LAPORAN TETAP PRAKTIKUM SATUAN OPERASI II SUHU DAN KALOR
OLEH : FATHIA SYAFITRI 05101003019
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SRIWIJAYA INDRALAYA 2011
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari – hari tanpa disadari bahwa kita telah bersinggungan dengan ilmu Termodinamika . Salah satu bagian dari Ternodinamika adalah Suhu.. Suhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas dingin suatu benda dan alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah thermometer. Dalam kehidupan seharihari masyarakat untuk mengukur suhu cenderung menggunakan indera peraba. Tetapi dengan adanya perkembangan teknologi maka diciptakanlah termometer untuk mengukur suhu dengan lebih akurat. Suhu adalah tingkat kemampuan benda dalam memberi atau menerima panas. Suhu seringkali juga dinyatakan sebagai energi kinetis rata-rata suatu benda yang dinyatakan dalam derajat suhu. Suhu adalah sensasi dingin atau hangatnya sebuah benda yang dirasakan ketika menyentuhnya. Suhu menunjukkan derajat panas benda. Secara mikroskopis, suhu menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap atom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan maupun gerakan ditempat berupa getaran. Semakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Suhu juga disebut temperatur. Makin tingginya energi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut (Bresnick, 2004). Suhu biasanya didefinisikan sebagai ukuran atau derajat panas dinginnya suatu benda atau sistem. Benda yang panas memiliki suhu yang tinggi, sedangkan benda yang dingin memiliki suhu yang rendah. Pada hakikatnya, suhu adalah ukuran energi kinetik rata-rata yang dimiliki oleh molekul-molekul benda. Secara kuantitatif, kita dapat mengetahuinya dengan menggunakan thermometer. Kata thermometer diambil dari dua kata yaitu : thermo yang artinya panas, dan meter yang artinya mengukur (to measure). Suhu dapat diukur dengan menggunakan thermometer yang berisi air raksa atau alkohol. Ukuran panas dan dingin bersifat relatif.
Suhu juga dinyatakan sebagai ukuran energi kinetik rata-rata dari pergerakkan molekul suatu benda. Suhu menunjukkan sangkar cuaca yang dipergunakan untuk pengamatan suhu. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan thermometer air raksa dan alkohol. Dengan thermometer air raksa pengukuran dapat o
o
dilakukan dari suhu 35 C – 350 C. Kalor adalah suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya. Kalor berbeda dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam satuan derajat panas. Kalor merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik yang diserap maupun dilepaskan oleh suatu benda. Dari sisi sejarah kalor merupakan asal kata caloric ditemukan oleh ahli kimia perancis yang bernama Antonnie laurent lavoiser (1743 – 1794). Kalor memiliki satuan Kalori (kal) dan Kilokalori (Kkal). 1 Kal sama dengan jumlah panas yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram air naik 1 derajat celcius (Akbar, 2010). Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit. Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda(zat) bergantung pada 3 faktor yaitu massa zat, jenis zat (kalor jenis), perubahan suhu (Purnomo, 2008). Termodinamika berpindah. Termodinamika
adalah
kajian
berkaitan
tentang
dengan
system
kalor yang
(panas)
yang
berada
dalam
keseimbangan termodinamik (Sarojo, 2002).
B. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui suhu dan kalor suatu benda.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
Suhu udara adalah keadaan panas atau dinginnya udara. Alat untuk mengukur suhu udara atau derajat panas disebut thermometer. Biasanya pengukur dinyatakan dalam skala Celcius (C), Reamur (R), dan Fahrenheit (F). Suhu udara tertinggi simuka bumi adalah didaerah tropis (sekitar ekoator) dan makin ke kutub semakin dingin. Di lain pihak, pada waktu kita mendaki gunung, suhu udara terasa terasa dingin jika ketinggian semakin bertambah. Kita sudah mengetahui bahwa tiap kenaikan bertambah 100 meter maka suhu akan berkurang (turun) rata- rata 0,6 ˚C. Penurunan suhu semacam ini disebut gradient temperatur vertikal atau lapse rate. Pada udara kering, lapse rate adalah 1 ˚C (Benyamin, 1997) Suhu dipermukaan bumi makin rendah dengan bertambahnya lintang seperti halnya penurunan suhu menurut ketinggian. Bedanya, pada penyeberan suhu secara vertikal permukaan bumi merupakan sumber pemanas sehingga semakin tinggi tempat maka semakin rendah suhunya. Rata-rata penurunan suhu udara menurut ketinggian contohnya di Indonesia sekitar 5 ˚C – 6 ˚C tiap kenaikan 1000 meter. Karena kapasitas panas udara sangat rendah, suhu udara sangat pekat pada perubahan energi dipermukaan bumi. Diantara udara, tanah dan air, udara merupakan konduktor terburuk, sedangkan tanah merupakan konduktor terbaik (Handoko, 1994) Angin dan suhu mempengaruhi jalan dan luasnya zat pencemaran udara. Dalam keadaan normal udara dekat permukaan tanah dihangatkan oleh panas yang dipancarkan dari tanah. Udara itu kemudian naik sambil membawa zat pencemar keatas kemudian dihembuskan oleh angin di udara bagian atas. Jika terjadi inversi suhu, udara yang hangat akan berada diatas udara dingin seperti suat loteng. Pada dasarnya suhu tinggi merangsang pembentukan Co dan O. Jika camporan ekuilibrim pada suhu tinggi tiba-tiba didinginkan, Co akan tetap berada didalam campuran yang telah didingankan tersebut karena dibutuhkan waktu yang lama untuk mencapai ekuilibrium yang baru pada suhu rendah (Kensaku, Kristanto, 2002) Temperatur (suhu) adalah salah satu sifat tanah yang sangat penting secara langsung mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan juga terhadap kelembapan,
aerasi, stuktur, aktifitas mikroba, dan enzimetik, dekomposisi serasah atau sisa tanaman dan ketersidian hara-hara tanaman. Tenperatur tanah merupakan salah satu faktor tumbuh tanaman yang penting sebagaimana halnya air, udara dan unsur hara. Proses kehidupan bebijian, akar tanaman dan mikroba tanah secara langsung dipengaruhi oleh temperatur tanah (Hanafiah, Kemas Ali, 2005) Skala atau satuan suhu yang digunakan dalam sistem internasional adalah skala kelvin, dimana nol kelvin adalah suhu paling rendah yang mungkin dimiliki oleh suatu benda. Pada suhu nol kelvin, partikel-partikel sam sekali tidak bergerak(diam). Karena itu, suhu nol kelvin disebut juga suhu nol mutlak. (Ginting, 2000). Skala Kelvin, berbeda dengan dua skala yang lain, didasarkan pada suhu terendah yang mungkin, yaitu -2730C. Oleh karena itu, skala nol pada skala Kelvin sama dengan -2730C. Biasanya, skala Kelvin disebut sebagai skala mutlak (absolut) atau skala termodinamik. Satuan Kelvin inilah yang digunakan sebagai satuan SI untuk suhu. Untuk mengubah satuan suhu dari skala Celcius ke skala Kelvin atau sebaliknya tentu saja sangat mudah, yaitu hanya dengan menambahkan 273 pada skala Celcius. Skala Celcius didasarkan pada titik beku 00X dan titik didih 1000C. Dengan demikian, terdapat 100 bagian (skala) dalam daerah antara kedua titik referensi ini. Oleh karena itu, satu derajat Celcius adalah 1/100 kali perubahan suhu antara suhu titik beku dan titik didih (Daryonto, 2003). Termometer umum yaitu termometer zat cair dalam gelas yang terdiri dari bola gelas yang berdinding tipis. Bagian atas dari bola ini dihubungkan dengan pipa kapiler panjang. Zat cair, misalnya air raksa atau alkohol berwarna mengisi sebagian bola dan pipa tersebut. Bagian atas dari pipa tersebut tertutup dan biasanya ruang diatas zat cair dihilangkan udaranya. Untuk mengukur tinggi permukaan air raksa didalamnya itu diadakan pembagian skala yang digoreskan pada pipa tersebut (Sears, 1970). Energi yang berpindah disebut kalor. Dengan demikian dapat kita mendefinisikan kalor sebagai energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah ketika kedua benda bersentuh. Kalor jenis dapat didefinisikan sebagai kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg benda
setinggi 1 Kelvin atau 1 derajad celcius. Kalor jenis adalah sifat khas suatu benda atau zat yang menunjukkan kemampuannya untuk menyerap kalor. Zat yang kalor jenisnya tinggi mampu menyerap lebih banyak kalor untuk kenaikan suhu yang rendah. Zat-zat seperti ini dimanfaatkan sebagai tempat untuk menyimpan energi termal (Marthen, 2002). Kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat berpindah karena perbedaan suhu. Satuan kalor adalah joule (J), satuan yang lain adalah kalori (kal), 1 kal adalah jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 10 C pada 1 gram air. Kapasitas Kalor adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda satu satuan suhu.Kalor Jenis (panas jenis) adalah kapasitas kalori tiap satuan massa. Perpindahan Kalor ada tiga macam yaitu Konduksi, Konveksi, dan Radiasi. Konduksi (hantaran panas) adalah rambatan kalor yang tidak di ikuti perpindahan massa. Konveksi (aliran panas) adalah rambatan kalor yang mengikuti perpindahan partikel-partikel zat perantara. Radiasi (pancaran kalor) adalah perpindahan kalor yang tidak memerlukan zat perantara (Walton, 2001). Kalor jenis adalah jumlah energi yang dipindahkan dari suatu benda atau tubuh ke benda lain akibat dari suatu perbedaan suhu diantara benda atau tubuh tersebut. Kalor dinyatakan dalam satuan energi joule (J) menurut satuan SI. Kalor umunya dinyatakan dalam satuan kalori (kkal), yaitu satu kalori adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk meningkatkan suhu 1 gram air sebanyak 1 derajat celcius pada suhu kamar (293 K) (Metana, 2010).
III. PELAKSANAAN PRAKTIKUM
A. Waktu dan Tempat
Praktikum Satuan Operasi II ini dilaksanakan pada hari Kamis, 24 November 2011 pukul 08.00 WIB sampai dengan pukul 10.00 di Laboratorium Kimia Hasil Pertanian, Jurusan Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sriwijaya.
B. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah 1) beaker glass, 2) hot plate, 3) termometer, 4) timbangan. Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah 1) aquadest, 2) batu es
C. Cara Kerja
1. Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan. 2. Isi air sebanyak 250 ml ke dalam beaker glass lalu ukur suhunya sebagai suhu awal. 3. Letakkan batu es disamping beaker glass tersebut kemudian masukkan thermometer dan catat berapa suhunya selama 30 menit. 4. Lalu panaskan lagi air 200 ml pada beaker glass yang berbeda. 5. Catat hasil/ suhu awal dan akhir.
B. Pembahasan
Suhu yaitu energi yang berpindah akibat perubahan suhu (kalor), Kalor jenis adalah panas yang dibutuhkan untuk menguapkan 1 gr air, kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh benda untuk menaikkan suhu 1 oC, panas jenis adalah panas yang diterima statu zat dibagi hasil kali massa dan selisih suhu, kalor lebur adalah kalor yang diterima suatu zat dimana massa benda dikalikan kalor lebur benda, kalor uap adalah kalor yang diterima statu zat untuk menguap dimana massa diaklikan kalor uap zat. Alat pengukur suhu adalah Termometer. Secara Umum Termometer terbagi tiga, yaitu Termometer Celcius, Termometer Reamur, Termometer Kelvin dan Termometer Fahrenheit. Untuk menentukan system skala suhu digunakan titik acuan bawah dan titik acuan atas. Titik acuan bawah yaitu titik lebur es pada tekanan 1 atm, sedangkan titik acuan atas adalah suhu titik didih air pada tekanan 1 atm. Praktikum kali ini dijelaskan bahwa 1 kalor jenis adalah jumlah kalor yang 0
dibutuhkan untuk menaikan suhu 1 C dari 1 gram bahan. Sedangkan 1 kalor laten adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk mengubah fase 1 gram bahan. Pada percobaan pertama air dalam beaker glass di ukur suhunya sebagai suhu awal menggunakan termometer. Lalu dekatkan batu es pada air yang telah di ukur suhunya tadi selama 30 menit. Kemudian ukur suhunya kembali menggunakan termometer. Percobaan kedua dilanjutkan dengan memanaskan air biasa di beaker glass yang berisi air mendidih selama 30 menit, dan ukur suhunya. Hasil yang didapatkan dari percobaan ini yaitu pada uji coba perpindahan kalor yang telah dilakukan dengan media air yang di dekatkan dengan batu es maupun dipanaskan pada hot plate, terjadi kenaikkan energi kalor dari yang besar ke kalor yang dingin. Sehingga air yang memiliki energi lebih besar habis terserap kalornya oleh batu es. Sehingga suhu air menjadi rendah. Ini terjadi karena adanya perpindahan kalor jenis dimana banyaknya kalor (Q) yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu (T) satu satuan massa (m) benda sebesar satu derajat celcius. Hal ini berarti yang tejadi saat air diberi batu es ataupun dididihkan adalah hanyalah perubahan suhu. Jika terjadi perubahan fase maka kita menggunakan rumus Q = m ×
L untuk perubahan fase lebur, yang dikenal dengan nama kalor lebur atau menggunakan rumus Q = m × U untuk fase uap, yang dikenal dengan nama kalor uap.
V. KESIMPULAN
Dari praktikum yang telah dilaksanakan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut ini: 1. Suhu adalah derajat panas atau dingin suatu zat. 2. Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu sebuah benda. 3. Termometer terbagi tiga, yaitu Termometer Celcius, Termometer Reamur, 4. Sifat Termometrik adalah sebagi dasar pengukur suhu suatu zat. 0
5. 1 kalor jenis adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu 1 C dari 1 gram bahan. 6. Kalor uap adalah kalor yang diterima statu zat untuk menguap dimana massa diaklikan kalor uap zat. 7. Perubahan suhu terjadi karena adanya perpindahan kalor jenis dimana banyaknya kalor (Q) yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu (T) satu satuan massa (m) benda sebesar satu derajat celcius.
DAFTAR PUSTAKA
Akbar, Fauzi. 2010. Suhu, Kalor, dan Pemuaian. http://www.akujagoan.com. Diakses pada 8 Desember 2010 Benyamin, Lakitan. 1997. Klimatologi Dasar . Radja Grafindo Persada. Jakarta. Hanafiah, Kemas Ali. 2005. Dasar-dasar Ilmu Tanah. PT. Radja Grifindo Persada. Jakarta. Handoko. 1994. Klimatologi Dasar . Pustaka Jaya. Bogor. Kartasapoetra, ddk. 2005. Teknologi Konservasi Tanah. Rineka jaya. Jakarta. Kristanto, Kensaku. 2002. Hidrologi Untuk Pertanian. PT. Pradya Paramita. Jakarta. Metana, Arga. 2010. Kalor . http://www.argametana.blogspot.com. Diakses pada 8 Desember 2010 Purnomo, Sidik. 2008. Kalor dan Perubahan Wujud Zat . http://sidikpurnomo.net. Diakses pada 8 Desember 2010 Sears, Francis Weston. 1970. Mekanika, Panas, dan Bunyi. Jakarta:Binacipta
