LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASARmina (1)

LAPORAN PRAKTIKUM
FISIKA DASAR
Kalorimeter

Disusun oleh:
Nama

: Mina Amalina

NPM

: 240210130028

Kelompok/shift

: 4/TIP A1

Hari/tanggal

: Senin/23 September 2013

Waktu

: 08.00-10.00 WIB

Asisten

: Koko Iwan Agus Kurniawan

LABORATORIUM FISIKA DASAR
JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
UNIVERSITAS PADJADJARAN
2013

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Hukum kekekalan energi menyatakan energi tidak dapat dimusnahkan dan
diciptakan melainkan hanya dapat diubah dari satu bentuk kebentuk lain. Banyak
terdapat energi di alam ini seperti energi listrik, energi gerak, energi bunyi, energi

kalor, namun energi kalor hanya dapat dirasakan contohnya ada pada panas
matahari.
Dalam kehidupan sehari-hari kita sering melihat alat-alat pemanas yang
menggunakan energi listrik seperti pemanas ruangan, kompor listrik, pemanas air
ataupun penanak nasi. Pada dasarnya alat-alat tersebut memiliki cara kerja yang
sama yaitu mengubah energi listrik menjadi energi kalor. Sama halnya dengan
kalorimeter yang dapat digunakan untuk mengukur panas/kalor.
1.2 Tujuan
1. Mengetahui sistem kerja kalorimeter
2. Mengetahui arti fisis tara panas listrik

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kalorimeter
Kalor adalah 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. Alat yang dapat mengukur kalor disebut kalorimeter (Young &
Freedman,2002).

Kalor reaksi dapat diperoleh dari hubungan massa zat (m), kalor jenis zat (c)
dan perubahan suhu (∆T), yang dinyatakan dengan persamaan berikut
q = m .c .∆T
Keterangan :
q = jumlah kalor (Joule)
m = massa zat (kg)
Δt = perubahan suhu (takhir - tawal)
c = kalor jenis
Kimia termo mempelajari perubahan panas yang mengikuti reaksi kimia dan
perubahan-perubahan fisika (pelarutan, peleburan dan sebagainya). Satuan tenaga
panas biasanya dinyatakan dengan kalori, joule atau kilo kalori.
1 Joule = 10-7 erg = 0,24 kal
1 kal

= 4,184 joule (Dogra, 1990).

Setiap kalorimeter mempunyai sifat khas dalam mengukur panas. Ini dapat
terjadi karena kalorimeter sendiri (baik gelas, polistirena atau logam) menghisap
panas yang diserap, sehingga tidak semua panas terukur. Untuk itu kita perlu
menentukan berapa banyak panas yang diserap oleh kalorimeter beserta

termometer pengaduknya (Dogra, 1990).
Panas adalah energi yang berpindah, jadi prinsipnya adalah prinsip
kekekalan energi. Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa “Energi tak bisa
diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya bisa diubah dari suatu bentuk menjadi

bentuk energi lain” Kuantitas panas yang ditambahkan pada suatu benda sebagai
positif dan pada kuantitas yang meninggalkan benda sebagai negative. Ketika
sejumlah benda berinteraksi, jumlah aljabar dari setiap kuantitas panas yang
dipindahkan pada semua benda harus sama dengan nol. Ini adalah Azas Black
yang dasarnya adalah kekekalan energi. Kalor selalu berkaitan dengan dua hal
yaitu proses pemanasan atau proses pendinginan yang melibatkan perubahan suhu
dan proses perubahan wujud zat yang terjadi pada suhu yang tetap (Dogra, 1990).
2.2 Keterkaitan Asas Black dengan Kalor
Asas Black menyatakan jumlah kalor yang masuk sama dengan jumlah kalor
yang dilepaskan pada suatu sistem. Menurut asas black jika dua buah zat atau
lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor
sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor, sampai tercapai
kesetimbangan termal. Bila persamaan tersebut dijelaskan, maka akan diperoleh:
Qlepas = Qterima
m1.c1 (t1-ta) = m2.c2 (ta-t2) (Mulyono,2001).

2.3 Hukum Termodinamika
Hukum pertama termodinamika menghubungkan perubahan energi dalam
suatu proses termodinamika dengan jumlah kerja yang dilakukan pada sistem dan
jumlah kalor yang dipindahkan kesistem (Petrucci, 1987).
Hukum kedua termodinamika yaitu membahas tentang reaksi spontan dan
tidak spontan. Proses spontan yaitu reaksi yang berlangsung tanpa pengaruh luar.
Sedangkan reaksi tidak spontan tidak terjadi tanpa bantuan luar (Petrucci, 1987).
Hukum ketiga termodinamika menyatakan bahwa entropi dari kristal
sempurna murni pada suhu nol mutlak ialah nol. Kristal sempurna murni pada
suhu nol mutlak menunjukkan keteraturan tertinggi yang dimungkinkan dalam
sistem termodinamika. Jika suhu ditingkatkan sedikit diatas 0 K, entropi
meningkat. Entropi mutlak selalu mempunyai nilai positif (Petrucci, 1987).

2.4 Arus Listrik
Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan
waktu. Muatan listrik bisa mengalir melalui kabel atau penghantar listrik lainnya.
Arus listrik dihasilkan dari aliran elektron yang bermuatan negatif ke arah yang
sebaliknya. Satuan dalam SI untuk arus listrik adalah Ampere (A).

BAB III

METODE PRAKTIKUM
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat
1. Sebuah kalorimeter dilengkapi kumparan pemanas dan pengaduk
2. Termometer, untuk mengukur perubahan suhu pada air suling
3. Voltmeter, untuk mengukur tegangan listrik
4. Ampermeter, untuk mengukur hambatan listrik yang terjad
5. Gelas ukur, untuk mengisi kalorimeter dengan air
6. Stopwatch, untuk mengukur waktu saat terjadi perubahan suhu
7. 6 kabel penghubung, untuk mengalirkan arus listrik
3.1.2 Bahan
Air suling 80 mL
3.2 Prosedur Praktikum
1. Kalorimeter diisi dengan air suling sebanyak 50 mL dengan menggunakan
gelas ukur. Massa air suling pada kalorimeter tersebut dicatat
2. Alat-alat yang digunakan pada percobaan disusun seperti pada gambar.
Periksakan kepada asisten terlebih dahulu sebelum mengaktifkan sumber
tegangan
3. Arus dihubungkan dalam waktu yang singkat dan diatur sebesar 0,3 A,
kemudian sumber tegangan DC dimatikan lagi

4. Air diaduk, dan catat suhu sebagai suhu awal T1.
5. Arus listrik kembali dialirkan (sumber tegangan DC diaktifkan). Catat
tegangan yang terukur pada voltmeter
6. Mencatat suhu pada saat 3 menit, 6 menit, 9 menit, 12 menit, dan 15
menit, isikan sebagai suhu akhir T2. Setelah 15 menit sumber tegangan DC
dimatikan
7. Air di dalam kalorimeter diganti dan ulangi percobaan diatas dengan besar
arus yang mengalir 0,5A

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
: 80 mL = 0,008 L = 8 x 10-5 m3

1. Maassa air suling

2. jari-jari gelas ukur : 3 cm = 0,03 m
3. tara panas air (Aair) : 0,238 J/Kal
4. kalori jenis air (Cair) : 4,2 KJ/Kg K
5. massa jenis air : 1000 Kg/m2

Tabel data:
Tabel 1. Pengukuran
I(A)

V(V)

T1(℃

T2(℃

)

180

)
26

360

t (s)

∆T(℃)

A

arata-rata

1

1,86 x 10-3 J/Kal

27

2

1,86 x 10-3 J/Kal

27

2

1,29 x 10-3 J/Kal

1,49 x 10-3

720

28

3

1,4 x 10-3 J/Kal

J/Kal

900

28

3

1,12 x 10-3 J/Kal

180

29

4

1,24 x 10-3 J/Kal

360

32

7

1,08 x 10-3 J/Kal

34

9

0,93 x 10-3 J/Kal

1,01 x 10-3

37

12

0,93 x 10-3 J/Kal

J/Kal

900
39
14
(Sumber: data hasil pengukuran praktikum)

0,87 x 10-3 J/Kal

1

1

2

3

540

540

25

25

720

Data perhitungan:
1) Menghitung tinggi air suling
2

Vair=π r t

t=

V
π r2

t=

0,00008
3,14 x 0,0009

t=

0,00008
0,002826

t=0,02830 m

t=2,83 cm
2) Menghitung massa air suling
Massa=ρair . Vair

¿ 1000 .0,0008
¿ 0,08 Kg

3) Menghitung tara panas listrik
a. 1 Ampere
a 1=
¿

m. c . ∆ T
V . I .t
0,00008. 4,2 . 1
1. 1 .180
¿

0,000336
180

¿ 0,001866 J / Kal
= 1,86 x 10-3 J/Kal

a 2=
¿
¿

m .c . ∆ T
V .I .t
0,00008. 4,2 . 2
1. 1 .360

0,000672
360

¿ 0,001866 J / Kal

= 1,86 x 10-3 J/Kal

a 3=
¿
¿

m.c.∆T
V . I .t
0,00008. 4,2 . 2
1. 1 .540

0,000336726
540

¿ 0,001244 J / Kal
= 1,24 x 10-3 J/Kal

a 4=

m .c . ∆ T
V . I .t
¿

¿

0,00008. 4,2 . 3
1. 1 .720

0,001008
720
¿ 0,00140 J / Kal

= 1,40 x 10-3 J/Kal

a 5=
¿
¿

m .c.∆T
V . I .t
0,00008. 4,2 . 3
1. 1 .900

0,001008
900

¿ 0,000112 J / Kal
= 1,12 x 10-3 J/Kal
b. 2 Ampere

a 1=
¿
¿

m. c . ∆ T
V . I .t
0,00008. 4,2 . 4
3 . 2. 180

0,001344
108

¿ 0,001244 J / Kal
= 1,24 x 10-3 J/Kal

a 2=
¿
¿

m .c . ∆ T
V .I .t
0,00008. 4,2 . 7
3 .2 . 360

0,0002352
2160

¿ 0,00108 J / Kal

= 1,08 x 10-3 J/Kal
a 3=
¿
¿

m.c.∆T
V . I .t
0,00008. 4,2 . 9
3 .2 . 540

0,003024
3240

¿ 0,009333 J / Kal
= 0,93 x 10-3 J/Kal

a 4=
¿

m .c . ∆ T
V . I .t
0,00008. 4,2 . 12
3 . 2 .720
¿

0,004032
4320

¿ 0,00933 J / Kal

= 0,93 x 10-3 J/Kal

a 5=
¿
¿

m .c.∆T
V . I .t
0,00008. 4,2 . 14
3 .2 . 900

0,0004704
5400

¿ 0,00866 J / Kal
= 0,87 x 10-3 J/Kal
4) Menghitung rata-rata tara panas listrik
a. 1 Ampere

∑a
~
a=
n
−3

(1,86 +1,86+1,24+1,4 +1,12 ) .10
~
a=
5

−3

7,48 x 10
~
a=
5
−3
~
a=1,49 x 10 J /Kal
b. 2 Ampere

∑a
~
a=
n
−3

(1,24 +1,08+0,933+0,93+ 0,87 ) 10
~
a=
5

−3

5,057 x 10
~
a=
5

−3
~
a=1,01 x 10 J /Kal

5) Menghitung R dan P
a. 1 Ampere
R1 =

V
I

P = VxI
1
1

=

= 1x1

= 1 Ohm

= 1 Watt

b. 2 Ampere
R1 =
=

V
I

P = VxI
3
2

= 2x3

= 1,5 Ohm

= 6 Watt

6) Menghitung ketelitian percobaan (KP)
a. 1 Ampere
KP

=

ǎ−aair
aair

=

0,00149−0,238
0,238

x 100%

x 100%

−0,23651
0,238

=

x 100%

= 99,37 %
b. 2 Ampere
KP

ǎ−aair
aair

=

x 100%

=

0,00101−0,238
0,238

=

−0,23699
0,238

x 100%

x 100%

= 99,57 %
7) Menghitung kesalahan relatif (KR)
-

1 Ampere
KR

= 100% - KP
= 100% - 99,37%
= 0,63%

-

2 Ampere
KR = 100% - KP
= 100% - 99,57%
= 0,43%

4.2 Pembahasan
Pada

praktikum

kali

ini,

praktikan

melakukan

membuktikan kebenaran mengenai hukum termodinamika I

percobaan

untuk

mengenai energi

yang tidak dapat di ciptakan dan di musnahkan melainkan energi hanya berubah
dari bentuk satu ke bentuk lainnya. Dalam melakukan percobaan ini praktikkan
menggunakan kalorimeter.
Percobaan yang dilakukan pada praktikum kali ini yaitu menghitung tara
panas listrik, kenaikan suhu yang dihasilkan dari pemberian arus listrik sebesar 1
ampere dan 2 ampere pada suatu sistem kerja kalorimeter dengan tegangan 1 volt
dan 3 volt sehingga dari data hasil yang di peroleh praktikkan akan dapat

mengetahui besar rata-rata nilai tara panas listrik dari kenaikan suhu tersebut.
Selain dapat menentukan nilai rata-rata, praktikkan juga dapat mengetahui nilai
kesalahan relatif yang dilakukan pada saat praktikkum berlangsung.
Pada percobaan diatas, dengan media utama air suling dapat diketahui
besarnya tara panas listrik pada Kalorimeter, tara panas listrik tersebut dapat
dihitung besarnya. Secara sistematis dapat dirumuskan sebagai berikut:
a=m.c. ∆T

V. I .t
Keterangan:
a

: Tara panas J/Kal

m

: massa air suling (Kg)

c

: kapasitas kalor air 1 kall/°C gram (1 kall = 4,2 Joule)

T1 : suhu awal (K)
T2 : suhu akhir (K)
T

: selisih suhu akhir dengan suhu awal (K)

V

: tegangan listrik (Volt)

t

: waktu (s)

Khususnya pada percobaan menghitung nilai tara panas listrik ini,dilakukan
dengan mengatur amperemeter dan voltmeter sehingga arus dan tegangan listrik
berbeda. Pada percobaan pertama dialiri arus 1 ampere dengan tegangan pada 1
volt. Sedangkan pada percobaan kedua dialiri arus sebesar 2 ampere dengan
tegangan 3 volt. Kemudian suhu dapat di amati dan dicatat perubahannya pada
waktu 3 menit, 6 menit, 9 menit, 12 menit, dan terakhir 15 menit. Untuk
mengetahui suhu air suling pada kalorimeter maka dilakukan dua kali pengukuran
suhu yaitu suhu awal dan suhu akhir, suhu yang kita gunakan pada tara panas
listrik ini adalah selisih antara suhu akhir dengan suhu awal, maka didapatlah
nilai tara panas listrik yang pertama dan yang kedua, kemudian jumlah nilai tara
panas listrik ini dibagi dengan jumlah percobaan yang dilakukan, sehingga
didapatkan nilai tara panas rata-rata.
Karena kita melakukan percobaan dengan alat yang berbeda, maka ketelitian
hasil pratikum akan berbeda. Oleh karena itu, perlu adanya perhitungan ketelitian

percobaan dan ketelitian relatif.
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Keberhasilan dalam percobaan ini dipengaruhi oleh kualitas alat dan ketelitian
pelaku percobaan, jika alat yang digunakan masih bagus dan pelaku percobaan
memiliki ketelitian yang tinggi maka percobaan akan cenderung berhasil.
2. Pada prinsip percobaan kali ini, energi listrik mengalir kekumparan sehingga
pada kumparan daya esipasinya keluar dalam bentuk kalor.
3. Dalam perhitungan tara panas hal-hal yang mempengaruhinya adalah jumlah
kumparan, waktu, dan alat.
4. perubahan suhu yang terjadi dan waktu yang diperlukan selama terjadi
perubahan suhu dapat mempengaruhi besarnya tara panas listrik.
5.2 Saran
1. Sebelum melakukan praktikum, praktikan sebaiknya memahami materi
praktikum yang akan di praktikan.
2. Lebih teliti dalam melakukan pengukuran, karena ketelitian pengukuran dan
penentuan nilai hasil pengukuran akan sangat mempengaruhi perhitungan
data, juga ketelitian yang rendah dapat menyebabkan terjadinya tingkat
kesalahan yang cukup tinggi.
3. Diharapkan tidak terjadi keterbatasaan alat sehingga praktikum dapat
dilaksanakan dengan baik.

DAFTAR PUSTAKA
Dogra, S.K. 1990. Kimia Fisik dan Soal-soal. UI Press. Jakarta
Mulyono, M. 2001. Kamus Kimia. Ganesindo. Bandung

Petrucci, R. H. 1987. Fisika Dasar Prinsip dan Terapan Modern. Erlangga.
Jakarta.
Young, H. D. & Freedman, R. A.2002.Fisika Universitas. Erlangga. Jakarta