LAPORAN PRATIKUM MENENTUKAN KALOR YANG HILANG DALAM PROSES PERTUKARAN KALOR

LAPORAN PRATIKUM

MENENTUKAN KALOR YANG HILANG DALAM PROSES PERTUKARAN KALOR

A.    P          engertian

Panas, bahang, atau kalor adalah energi yang berpindah akibat perbedaan suhu. Satuan SI untuk panas adalah joule.

Panas bergerak dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah. Setiap benda memiliki energi dalam yang berhubungan dengan gerak acak dari atom-atom atau molekul penyusunnya.

Energi dalam ini berbanding lurus terhadap suhu benda. Ketika dua benda dengan suhu berbeda bergandengan, mereka akan bertukar energi internal sampai suhu kedua benda tersebut seimbang. Jumlah energi yang disalurkan adalah jumlah energi yang tertukar. Kesalahan umum untuk menyamakan panas dan energi internal. Perbedaanya adalah panas dihubungkan dengan pertukaran energi internal dan kerja yang dilakukan oleh sistem. Mengerti perbedaan ini dibutuhkan untuk mengerti hukum pertama termodinamika.

Radiasi inframerah sering dihubungkan dengan panas, karena objek dalam suhu ruangan atau di atasnya akan memancarkan radiasikebanyakan terkonstentrasi dalam "band" inframerah-tengah.

B.     Tujuan

1.      Mahasiswa dapat menentukan jumlah kalor yang hilang dalam proses pertukaran kalor antara air yang bersuhu tinggi dan air yang bersuhu rendah

2.      Mahasiswa dapat menentukan factor-faktor yang mempengaruhi besarnya kalor yang hilang.

C.    Alat dan Bahan

1.      Beaker glas 250 ml, 2 buah

2.      Pemanas air

3.      Termometer batang

4.      Timbangan

5.      Gabus

D.    Dasar Teori

Jika 2 sistem yang berbeda suhunya bersentuhan, maka system yang suhunya lebih tinggi akan melepaskan kalor dan system yang suhunya lebih rendah akan menyerap kalor. Karena melepas kalor, maka system yang suhunya lebih tinggi akan turun suhunya. Sebaliknya sitem yang suhunya lebih rendah akan naik suhunya. Pada suatu saat akan terjadi kesetimbangan termal, dan suhu kedua sistem menjadi sama.

Menurut hukum kekekalan energi, kalor yang dilepas sama dengan kalor yang diserap. Dalam kasus kedua system adalah system terbuka, maka sebagian kalor diserap oleh lingkungan. Kalor ini sering dianggap sebagai kalor yang hilang.

Misalnya bejana 1 berisi air dengan massa m₁ dan suhu awal t₁. Bejana 2 berisi air dengan massa m₂ dan suhu awal t₂. Diketahui t₂ lebih besar dari t₁. Kalor jenis air adalah 1 kal/gram°C. Setelah tercapai kesetimbangan termal, suhu campuran menjadi t_c. kalor yang dilepas bertanda negatif dan kalor yang diserap bertanda positif. Menurut Azas Black :

     Kalor yang dilepas = kalor yang diserap

     -m₂ x c x (t₁-t₂) = m₁ x c x (t₂-t₁) + kalor yang hilang.

Karena besaran-besaran yang lain diketahui nilainya kecuali besaran kalor yang hilang, maka besarnya kalor yang hilang dapat ditentukan.

Untuk mengurangi jumlah kalor yang hilang, maka bejana tempat percampuran dapat diberi bahan yang tidak mudah menyerap kalor, atau tidak mudah menghantar kalor ke lingkungan.

E.     Prosedur Pelaksanaan

1.      Isi air dalam 2 bejana, masing-masing ± 100 ml

2.      Ukur volume air dalam masing-masing bejana

3.      Hitung massa air dalam masing-masing bejana

4.      Panaskan air dalam salah satu bejana

5.      Ukur suhu air dalam masing-masing bejana

6.      Campurkan air ke dalam salah satu bejana

7.      Biarkan beberapa saat sampai suhu campuran air itu konstan

8.      Ukur suhu campuran air itu

9.      Catat semua data yang diperoleh

Lapisi salah satu bejana tempat mencampur air dengan gabus. Ulangi kembali langkah a sampai langkah h

F.   Tugas dan Pernyataan

1.      Berapa kalori yang diserap oleh lingkungan (kalor yang hilang)?

Jawaban :

Diket:

ü  masa glass(mg): 125,13 gram

ü  masa air dingin(mad) : 218,71 gram

ü  volume air(v) : 100cc

ü  masa air panas(map) : 213,24 gram

ü  Tp : 65ºC

ü  Td : 23ºC

ü  Tc : 42ºC

Ditanya: Qhilang tanpa gabus ?

mp.c. Tp=md.c.  + Qhilang

Qhilang= -mp.c. Tp-md.c.

Mp= masa air panas – masa gelas

Mp= 213,24 – 125,13 = 88,11

Md= masa air dingin – masa gelas

Md= 218,71 – 125,13 = 93,58

Tp= Tp-Tc = 65-42 = 23

.  Td-Tc = 23-42 = - 19

Jadi, Qhilang= -mp.c. Tp-md.c.

= - 88,11.1.23 –( - 93,58.1( -19))

= - 2026,23 –( - 1778,02)

= - 248,51

Diket :

ü  Masa gelas : 125,56 gram

ü  Masa air panas : 213,24 gram

ü  Masa air dingin : 218,71 gram

ü  Volume air : 200cc

ü  Tc : 42ºC

ü  Td : 23ºC

ü  Tp : 44ºC

Ditanya : Qhilang dengan gabus ?

Mp= masa air panas – masa gelas

Mp= 213,24 – 125,56 = 87,68

Md= masa air dingin – masa gelas

Md= 218,71 – 125,56 = 93,15

Tp= Tp-Tc = 44-42 = 2

.  Td-Tc = 23-42 = - 19

Jadi, Qhilang= -mp.c. Tp-md.c.

= - 87,68.1.2 –( - 93,15.1( -19))

= - 175,36 –( - 1764,85)

= 1594,49

2.      Apa cara yang bisa ditempuh untuk mengurangi kalor yang hilang? Beri contoh alat yang dirancang dengan pertimbangan mengurangi kaor yang hilang? Bagaimana cara kerjanya?

Jawaban:

Kalor dapat berpindah dari suatu zat ke zat yang lain, JIKA TERDAPAT PERBEDAAN TEMPERATUR. Cara kalor berpindah umumnya terbagi menjadi 3 bagian,yaitu Radiasi, Konveksi dan Konduksi.Dibagian postingan ini, kita mulai dengan pembahasan tentang radiasi dulu.

Radiasi adalah perpindahan kalor dari dua sistem dalam keadaan ruang hampa TANPA zat yang dilaluinya ikut berpindah. contohnya adalah radiasi energi panasnya matahari menembus ruang hampa menuju bumi. tidak semua gelombang dapat melalui ruang hampa udara ini. salah satu nikmat Allah, setiap pagi cahaya matahri dengan sangat cepatnya tiba di bumi.Kita ketahui jarak yang ditempuh cahaya matahari ini, harus melewati ruang hampa antara Matahari dan bumi sejauh 149 juta km. Waa…w sangat jauh ya…beruntung para ilmuwan telah berhasil mengukur kecepatan cahaya ini sebesar 3 x 10^8 m/s atau cahaya matahari sanggup menempuh jarak 300ribu km setiap detiknya.

Tahukah anda dengan  greenhouse/rumah kaca? kalau kita masuk malam hari, kita masih bisa merasakan kehangatan, mengapa demikian? nah..inilah salah satu manfaat adanya radiasi kalor dari cahaya matahari. Prinsip kerjanya,  cahaya matahari memasuki ruangan menembus kaca. Sebagian  dari gelombang yang panjang gelombangnya besar memantul kembali ke ruangan, sedangkan cahaya dengan gelombang pendek tetap berada di ruangan. Akibatnya tanaman didalamnya terus menerus mendapatkan energi cahaya sepanjang siang dan malam.  Kita ketahui, cahaya matahari sangat berperan dalam peristiwa fotosintesis.

Contoh alatnya adalah seperti :

Termos

Termos berfungsi untuk menyimpan zat cair yang berada di dalamnya agar tetap panas dalam jangka waktu tertentu. Termos dibuat untuk mencegah perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, maupun radiasi. Dinding termos dibuat sedemikian rupa, untuk menghambat perpindahan kalor pada termos, yaitu dengan cara:

·            permukaan tabung kaca bagian dalam dibuat mengkilap dengan lapisan perak yang berfungsi mencegah perpindahan kalor secara radiasi dan memantulkan radiasi kembali ke dalam termos,

·            dinding kaca sebagai konduktor yang jelek, tidak dapat memindahkan kalor secara konduksi, dan

·            ruang hampa di antara dua dinding kaca, untuk mencegah kalor secara konduksi dan agar konveksi dengan udara luar tidak terjadi

Setrika

Setrika terbuat dari logam yang bersifat konduktor yang dapat memindahkan kalor secara konduksi ke pakaian yang sedang diseterika. Adapun, pegangan seterika terbuat dari bahan yang bersifat isolator.

Panci Masak

Panci masak terbuat dari bahan konduktor yang bagian luarnya mengkilap. Hal ini untuk mengurangi pancaran kalor. Adapun pegangan panci terbuat dari bahan yang bersifat isolator untuk menahan panas.

Beras yang dimasukkan ke dalam panci berisi air dan diletakkan di atas kompor menyala, lama-kelamaan akan menjadi nasi. Api kompor mengeluarkan kalor yang berpindah dari panci ke air kemudian air menjadi panas dan memanaskan beras sehingga beras menjadi nasi. Kamu telah mengetahui bahwa kalor merupakan salah satu bentuk energi dan dapat berpindah apabila terdapat perbedaan suhu. Secara alami kalor berpindah dari zat yang suhunya tinggi ke zat yang suhunya rendah. Bagaimana kalor dapat berpindah? Apabila ditinjau dari cara perpindahannya, ada tiga cara dalam perpindahan kalor yaitu:

1.              konduksi (hantaran),

2.              konveksi (aliran), dan

3.              radiasi (pancaran).

Jadi intinya, jika kita memanaskan dengan tempat yang terbuka maka banyak kalor yang hilang k udara, sedangkan jika tempat yang kita pilih tertutup dan memakai lapisan didalamnya maka kalor akan lebih sedikit yang hilang. Misalnya pada termos, jika air kita masuk kedalam termos pasti dia lebih tahan lama panas nya dibandingkan kita masuk ketempat seperti gelas.

Lembar data

A.      Tanpa Pelapis Gabus

Volume air dingin = V1 (cm3)	Massa air dingin = m1 (gram)	Suhu air dingin = t1 (°C)	Volume air panas = V2 (cm3)	Massa air panas = m2 (gram)	Suhu air panas = t2 (°C)	Suhu campuran = tc (°C)
100	218,71	23	100	213,24	65	42

Perhitungan :

Massa air = volume air x massa jenis air

Massa jenis air = 1 gram/cm³                   

Kalor jenis air = 1 kal/gram °C

-m₂ x c x (t_c-t₂) = m₁ x c x (t_c-t₁) = kalor yang hilang

Kalor yang hilang = m₂ x c x (t_c-t₂) - m₁ x c x (t_c-t₁)

B.       Dengan Pelapis Gabus

Volume air dingin = V1 (cm3)	Massa air dingin = m1 (gram)	Suhu air dingin = t1 (°C)	Volume air panas = V1 (cm3)	Massa air panas = m2 (gram)	Suhu air panas = t1 (°C)	Suhu campuran = tc (°C)
200	218,71	23	200	213,24	44	42

Perhitungan :

Massa air = volume air x massa jenis air

Massa jenis air = 1 gram/cm³                   

Kalor jenis air = 1 kal/gram °C

-m₂ x c x (t_c-t₂) = m₁ x c x (t_c-t₁) = kalor yang hilang

Kalor yang hilang = -m₂ x c x (t_c-t₂) - m₁ x c x (t_c-t₁)

Kesimpulan :

Dari hasil praktikum yang kami lakukan kemarin saya bisa mengambil kesimpulan tentang praktikum menentukan kalor yang hilang dalam proses pertukaran kalor adalah jika kita menghitung Q hilang dengan tanpa gabus maka hasil yang kita perolehn adalah negative, karena tanpa gabus tempatnya terbuka dan banyak kalor yang hilang, seperti yang ada di teori. Sedangkan jika kita memakai pelapis gabus hasilnya adalah positif dan dikarenakan jika memakai gabus dsn penutup kalor yang ak keluar akan terpantul lagi kedalam, dan yang keluar hanya sedikit, misalkan contohnya termos. Termos dapat menyimpan air tetap panas didalam nya, karena termos tertutup dan d lapisin gabus serta bahan yang lain.