m : 23,4 gram
ma : 95,5 gram.
No
t (s)
V
o
I
1
0
11,5
2,9
38
0
2
30
11,5
3
18
0
3
60
11,5
2,8
80
Ulangan 2. m : 41 gram No
ma : 81,1 gram. T (s)
V
I
T
o
1
0
11,5
3
28
2
30
11,5
2,8
9
3
60
11,5
3
80
T
0
0
Ulangan 3. m : 17,8 gram
No
ma : 69,2 gram. t (s)
V
0
I
T
1
0
11,5
2,9
31
0
2
30
11
2,9
17
0
3
60
11,5
3
9
Penghitungan Panas Lebur (Le) Rumus : ma (T m ± Ta) = m (L e + Ta) Diketahui
: ma = massa akhir m = Massa awal Tm = suhu awal
Le = panas lebur
T a = Suhu akhir
Ulangan 1
m = 23,3 gr
m = 95,5 gr
T m = 380 C
Ta = 80 C
ma (T m ± Ta) = m (L e + Ta) 0
0
0
95,5 (38 C ± 8 )
=
23,4 (Le + 8 )
2865 (30)
=
23,4 Le + 764
23,4 Le
=
2865 ± 187,2
23,4 Le
=
2677,8
Le
=
2677,8/ 23,4
=
114,4
Ulangan 2
m = 41 gr
ma = 81,1 gr
T m = 280 C
81,1 (280 C ± 80)
=
41 (L e + 80)
81,1(20)
=
41 Le + 328
1.622
=
41 Le + 328
41 Le
=
1.662 ± 328
41 Le
=
1294
Le
=
1294/ 41
=
31,56
Ta = 80 C
Ulangan 3
m = 17,8 gr 0
0
ma = 69,2 gr T m = 31 C 0
0
Ta = 9 C 0
69,2 (31 C ± 9 )
=
17,8 (Le + 9 )
69,2 (22)
=
17,8 Le + 160,2
1522,4
=
17,8 Le + 160,2
-17,8 Le
=
1522 ± 160,2
-17,8 Le
=
1362
Le
=
1362/ 17,8
=
76,53
Penghitungan Ralat
a. Panas Lebur
Percobaaan
1
114,44
2 3
-40,626
40,26
1.620,87
31,56
-42,62
42,62
1.816,46
76,53
2,35
2,35
5,52
222,53
a.
85,23
Nilai rata-rata
(a)
c. Deviasi standart
(s)
344,85
(x)
b. Deviasi rata-rata
=
=
d. Deviasi standart relatif
(S)
=
= 55,9 %
e. Deviasi rata-rata relatif
f.
Hasil pengukuran ( X
(A)
( X - a) = 74,18 ± 28,41 = 45,77
g. Ketelitian = 100% - A = 100% - 38,3
a)
( X + a) = 74,18 + 28,41
= 61,7 %
=
= 102,59
B.
Hasil Pengamatan Panas Penguapan
Ulangan 1 m : 22,6 gram. ma : 51,4 gram
No
t (s)
V
o
I
1
0
11
2,9
430
2
30
11,5
3
36
0
3
60
11
3,6
34
0
T
Ulangan 2. m : 20,2 gram. ma : 28,5 gram
No
t (s)
V
o
I
1
0
11
3,6
42
0
2
30
11
3,2
40
0
3
60
11
3
390
T
Ulangan 3. m : 20,2 gram. ma 28,25 gram
No
t (s)
V
I
0
T
1
0
11
3
33
0
2
30
11
3
32
0
3
60
11
3
36
0
Penghitungan Panas Lebur (Lu) Rumus : Lu = V.I.t =
¨ ma
Diketahui
= Tegangan
m = Massa akhir
Ta
= Suhu akhir
= Arus
ma = Massa awal
Tm
= Suhu awal
: V I
(Lu + Ta - Tm)
Ulangan 1
11,16 (3,16) (60)
=
28,8 (Lu + 34 ± 43)
2155,94
=
28,8 (Lu + (-9) )
-28,8 Lu
=
-259,2 ± 2155,94
Lu
=
-2.415,14/ 28,8
=
-83,85
11 (3,26) (60)
=
6,5 (Lu + 39 ± 42)
2151,6
=
6,5 (Lu + (-3) )
-6,5 Lu
=
-19,5 ± 2151,6
Lu
=
-2132,1/6,5
=
-328.01
11 (3) (60)
=
8,3 (Lu + 36 ± 33)
1980
=
8,3 (Lu + 3 )
-8,3 Lu
=
24,9 - 1980
Lu
=
1955,1/ 8,3
=
-235,55
Ulangan 2
Ulangan 3
Penghitungan Ralat
b. Panas Penguapan
Percobaaan
1
-83,85
2 3
131,95
131,95
17410,8
-328
-112,2
112,2
12588,84
-235,55
-19,75
19,17
367,49
-647,41
h.
263,32
Nilai rata-rata
i.
Deviasi rata-rata
j.
Deviasi standart
(x)
(a)
30367,13
=
(s)
=
k. Deviasi standart relatif
(S)
=
= 57%
l.
Deviasi rata-rata relatif
m. Hasil pengukuran ( X ( X + a) =
(A)
¡
a)
+ 87,77
( X - a) = -215,8 ± 87,77
n. Ketelitian = 100% - A = 100% - 40,67 = 59,33 %
=
= 128,03 = -128,03
VIII. PEMBAHASAN
Bumi dan tata surya mempunyai satu sumber energi yang sama yaitu matahari. Bila dilihat sudut pandang awam, maka yang kita dapat ialah setiap hari kita membutuhkan sinar matahari untuk berbagai keperluan, salah satunya adalah unutk mendapatkan panas. Dapat kita bayangkan bersama jika bumi sama sekali tidak mendapatkan sinar matahari, tentunya keadaan alam yang sekarang masih nampak indah akan berubah menjadi sangat dingin dan beku. Karena memang tidak dapat juga kita pungkiri kehidupan kita sangat tergantung dengan sinar matahari. Telah disebutkan bahwa produk matahari yang kita langsung dapat rasakan adalah panasnya. Panas adalah energi yang ditransfer satu benda ke benda lain karena beda temperatur. Tentunya dapat dibayangkan bahwa benda sebagai sumber panas temperatur (energi panasnya) lharus lebih tinggi. Pertukaran energi, merupakan dasar teknik yang dikenal dengan nama kalorimeter yang merupakan pengukuran kuantitatif dari pertukaran kalor. Kalorimeter merupakan suatu alat untuk kapasitas panas suatu zat atau benda. Kapasitas panas merupakan jumlah kalor yang diperlukan untuk 0
menaikkan temperatur sebesar 1 C. Kalorimeter uga memiliki harga air tersendiri yang akan ditentukan melalui percobaan. Pada saat air panas dimasukkan kedalam kalorimeter yang telah diisi dengan air biasa, terjadilah azas Black dimana kontak setelah pencampuran air panas dan air dingin akan menyebabkan jumlah kalor yang diserap oleh air dingin jumlahnya akan sama dengan jumlah kalor yang dilepas air panas, sehingga didalam sistem terjadi kesetimbangan termal dan suhunyq disebut dengan suhu kesetimbangan. Kalor
(sering
kita
definisikan
sebagai
panas)
lebur,
pengertian
sesungguhnya adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk melebur satu satuan massa zat yang akan dilebur pada suhu tetap. Pada praktikum ini kami menggunakan Es batu sebagai zat yang diamati. Peleburan merupakan proses perubahan fase, jadi suu zat selama peleburan berlangsung akan tetap karena pada proses perubahan fasa ini molekul-molekul padatan yang berdekatan akan digerakkan saling menjauh.
Proses menguraikan ini temtunya mememerlukan energi, dimana energi ini beralih menjadi energi potensial dari energi kinetik molekul. Praktikum kali ini ingin menentukan panas lebur es dan panas penguapan air. Untuk menentukan panas lebur kami memakai bahan es batu yang telah dipotong-potong terlebih dahulu, setelah diketahui beratnya barulah dimasukkan kedalam kalorimeter yang juga telah diketahui beratnya, setelah itu barulah es dimasukkan kedalam kalorimeter. Berat es batu dapat diketahui dari pengurangan berat total kalorimeter dengan es. Begitu pula dengan panas penguapan, langkahnya sama namun yang digunakn adalah air yang telah dididihkan. Selanjutnya, baik pengamatan untuk panas lebur ataupun panas penguapan adalah pengamatan dengan perhitungan waktu dan thermometer. Disinilah azas black, dimana jumlah kalor yng diterima air panas maupun es adalah sama dengan kalor yang dilepaskan oleh kalorimeter. Berdasarkan penghitungan pada panas lebur yang dihitung dengan menggunakan persamaan ma (T m ± T a ) = m ( Le + T a ) hasil yang diperoleh pada ulangan 1 = 114,44, ulangan 2 = 31,56, dan ulangan 3 = 76,53. Sedangkan pada perhitungan panas penguapan yang dihitung dengan menggunakan persaman Lu = V.I.t = ¨ ma (Lu + Ta - Tm) hasil yang diperoleh pada ulangan 1 = -83,85, ulangan 2 = -328,01, ulangan 3 = -235,55. Untuk hasil penghitungan ralat panas lebur didapatkan nilai
X
=
74,18 ,deviasi rata-rata (a) = 28,41, deviasi standar (s) = 41,49, deviasi standar relatif (S) = 55,9%, deviasi rata-rata relatif (A) = 38,3%. Hasil pengukuran ( X + a) = 102,59 dan ( X - a) = 45,77. Dan tingkat ketelitian yang diperoleh adalah : 61,7%. Untuk hasil penghitungan ralat panas penguapan didapatkan nilai X = 215,8 ,deviasi rata-rata (a) = 87,77, deviasi standar (s) = 123,22, deviasi standar relatif (S) = 57%, deviasi rata-rata relatif (A) = 40,07%. Hasil pengukuran ( X + a) = 128,03 dan ( X - a) = 128,03, serta tingkat ketelitian yang diperoleh a dalah : 59,33%.
IX.
KESIMPULAN
Dari hasil percobaan dan pembahasan diatas, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1.
Panas adalah energi yang ditransfer dari satu benda ke benda yang lain dikarenankan beda temperatur.
2.
Kalorimeter merupakan suatu alat untuk mengukur kapasitas panas suatu zat atau benda.
3.
Kalorimeter memiliki harga sendiri yang akan ditentukan melalui percobaan.
4.
Pada praktikum kali ini ada berlaku azas Black, ³jumlah kalor yang dilepas oleh air panas sama dengan jumlah kalor yang diserap oleh air dingin dan kalorimeter´.
5.
Setelah azas Black berlaku pada peleburan es, maka yang terjadi berikutnya adalah es akan mencair dan akhirnya tercapai kesetimbangan termal dalam sistem.
6.
Peleburan merupakan proses perubahan fase, jadi suhu zat selama proses peleburan berlangsung akan tetap.
7.
Proses peleburan memerlukan energi potensial yang akan dirubah menjadi energi kinetik molekul untuk menggerakkan molekul padatan agar saling menjauh.
8.
Berdasarkan penghitungan pada panas lebur yang dihitung dengan menggunakan persamaan ma (T m ± T a ) = m ( Le + T a ) hasil yang diperoleh pada ulangan 1 = 114,44, ulangan 2 = 31,56, dan ulangan 3 = 76,53. Sedangkan pada perhitungan panas penguapan yang dihitung dengan menggunakan persaman Lu = V.I.t = ¨ma (L u + Ta - Tm) hasil yang diperoleh pada ulangan 1 = -83,85, ulangan 2 = -328,01, ulangan 3 = -235,55.
9.
Untuk hasil penghitungan ralat panas lebur didapatkan nilai 74,18 ,deviasi rata-rata (a) =
X
=
28,41, deviasi standar (s) = 41,49, deviasi
standar relatif (S) = 55,9%, deviasi rata-rata relatif (A) = 38,3%. Hasil pengukuran ( X + a) = 102,59 dan ( X - a) = 45,77. Dan tingkat ketelitian yang diperoleh adalah : 61,7%. 10. Untuk hasil penghitungan ralat panas penguapan didapatkan nilai
X
= -
215,8 ,deviasi rata-rata (a) = 87,77, deviasi standar (s) = 123,22, deviasi standar relatif (S) = 57%, deviasi rata-rata relatif (A) = 40,07%. Hasil pengukuran ( X + a) = 128,03 dan ( X - a) = 128,03, serta tingkat ketelitian yang diperoleh adalah : 59,33%.
Daftar pustaka
Anonim. 2010. F i sika Dasar 1. Institut Pertanian Stiper Yogyakarta. http://scribd.com/doc/2964712/6-kalor-leburespdf. (diakses tanggal 16 Maret 2011) http://elearning.gunadarma.ac.id/docmodul/fisika_ilmu_panas/bab4panasdanperu bahanfasa_pdf. (diakses tanggal 16 maret 2011).
Yogyakarta, 18 Maret 2011 Mengetahui, Co. Ass
(Samuel Tri Wahyudi)
Praktikan
(Aris Munandar Tambunan)
