Pr aktikum Susulan dan Ulangan

11.3 Metode Per cobaan

11.3.1 Alat dan Bahan

1. Audio generator

1 buah

2. Pembangkit getaran

1 buah

3. Beban gantung

1 set

4. Meter rol

1 buah

5. Katrol jepit meja

1 buah

6. Kabel penghubung

2 buah

7. Benang/tali

5 macam

11.3.2 Pr osedur Per cobaan

Gambar 11.2: Set up percobaan.

Hubungan tegangan tali dengan panjang gelombang

1. Ukur dan catat panjang tali, massa tali, dan massa beban yang dipakai.

2. Susunlah alat-alat seperti pada Gambar 11.2.

3. Menghubungkan vibrator dengan sumber tegangan.

4. Atur frekuensi generator audio agar pada tali terbentuk gelombang berdiri. Catat jumlah perut gelombangnya.

5. Ulangi langkah 1-3 untuk massa beban yang divariasikan minimal 6 variasi dengan frekuensi, panjang tali dan massa tali tetap.

Hubungan fr ekuensi dengan panjang gelombang

1. Ukur dan catat panjang tali, massa tali, dan massa beban yang dipakai.

2. Susunlah alat-alat seperti pada Gambar 11.2.

3. Menghubungkan vibrator dengan sumber tegangan.

4. Atur frekuensi generator audio agar pada tali terbentuk gelombang berdiri. Catat jumlah perut gelombangnya.

5. Ulangi langkah 1-3 untuk frekuensi yang divariasikan minimal 6 variasi dengan massa beban, panjang tali dan massa tali tetap.

Hubungan r apat massa tali dan panjang gelombang

1. Ukur dan catat panjang tali, massa tali, dan massa beban yang dipakai.

2. Susunlah alat-alat seperti pada Gambar 11.2.

3. Menghubungkan vibrator dengan sumber tegangan.

4. Atur frekuensi generator audio agar pada tali terbentuk gelombang berdiri. Catat jumlah perut gelombangnya.

5. Ulangi langkah 1-3 untuk massa tali divariasikan dengan massa beban, panjang tali dan frekuensi tetap.

11.4 Tugas Pendahuluan

1. Jelaskan yang dimaksud frekuensi harmonik gelombang pada tali!

2. Bagaimanakah syarat terjadinya gelombang berdiri pada tali?

3. Jelaskanhubungantegangantalidanrapatmassataliterhadapcepatrambatgelombangpada tali!

4. Sebuah gitar standar memiliki enam senar yang masing-masing terhubung dengan sebuah kuncidan sejumlah grip. Jelaskan kira-kira untuk apa semuanya ini

11.5 Tugas Akhir

1. Dari data hasil Percobaan I, buatlah grafik hubungan antara kuadrat panjang gelombang terhadap tegangan tali

= () . Dari grafik yang Anda peroleh, tentukan gradien kurva grafik dan buatlah kesimpulannya!

2. Dari data hasil Percobaan II, buatlah grafik hubungan antara panjang gelombang terhadapfrekensi =

. Dari grafik yang Anda peroleh, tentukan gradien kurva grafik dan buatlah kesimpulannya!

3. Dari data hasil Percobaan III, buatlah grafik hubungan antara kuadrat pajang gelombang terhadap kerapatan massa linear tali

. Dari grafik yang Anda peroleh, tentukan gradien kurva grafik dan buatlah kesimpulannya?

4. Dari analisis data Percobaa I,II, dan III dapatkah Anda menghubungkan panjang gelombang dengan cepat rambat gelombang? Jelaskan!

5. Dari hasil analisis data Percobaan I. II, dan III tentukaan nilai kesalahan dan ketepatan percobaan dengan perbandingan v sinusoidal dan v melde !

Per cobaan 12

TeganganPer mukaan

12.1 Tujuan

1. Memahami prinsip percobaan tegangan permukaan.

2. Menentukan besar tergangan permukaan suatu larutan.

12.2 Dasar Teor i

Tegangan permukaan merupakan fenomena menarik yang terjadi pada zat cair ( fluida) yangberada dalam

menarik tetesan air cendrung berbentuksepertibalon(yangmerupakangambaranluasminimumsebuahvolum)denganzatcairberadadi tengahnya. Pada praktikum kali ini kita akan meninjau tegangan permukaan pada larutansabun.

keadaan diam

(statis). Contoh

yang

Pada rangka kawat tembaga ABC dan DEF terpasang benang yang saling berhubunganseperti pada Gambar 12.1. Kerangka kawat yang sudah tercelup dalam cairan sabun akanmenghasilkan film di bidang ACDF. Dan tali ACDF akan melengkung seperti pada Gambar12.1.Tinjaulah sisi vertikal CD dari tali benang yang melengkung dengan jari-jarir, dan terdapattegangan tali t pada bagian PQ dengan panjang dl (Gambar 12.2). Bila t adalahtegangan permukaan, maka kesetimbangan gaya horisontal sepanjang dl , F (dikarenakantegangan permukaan oleh dua selaput ) akan sama dengan2 tsinα atau dapat ditulis sebagaiberikut

= 2 sin (12.1)

Gambar 12.1: Rangka kawat

karena terdapat tegangan permukaan pada dua selaput, maka gaya total horisontal F dide finisikan

(12.2) Sehingga

2 = 2 sin (12.3) 2 = 2 sin (12.3)

Gambar 12.2: Diagram Gaya pada Rangka Kawat

Untuk menentukan kesetimbangan film di bagian GH. Tinjaulah GH dan sistem gayavertikal pada Gambar 12.1. Jika kita uraikan, maka gaya-gaya yang bekerja dalam sistemadalah

1. Gaya ke atas karena tegangan permukaan sepanjang 2b, yaitu 2T×2b.

2. Gaya tegangan ke atas t pada benang di titik G dan H, sehingga total gayanya adalah 2t.

3. Gaya berat mg, pada kawat DEF.

Sesuai dengan prinsip hukum Newton I, karena GH berada dalam kesetimbangan maka kita akan dapat buktikan bahwa

) (12.5) untuk menghitung tegangan permukaan T seperti di atas, kita akan dapat mencarinya jikajari-jari lengkung tali r diketahui. Berdasarkan geometri Gambar 12.2 kita akan mendapatkanhubungan

(2 − ) (12.6) sehingga jika kita turunkan lebih lanjut maka akan dapat dibuktikan bahwa nilai jari-jari r

(12.7) dengan mensubstitusikan Persamaan (12.5) ke (12.7) akan diperoleh:

Tabel 12.1: Tegangan Permukaan berbagai Zat Cair Zat Cair

Tegangan Permukaan (N/M) Air Raksa

Suhu ◦C

Plasma Darah

Etil Alkohol

Air

Benzena

Larutan Sabun

12.3 Metode Per cobaan

12.3.1 Alat dan Bahan

1. Kawat tembaga

2 buah

2. Tali benang

4. Mistar/ Jangka sorong

1 buah

5. Beban (cincin)

9. Neraca pegas

1 buah

12.3.2 Pr osedur Per cobaan

1. Pasang tali benang pada rangka kawat tembaga ABC dan DEF seperti pada Gambar 12.1

2. Benang melewati secara melingkar A, C, D dan F yang mana tali diikat pada salah satu ujungnya.

3. Gantung kawat tersebut pada statif.

4. Kerangka kawat dimasukkan ke dalam cairan sabun dan diangkat perlahan-lahan, biarkan tali menjadi tegang dan lurus maka akan muncul film di bidang ACDF (Beberapa film yang mungkin muncul diantara tali dan kawat atas ABC, dan juga tali dan kawat bawah DEF dipecahkan), maka film di bidang ACDF akan melengkung seperti pada Gambar 12.1.

5. Hitung massa m, panjang a, panjang b dan tinggi h dengan mengunakan alat ukur.

6. Ulangi Percobaan 1 s.d 4 sebanyak 10 kali percobaan

7. Ulangi Percobaan 1 s.d 5 dengan memvariasikan berat kawat bawah (minimal 2 bebanberbeda). Berat kawat DEF dapat divariasikan dengan menambahkan beban yangdigantung pada ujungE, sehingga didapatkan nilai yang berbeda dariGH danCD.

12.4 Tugas Pendahuluan

1. Apa yang dimaksud gaya kohesi, gaya adhesi dan tegangan permukaan?

2. Faktor apa sajakah yang mempengaruhi tegangan permukaan?

3. Berikan contoh sehari-hari tetanag fonomena tegangan permukaan? Minimal 5 contoh!

4. LanjutkanpenurunanPersamaan(12.3)sampaidenganmendapatkanPersamaan(12.4).

5. Buktikan Persamaan (12.5).

6. Buktikan Persamaan (12.7).

12.5 Tugas Akhir

1. Hitunglah jari-jari lengkung benang!

2. Hitunglah tegangan permukaan air sabun sebelum rangka kawatDEF diberi beban!

3. Hitunglah semua tegangan permukaan air sabun setelah rangka kawat DEF diberibeban tambahan!

4. Hitunglah nilai rata-rata dari tegangan permukaan dari semua percobaan yang dilakukan!

5. Bandingkan nilai tegangan rata-rata yang didapatkan dan bagaimana seharusnya!

6. Hitunglah nilai perambatan ketidakpastian dan ketepatan dari semua nilai yang diukur!

7. Buatlah analisa dan kesimpulan dari hasil yang didapatkan!

Per cobaan 13

Tekanan Hidr ost at is Pipa U

13.1 Tujuan

1. Memahami prinsip hukum utama hidrostatis.

2. Menentukan massa jenis cairan.

13.2 Dasar Teor i

Gambar 13.1: Fluida yang berada pada tabung yang berbeda bentuk.

Perhatikanlah Gambar 13.1, gambar tersebut memperlihatkan sebuah bejana berhubunganyang diisi dengan fluida, misalnya air. Anda dapat melihat bahwa tinggi permukaan air disetiap tabung adalah sama, walaupun bentuk setiap tabung berbeda. Bagaimanakah tekananyang dialami oleh suatu titik di setiap tabung? Samakah tekanan total di titikA,B,C,dan D yang letaknya segaris? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, anda harus mengetahuihukum utama hidrostatis yang menyatakan bahwa semua titik yang berada pada bidang dataryang sama dalam fluida homogen, memiliki tekanan total yang sama. Jadi, walaupun bentukpenampang tabung berbeda, besarnya tekanan total di titikA,B,C, danD adalah sama.

Persamaan hukum utama hidrostatis dapat diturunkan dengan memperhatikan Gambar13.2. Misalkan, pada suatu bejana berhubungan dimasukkan dua jenis fluida yang massajenisnya berbeda

yaitu ρ 1 dan ρ 2 .Jika diukur dari bidang batas terendah antara fluida 1 dan fluida 2, yaitu titik B dan titikA, fluida 2 memiliki ketinggianh 2 dan fluida 1 memiliki ketinggianh 1 . Tekanan total di titikA dan titikB sama besar. Menurut persamaan tekanan hidrostatis, besarnya tekanan di titikA dan titikB bergantung pada massa jenis fluida dan ketinggian fluida di dalam tabung.

Gambar 13.2: Dua jenis cairan dalam pipa U.

Secara matematis, persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut:

13.3 Metode Per cobaan

13.3.1 Alat dan Bahan

1. Pipa U

1 buah

2. Statif dan dudukan

5. Gelas ukur

4 buah

6. Pipet tetes

8. Minyak goreng

13.3.2 Pr osedur Per cobaan

1. Rangkai alat seperti Gambar 13.3.

2. Pertama – tama memasukan air putih tidak terlalu banyak. Lalu menghitung tinggi air.

Rangkai alat seperti Gambar 13.3.

3. Kemudian, memasukkan minyak goreng ke dalam beberapa tetes. Menghitung perbedaantinggi minyak(h 2 ) dengan air(h 1 ) seperti pada Gambar 13.4 .

Gambar 13.3: Set up alat percobaan pipa U

4. Melakukan percobaan sebanyak 10 kali dengan penambahan minyak goreng yang sedikitdemi sedikit agar tidak tumpah dan mengukur tiap perbedaan tingginya.

5. Setelah mendapat massa jenis minyak goreng, membuang isi selang, dan isi air lagi.

6. Ulangi langkah1 −6 untuk jenis cairan yang lain.

13.4 Tugas Pendahuluan

1. Apa yang dimaksud fluida?

2. Jelaskan aplikasi hukum utama hidrostatis!

3. Bagaimana caranya mengukur massa jenis zat cair, gas dan zat padat? Jelaskan!

4. Faktor apa yang menentukan besar tekanan hidrostatis? Jelaskan!

5. Jika anda memasak air di gunung dan di pantai, manakah yang lebih cepat mendidih?

13.5 Tugas Akhir

1. Dengan menggunakan Persamaan (13.1). Hitung massa jenis oli dan minyak goreng!

2. Buatlah gra fikh 1 danh 2 !Dari gra fik tersebut tentukan massa jenis oli dan minyakgoreng!

3. Bandingkan hasil yang diperoleh dengan literatur!

4. Jelaskan faktor yang mempengaruhi percobaan anda!

Per cobaan 14

Viskosit as Zat Cair

14.1 Tujuan

1. Mempelajari dinamika benda dalam cairan.

2. Menentukan kecepatan terminal pada suatu zat cair.

3. Menentukan koe fisien viskositas zat cair berdasarkan hukum Stokes.

4. Menentukan besar gaya gesekan dalam zat cair.

14.2 Dasar Teor i

Suatu benda jika dilepaskan dalam fluida dengan kekentalan tertentu, maka benda tersebutakan mengalami perlambatan. Hal ini disebabkan derajat kekentalan dari cairan/liquid tersebut.Derajat kekentalan suatu cairan dikenal dengan sebutan viskositas (η). Besar gayagesekan pada benda yang bergerak dalam fluida disamping bergantung pada koefisien kekentalanη juga bergantung pada bentuk bendanya. Khusus untuk benda berbentuk bola, gayagesekannya, F s , oleh fluida dapat dirumuskan sebagai berikut:

= − 6 (14.1) yang mana r merupakan jari-jari bola, v adalah kecepatan bola relatif terhadap fluida.

Gambar 14.1: Gaya yang bekerja pada benda pada saat kecepatan terminal dicapai.

Persamaan (14.1) ini dikenal sebagai hukum Stokes dan dalam penerapannya memerlukan beberapa syarat sebagai berikut:

1. Ruang tempat fluida tidak terbatas (ukurannya jauh lebih besar dari pada ukuran bola).

2. Tidak terjadi aliran turbulensi di dalam fluida.

3. Kecepatan v tidak besar, sehingga aliran fluida masih bersifat laminar. Jika sebuah bola padat yang rapat massanya ρ dan berjari-jari r dilepaskan tanpa kecepatanawal di

dalam zat cair kental yang rapat massanya ρ 0 dengan ρ>ρ 0 , bola mula-mula akanmendapat percepatan karena gaya berat dari bola, dan percepatan ini akan memperbesarkecepatan bola.

Bertambah besar kecepatan bola, menyebabkan gaya Stokes bertambah besar juga. Sehingga pada suatu saat akan terjadi keseimbangan diantara gaya-gaya yangbekerja pada bola. Kesetimbangan gaya-gaya ini menyebabkan bola bergerak lurus beraturan,yaitu bergerak dengan kecepatan yang tetap. Kecepatan yang tetap ini disebut kecepatanakhir atau kecepatan terminal dari bola. Setelah gaya-gaya pada bola setimbang, kecepatanterminal v dari bola dapat diturunkan sebagai berikut:

= ) (14.2) dengan g=9.81m/s 2 adalah percepatan gravitasi.

Tabel 14.1: Koe fisien viskositas beberapa fluida

Fluida

Suhu( ◦C)

Koe fisien Viskositas

20 0.0147×10 −3 dioksida Helium

Zat cair

Darah

37 4×10 −3 Gliserin −3 20 1500×10

Metanol −3 20 0.584×10 Air −3 0 1.78×10

40 0.651×10 −3 Oli motor

14.3 Metode Per cobaan

14.3.1 Alat dan Bahan

1. Tabung viskositas

1 buah

2. Bola viskositas

4. Mikrometer sekrup

7. Pipa U

1 buah

8. Pipet tetes

14.3.2 Pr osedur Per cobaan

Pengukur an Massa Jenis Bola

1. Ukur diameter bola kecil dengan mikrometer skrup dan tentukan volume bola tersebut.

2. Ukur massa bola kecil tersebut dengan pengukur massa.

3. Ulangi langkah 1- 2 sebanyak 5 kali.

4. Hitung massa jenis bola kecil tersebut sesuai persamaan

5. Tentukan pula rambatan kesalahannya.

6. Ulangi langkah 1-5 untuk ukuran bola yang berbeda.

Pengukur an Massa Jenis Zat Cair

1. Siapkan pipa U, kemudian masukkan air secukupnya sampai setimbang.

2. Masukkan oli pada salah satu ujung pipa U sehingga akan terlihat perbedaan ketinggian.

3. Saat telah setimbang, ukur dan catat ketinggian air dan minyak.

4. Ulangi langkah 1 - 3 sebanyak 5 kali.

5. Hitung massa jenis oli dengan ℎ = ℎ , yang mana = 1000 kg/m3.

6. Tentukan pula rambatan kesalahannya.

Pengukur an Kar akter istik Viskositas Zat Cair

1. Catat suhu zat cair dengan termometer.

2. Jatuhkan bola sedemikian rupa (jangan terjadi adanya kecepatan awal) pada tabung berisi zat cair.

3. Amati gerak bola dalam zat cair dan catat waktu t 1 untuk jarak tempuh x 1 , waktu t 2 untuk

jarak tempuh x 2 dan seterusnya sampai 5 kali pengukuran.

4. Ulangi langkah percobaan 1 - 3 di atas untuk bola dengan ukuran yang berbeda.

14.4 Tugas Pendahuluan

1. Buktikan Persamaan (14.1) dan (14.2)!

2. Bagaimanakah pengaruh suhu terhadap viskositas zat cair? Jelaskan!

3. Apa yang mempengaruhi besar gaya gesekan pada benda yang bergerak dalam fluida? Jelaskan!

14.5 Tugas Akhir

1. Hitunglah massa jenis bola dan cairan oli!

2. Buatlah grafik x terhadap t, kemudian tentukan kecepatan terminal bola v dari grafik tersebut!

3. Tentukan pula besar koefisien viskositas dan gaya gesekan dari cairan oli yang dipakai dan bandingkan hasil yang anda peroleh dengan literatur Tabel 14.1!

4. Hitung pula gaya gesekan stokes sesuai Persamaan (14.1).

5. Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi percobaan anda!

Per cobaan 15

Hukum Ar chimedes

15.1 Tujuan

1. Menyelidiki hubungan antara gaya ke atas dengan berat zat cair yang dipindahkan.

2. Menentukan massa jenis zat padat dan zat cair berdasarkan hukum Archimedes.

15.2 Dasar Teor i

Pernahkah Anda membandingkan berat antara kayu dan besi? Benarkah pernyataan bahwa besi lebih berat daripada kayu? Pernyataan tersebut tentunya kurang tepat, karena segelondong kayu yang besar jauh lebih berat daripada sebuah bola besi. Pernyataan yang tepat untuk perbandingan antara kayu dan besi tersebut, yaitu besi lebih padat daripada kayu. Anda tentu masih ingat, bahwa setiap benda memiliki kerapatan massa yang berbeda-beda serta merupakan sifat alami dari benda tersebut. Dalam fisika, ukuran kepadatan benda homogen disebut massa jenis , yaitu massa m per satuan volume V . Secara matematis, massa jenis dituliskan sebagai berikut

Tabel 15.1: Massa jenis beberapa zat cair dan zat padat

Massa jenis

Massa jenis

Bahan

Bahan

(gr/cm 3 ) Air

(gr/cm 3 )

10.5 Benzena

1.00 Perak

13.6 Etil alkohol

8.6 Etil alkohol

19.3 Timah hitam

Anda tentunya sering melihat kapal yang berlayar di laut, benda-benda yang terapung pada permukaan air, atau batuan-batuan yang tenggelam di dasar sungai. Konsep terapung, melayang, atau tenggelamnya suatu benda di dalam fluida, kali pertama diteliti oleh Archimedes. Menurut Archimedes ”benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida, akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkan oleh benda”. Secara matematis, hukum Archimedes dituliskan sebagai berikut

yang mana F A adalah gaya ke atas, W adalah berat benda di udara dan W’ adalah berat

benda di dalam fluida. Ilustrasinya bisa dilihat pada Gambar 15.1.

Gambar 15.1: Prinsip hukum Archimedes.

Gaya ke atas memenuhi

(15.3) yang mana

adalah massa jenis fluida, adalah volum benda yang tercelup pada fluida tersebut dan g adalah percepatan gravitasi.

Berdasarkan Persamaan (15.3) dapat diketahui bahwa besarnya gaya ke atas yang dialami benda di dalam fluida bergantung pada massa jenis fluida, volume fluida yang dipindahkan, dan percepatan gravitasi Bumi. Dalam percobaan ini akan ditentukan massa jenis benda sesuai prinsip Archimedes, dengan membandingkan besar gaya ke atas dan gaya berat di udara diperoleh massa jenis benda sebesar

15.3 Metode Per cobaan

15.3.1 Alat dan Bahan

1. Neraca pegas

1 buah

2. Neraca analitik

1 buah

3. Statif dan dudukan

5. Batang statif 25 cm

1 buah

6. Gelas beker

1 buah

7. Pipa U

1 buah

8. Beban logam

5 buah

9. Jangka sorong

1 buah

10. Minyak goreng

250 ml

15.3.2 Pr osedur Per cobaan

1. Siapkan beberapa benda dari bahan sejenis.

2. Tentukan volume benda menggunakan jangka sorong.

3. Ukur massa jenis minyak goreng dengan pipa U.

4. Timbang dan catat berat silinder di udara (W) dan di minyak goreng (W’) dengan neraca pegas.

5. Ulangi langkah 1 - 3 untuk benda yang berbeda.

6. Ulangi langkah 1-3 sampai 5 kali untuk setiap benda yang berbeda.

15.4 Tugas Pendahuluan

1. Bagaimana cara mengukur massa jenis zat cair, padat dan gas?

2. Bagaimana caranya mengukur massa benda dengan hukum Archimedes?

3. Tentukan volume benda dari Persamaan (15.2) dan (15.3)!

4. Jelaskan prinsip kerja dari kapal selam, perahu, dan hidrometer berdasarkan hukum Archimedes!

5. Mengapa paku yang kecil tenggelam dalam air, sedangkan kapal yang berat dapat mengapung?

15.5 Tugas Akhir

1. Tentukan besar gaya ke atas dengan pengukuran langsung berdasarkan Persamaan

2. (15.3)! Tentukan besar gaya ke atas dengan pengukuran berdasarkan Persamaan (15.2)! Bandingkan hasil yang diperoleh!

3. Buatlah grafik m -

V , dan tentukan massa jenis benda sesuai hasil regresi linier dan perhitungan langsung dari Persamaan (15.1)! Tentukan massa jenis benda sesuai Persamaan (15.4)! Bandingkan massa jenis benda dengan dua metode di atas!

4. Buatlah grafik W - W’ terhadap V ! Dari hasil regresi linier tentukan massa jenis cairan

5. minyak tersebut! Tentukan massa jenis minyak dengan pipa U! Bandingkan hasil yang diperoleh!

6. Tentukan volume benda dengan pengukuran langsung dan dengan cara hukum Archimedes! Bandingkanlah hasilnya Tentukan volume benda dengan cara hukum Archimedes!

7. Tentukan ketelitian masing-masing hasil yang diperoleh!

Per cobaan 16

Kalor imeter

16.1 Tujuan

1. Menentukan kalor jenis kalorimeter.

2. Menentukan kalor jenis berbagai logam.

16.2 Dasar Teor i

Percobaan ini dilakukan berdasarkan asas Black. Jika dua benda dengan temperatur berlainan saling bersentuhan, maka akan terjadi perpindahan kalor dari benda dengan temperatur lebih tinggi ke benda yang temperaturnya lebih rendah. Pada keadaan setimbang, kalor yang dilepas sama dengan kalor yang diterima. Ilustrasinya bisa dilihat pada Gambar 16.1.

Gambar 16.1: Kalorimeter.

Kalor

Kalor adalah suatu bentuk energy yang mengalir atau berpindah karena adanya perbedaan temperature atau suhu. Secara umum dapat dikatakan bahwa satu kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebesar dari 1 gram air.

Kalor Mer ambat dar i Suhu Tinggi ke Suhu Rendah

Seperti yang dijelaskan dalam asas Black, jika dua benda saling bersentuhan, maka akan terjadi perpindahan kalor dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Jika suhu benda lebih tinggi dari suhu lingkungannya,maka benda tersebut akan terus-menerus merambatkan energy sampai terjadi suhu terma yaitu saat suhu benda sama dengan suhu lingkungannya.

Kalor Jenis

Suatu zat menerima kalor maka zat akan mengalami kenaikan suhu. Besar kenaikan suhu ini:

1. Sebanding dengan banyaknya kalor yang diterima.

2. Berbanding terbalik dengan massa zat.

3. Berbanding terbalik dengan kalor jenis zat.

Hubungan diatas dapat digambarkan dalam rumus berikut:

(16.1) dengan Q adalah banyaknya kalor yang diterima, m adalah massa zat, ∆ adalah besarnya perubahan suhu dan c adalah kalor jenis benda. Dari Persamaan (16.1) di atas dapat diambil kesimpulan bahwa kalor jenis zat adalah banyaknya kalor yang diperlukan suatu zat untuk

menaikkan suhu 1 kg zat tersebut sebesar 1 0 C.

Kapasitas kalor

Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu zat untuk menaikkan suhu sebesar 1 0

C. Hubungan antara banyaknya kalor yang diserap oleh suatu benda terhadap kapasitas kalor benda dan kenaikkan suhu benda dapat ditulis sebagai:

(16.2) dengan Q adalah banyaknya kalor yang diperlukan, ∆ adalah besarnya perubahan suhu dan C ad- lah kapasitas kalor jenis benda. Kapasitas kalor jenis air dapat dianggap sama dengan 1 kal/g 0 C.

Hukum kekekalan ener gi untuk kalor

Hukum kekekalan energi pada kalor disebut juga dengan asas Black yang: “ Kalor yang dilepaskan oleh suatu benda adalah sama dengan kalor yang diterima oleh benda lainnya”. Dengan menggunakan asas Black, kalor jenis suatu benda dapat ditentukan dengan alat kalorimeter. Hubungan keseimbangan termal antara suatu zat dan lingkungannya, yang dalam hal ini berupa air dapat dilihat pada persamaan berikut:

(16.3) kalor jenis suatu benda dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan diatas dengan sebelumnya mengukur massa benda dan air. Suhu benda dan air sebelum benda dimasukkan kedalam air dan suhu termal setelah benda dimasukkan,serta dengan mengambil harga kapasitas

kalor jenis air sama dengan 1 kal/g 0 C.

Per ubahan wujud zat

Jika dalam perubahan wujud zat (melebur, membeku, mengembun, menyublim atau menguap) tidak disertai dengan perubahan suhu,maka suhu zat tersebut tetap. Besarnya kalor Q yang duibutuhkan atau dilepaskan pada saat terjadi perubahan wujud dapat dinyatakan dengan persamaan berikut:

dengan L adalah kalor laten (J/Kg). Kalor laten adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh 1 gram zat untuk mengubah wujud dari satu wujud ke wujud lain. Kalor laten pada saat es mencair sama dengan kalor beku saat air mulai membeku. Demikian juga dengan kalor laten penguapan

pada air dan pengembunan pada uap 1000 0

C adalah sama.

Per pindahan kalor

Perpindahan kalor dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda bersuhu lebih rendah. Ada

3 cara perpindahan kalor yaitu:

1. Konduksi/hantaran yaitu perpindahan kalor yang tidak diikuti dengan perpindahan partikel.

2. Konveksi/aliran yaitu perpindahan kalor yang diikuti dengan perpindahan partikel.

3. Radiasi/pancaran yaitu perpindahan kalor yang tidak memerlukan media dalam perpindahannya.

Tabel 16.1: Kalor jenis zat pada suhu 25 0

C tekanan 1 atm Kalor Jenis c

Jenis zat

0 J/kg 0 C kal/g C

Zat padat

Zat cair

Alkohol (etil)

Uap (100 0 C)

16.3 Metode Per cobaan

16.3.1 Alat dan Bahan

1. Kalorimeter dan selubung

3. Gelas ukur

1 buah

4. Keping logam

1 buah

5. Pembakar spiritus

1 buah

6. Kaki tiga

1 buah

7. Kasa asbes

1 buah

8. Gelas alumunium

16.3.2 Pr osedur Per cobaan

Pengukur an Kalor Jenis Kalor imeter

1. Timbanglah kalorimeter kosong dan pengaduknya.

2. Catat massa air setelah kalorimeter diisi oleh air kira-kira ¼ bagian.

3. Masukkan kalorimeter ke dalam selubung luarnya.

4. Tambahkan air mendidih sampai kira-kira ¾ bagian (catat temperatur air mendidih).

5. Catat temperatur kesetimbangan.

6. Timbang kembali kalorimeter tersebut.

Pengukur an Kalor Jenis Logam

1. Logam yang telah ditimbang dimasukkan kedalam tabung pemanas dan panaskan.

2. Timbang kalorimeter serta pengaduknya.

3. Timbang kalorimeter serta pengaduknya setelah diisi air kira-kira ¾ bagian.

4. Masukkan kalorimeter ke dalam selubung luarnya dan catat temperaturnya.

5. Catat temperatur keeping-keping logam.

6. Masukkan logam tadi kedalam kalorimeter dan catatlah temperatur seimbangnya.

7. Ulangi langkah 1 - 6 untuk logam lain

16.4 Tugas Pendahuluan

1. Berikan pembahasan tentang asas Black sehingga mendapatkan rumus yang kita gunakan untuk menghitung kalor jenis kalorimeter?

2. Apakah yang dimaksud dengan kalorimeter?

3. Apa yang dimaksud dengan kalor jenis suatu benda?

4. Apakah yang dimaksud dengan keadaan setimbang?

5. Jelaskan dan berilah contoh mengenai 3 jenis perpindahan panas!

16.5 Tugas Akhir

1. Tentukan kalor jenis dari kalorimeter beserta ketidakpastiannya!

2. Tentukan kalor jenis dari logam, beserta ketidakpastiannya!

3. Bandingkan hasil yang diperoleh dengan literatur!

4. Faktor-faktor apa yang mempengaruhi percobaan anda?

Kepust akaan

1. Serway, R. “Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics”, James Madison University Harrison Burg, Virginia, 1989.

2. Resnick & Haliday, “ Fisika Jilid I ” Erlangga (Terjemahan).

3. Resnick & Haliday, “ Fisika Jilid II ” Erlangga (Terjemahan).

4. Tipler, P. ”Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid I” Erlangga (Terjemahan).

5. Tipler, P. ”Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid II” Erlangga (Terjemahan).