Laporan praktikum pendinginan air (adi surya mahardika).docx

8/12/2019 Laporan praktikum pendinginan air (adi surya mahardika).docx

1/16

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II

PENDINGINAN AIR

Nama : I Putu Adi Surya Mahardika

NIM : 1208105002

Kelompok : 2

Dosen : Drs. Ida Bagus Alit Paramarta, M.Si

I Ketut Sukarasa, S.Si, M.Si

Asisten Dosen : Arianti

Wahyulianti

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

2013


2/16

PENDINGINAN AIR

I. TUJUAN Menentukan suhu ruangan. Menentukan suhu cairan. Menentukan konstanta pendinginan air. Dapat mengamati laju pendinginan air. Dapat membandingkan konstanta pendinginan air terhadap waktu.

II. DASAR TEORIEnergi adalah sebuah konsep yang sukar di pahami. Ia tidak memiliki bentuk fisik. Kita

hanya mengetahui bahwa ia ada karena kita dapat melihat akibatnya, dan kita hanya menilainya

atas apa yang dapat dikerjakannya bagi kita. Para ilmuwan mendefinisikan energi sebagai

kemampuan melakukan kerja. Hukum kekekalan energi berbunyi sebagai berikut: "Energi tidak

dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, energi hanya dapat berubah dari bentuk satu ke

bentuk yang lain. Panas merupakan contoh energi yang sering kita temui dalam kehidupan

sehari-hari.

A. Energi PanasEnergi panas adalah segala kemampuan yang terjadi akibat adanya pengaruh panas.

Matahari merupakan sumber energi utama pada bumi. Panas merupakan salah satu bentuk

energi yang penting bagi makhluk hidup. Energi panas sering disebut kalor.

Semua benda yang dapat menghasilkan panas disebut sumber energi panas. Gesekan dua

buah benda dapat menimbulkan energi panas. Dua telapak tangan yang saling bergesekan dapat

menghasilkan panas. Panas dapat ditimbulkan karena gesekan terus menerus. Makin kasar

permukaan benda yang digesekan, semakin cepat panas. Energi panas dapat timbul dari api.,

untuk membuat api membutuhkan bahan bakar dan udara. Matahari merupakan sumber energi

panas terbesar di muka Bumi. Bumi menjadi hangat karena adanya energi panas matahari.

Panas matahari membuat suhu udara di Bumi sesuai untuk kehidupan. Seiring dengan

perkembangan teknologi, panas matahari telah banyak dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik.

Panas adalah energi yang berpindah akibat perbedaan suhu. 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 secara langsung


3/16

akan proporsional terhadap suhu benda. Ketika dua benda dengan suhu berbeda menyatu, mereka

akan bertukar energi sampai suhu kedua benda tersebut seimbang. Jumlah energi yang disalurkan

adalah jumlah energi yang bertukar. Kesalahan umum untuk menyamakan panas dan energi

internal. Perbedaaannya adalah panas dihubungkan dengan pertukaran energi internal dan kerja

yang dilalukan oleh sistem. Memahami perbedaan ini dibutuhkan untuk mengerti hukum pertama

termodinamika. Radiasi inframerah sering dihubungkan dengan panas, karena objek dalam suhu

ruangan atau di atasnya akan memancarkan radiasi yang kebanyakkan terkonsentrasi dalam

band inframerah tengah. Energi panas dapat berpindah melalui tiga cara, yaitu radiasi,

konduksi dankonveksi.

Radiasi adalah perpindahan panas tanpa zat perantara. Konduksi adalah perpindahan panas

melalui zat perantara. Namun, zat perantara tersebut tidak ikut berpindah (bergerak). Sedangkan

konveksi adalah perpindahan kalor yang diikuti oleh perpindahan partikel-partikel zatnya disebut

konveksi/aliran.Perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada zat cair dan gas. Perpindahan

kalor secara konveksi terjadi karena adanya perbedaan massa jenis dalam zat tersebut. Selain

perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada zat cair, ternyata konveksi juga dapat terjadi pada

gas atau udara. Peristiwa konveksi kalor melalui penghantar gas sama dengan konveksi kalor

melalui penghantar air. Perpindahan panas secara konveksi terjadi melalui aliran zat.

B. KalorimeterKalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat dalam

suatu perubahan atau reaksi kimia. Pada dasarnya, kalor yang dibebaskan atau diserap

menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter. Ada 2 tipe kalorimeter yaitu calorimeter bom

dan kalorimeter larutan. Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah

kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna suatu senyawa. Contohnya

adalah kalorimeter makanan. Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur

jumlah kalor yang terlibat pada reaksi kimia dalam system larutan(Mubi, 2010). Prinsip penting

yang digunakan dalam kalorimeter adalah hokum kekekalan energi. Hukum ini menyatakan

bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, melainkan berubah dari bentuk yang satu

menjadi bentuk yang lain (Esomer, 1996).

Menurut Bresnick(2000), prinsip kerja calorimeter didasarkan azas Black :

1. Jika suatu benda yang suhunya berbeda didekatkan satu sama lain maka suhu akhir keduabenda akan sama.


4/16

2. Jumlah kalor yang diterima sama dengan kalor yang diberikan. Kalorimeter tersusun dariwadah yang terbuat dari logam kalor seperti sterofom.

Usaha peningkatan efektifitas dari alat penukar kalor perlu ditingkatkan karena dengan

meningkatkan efektisitas alat penukar kalor dapat menghemat energydisektorindustry(Zainuddin,

2005).

C. PendinginanJika suatu benda yang memiliki suhu lebih tinggi dari suhu lingkungannya diletakkan

begitu saja, tanpa diberikan perlakuan apapun seperti, benda diberi kalor atau benda dapat

menyerap kalor yang dapat mempertahankan atau menaikkan suhu benda tersebut. Maka secara

perlahan benda yang memiliki suhu lebih tinggi dari lingkungannya akan menyamakan suhunya

dengan suhu lingkungannya, sehingga benda yang bersuhu tinggi tersebut mengalami

pendinginan.

Secara teoritis peristiwa suatu benda mengalami pendinginan sesuai dengan bunyi Hukum

Pendinginan Newton, yaitu bahwa laju perubahan pendinginan suhu suatu benda sebanding dengan

perbedaan antara suhu sendiri dan suhu lingkungan sekitarnya.

Secara matematis hal tersebut dapat dirumuskan dengan

T = Temperatur cairan (0C)

To=Temperatur lingkungan (0C)

= Konstanta pendinginan airt = Waktu (s)

Sehingga memiliki penyelesaian

ln(T-To) = t

III. ALAT DAN BAHANAlat: Bahan:

1. Kalorimeter 1. Air panas2. Termometer3. Stopwatch


5/16

IV. PROSEDUR PERCOBAAN1. Dicatat suhu kamar atau lingkungan (To).2. Air panas dimasukkan ke dalam termometer hingga termometer tercelup.3. Dicatat penurunan suhu yang ditunjukkan termometer setiap 2 menit.

V. Hasil pengamatan

VI. Analisa / pengolahan dataA. Perhitungan dan Ralat

1. Perhitungan percobaan I120 detik

T = (800,05o)c

TO= (310,05o)C

t= (1200,5)s

ln (T-To) = .t

Ln (T-To) = ln [ (800,05o)c(310,05o)c]= ln [ (80-31)(80-31)(

)]

= ln [49 49 (6,25.+ 0,16 .)= ln [49 49 (6,41.)]= ln [49 314,09.]= 3,89 3,46

NoPercobaan Suhu ruangan (

oC) Suhu awal (

oC)

Suhu pada waktu (s)

120 240 360 480 600

1I 31 85 80 76 72 69 66

2 II 31 85 80 78 74 71 69

3III 30,5 86 81 78 73 70 67

4IV 30,5 72 70 68 66 64 62

5V 30,5 72 70 68 65 63 61


6/16

= =

= ( )

= 0,03 0,03 (0,889 + 0,004)

= 0,03 0,03 (0,893)

= 0,03 0,02679

Dari perhitungan diatas dengan cara perhitungan yang sama , maka didapatkan hasil perhitungan

:

Waktu (s) Suhu ruangan

(oc)

Suhu cairan (oc) Konstanta pendingin air

()

240 31 76 0,015 0,013806

360 31 72 0,010 0,000965

480 31 69 0,075 0,008302

600 31 66 0,0059 0,009450

2. Perhitungan percobaan II120 detik

T = (800,05o)c

TO= (310,05o)C

t= (1200,5)s

ln (T-To) = .t

Ln (T-To) = ln [ (800,05o)c(310,05o)c]= ln [ (80-31)(80-31)(

)]

= ln [49 49 (6,25.+ 0,16 .)= ln [49 49 (6,41.)]= ln [49 314,09.]= 3,89 3,46


7/16

= =

=

(

)

= 0,03 0,03 (0,889 + 0,004)

= 0,03 0,03 (0,893)

= 0,03 0,02679

Dari perhitungan diatas dengan cara perhitungan yang sama ,maka didapatkan hasil perhitungan :


(oc)


()

240 31 78 0,032 0,0104

360 31 74 0,010 0,0064

480 31 71 0,007 0,0023

600 31 69 0,006 0,0050

3. Perhitungan percobaan III120 detik

T = (810,05o)c

TO= (30,50,05o

)C

t= (1200,5)s

ln (T-To) = .t

Ln (T-To) = ln [ (810,05o)c(30,50,05o)c]= ln [ (81-30,5)(81-30,5)(

)]

= ln [50,5 50,5 (6,17.+ 1,64 .)= ln [50,5 50,5 (0,62. )]= ln [50,5 114,13.]= 3,92 2,17

= =


8/16

=

(

)

= 0,03 0,03 (0,55 + 0,004)

= 0,03 0,03 (0,554)

= 0,03 0,0166Dari perhitungan diatas dengan cara perhitungan yang sama , maka didapatkan hasil perhitungan

:


(oc)


()

240 30,5 78 0,02 0,0116

360 30,5 73 0,01 0,0062

480 30,5 76 0,008 0,12

600 30,5 67 0,006 0,0093

4. Perhitungan percobaan IV120 detik

T = (700,05o)c

TO= (30,50,05o)C

t= (1200,5)s

ln (T-To) = .t

Ln (T-To) = ln [ (700,05o)c(30,50,05o)c]= ln [ (70-30,5)(70-30,5)(

)]

= ln [39,5 39,5 (7,14.+ 0,16 .)= ln [39,5 39,5 (7,3.)]= ln [39,5 288,35.]= 3,67 5,66

= =


9/16

=

(

)

= 0,03 0,03 (1,54 + 0,004)

= 0,03 0,03 (1,544)

= 0,03 0,46

Dari perhitungan diatas dengan cara perhitungan yang sama , maka didapatkan hasil perhitungan

:

Waktu (s)Suhu ruangan

(oc)

Suhu cairan (oc)

Konstanta pendingin air

()

240 30,5 70 0,03 0,46

360 30,5 68 0,015 0,023

480 30,5 64 0,0073 0,0052

600 30,5 62 0,0057 0,0042

5. Perhitungan Percobaan V120 detik

T = (700,05o)c

TO= (30,50,05o)C

t= (1200,5)s

ln (T-To) = .t

Ln (T-To) = ln [ (700,05o)c(30,50,05o)c]= ln [ (70-30,5)(70-30,5)(

)]

= ln [39,5 39,5 (0,000714286 + 0,00163934)

= ln [39,5 39,5 (0,002353626)]

= ln [39,5 92,97.]= 3,676 2,375

= =


10/16

=

(

)

= 0,0306 0,0306 (0,646082699 + 0,004166667)

= 0,0306 0,0306 (0,650249366)

= 0,0306 0,0199

Dari perhitungan diatas dengan cara perhitungan yang sama, maka didapatkan hasil perhitungan :

Waktu (s) Suhu Ruangan (oC) Suhu Cairan (

oC) Konstanta pendingin

air ()240 30,5 68 0,015 0,100005

360 30,5 65 0,009 0,00633

480 30,5 63 0,003 0,0511

600 30,5 61 0,00057 0,00571

B. Grafik

1. Percobaan 1

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

120 240 360 480 600Konstantapendingin

air()

waktu (t) s

Grafik Perbandingan Antara dengan t PadaPercobaan 1


11/16

2. Percobaan 2

3. Percobaan 3

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

120 240 360 480 600

Konstantapendinginair()

waktu (t) s

Grafik Perbandingan Antara dengan t Pada

Percobaan 3

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

120 240 360 480 600

Konstantapendinginair()

waktu (t) s


Percobaan 2


12/16

4. Percobaan 4

5. Percobaan 5

Grafik hubungan antara konstanta pendinginan air () terhadap waktu pada percobaan ke-3

hingga percobaan ke-5 menunjukkan hubungan ketidaksebandingan dimana besar konstanta

pendinginan air akan semakin kecil seiring dengan bertambahnya waktu. Sementara pada

percobaan ke-1 dan ke-2 tidak terjadi hubungan antara konstanta pendinginan air () terhadap

waktu.

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

120 240 360 480 600Konstantapendingina

ir()

waktu (t) s


Percobaan 4

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

120 240 360 480 600Konstantapendinginair()

waktu (t) s


Percobaan 5


13/16

C. Tugas1. Jelaskan makna fisis dari konstanta pendinginan air!

Jawaban :

Konstanta pendinginan air berbanding lurus dengan ln (T-To) dan berbanding terbalik

dengan waktu sehingga satuan fisis dari konstanta pendinginan air adalah 1/s .

2. Jelaskan proses pemindahan panas yang anda ketahuiJawaban :

Perpindahan panas dari benda suhu tinggi ke benda suhu rendah, perpindahan panas

melalui radiasi, konveksi dan konduksi. Radiasi adalah perpindahan panas tanpa zat perantara.

Konveksi adalah perpindahan panas karena terjadinya perpindahan zat. Peristiwa konveksi atau

aliran zat terjadi pada perubahan suhu suatu zat. Konduksi adalah perpindahan panas melalui

benda padat. Benda yang dapat menghantarkan panas dengan baik disebut konduktor.

VII. PEMBAHASANPraktikum kali ini bertujuan untuk menentukan konstanta pendinginan air. Yang dilakukan

dalam praktikum ini, yaitu pertama-tama mengukur suhu lingkungan menggunakan termometer.

Kemudian air panas dituangkan ke dalam kalorimeter dan diukur suhu awal air panas. Setelah

mengukur suhu awal dari air panas, selanjutnya memerhatikan penurunan suhu yang akan

ditimbulkan air panas setiap dua menit hingga menit ke-10. Percobaan ini diulang hingga 5 kali

percobaan.

Dalam literatur menurut hukum pendinginan newton dikatakan bahwa apabila suatu benda

yang memiliki suhu lebih tinggi dengan lingkungannya diletakkan begitu saja tanpa ada

perlakuan apapun, maka suhu benda yang lebih tinggi akan mengalami pendinginan sehingga

suhun dengan lingkungan dan sekitarnya sama. Ditegaskan pulabahwa laju perubahan pendinginan

suhu suatu benda sebanding dengan perbedaan antara suhu sendiri dan suhu lingkungan sekitarnya. Dan

semakin lama pula pengukuran suhu dilakukan, maka penurunan suhu yang ditimbulkan oleh air

panas semakin kecil. Dan pada percobaan kali ini sesuai dengan pernyataan-pernyataan tersebut

dimana suhu tinggi dari air panas perlahan-lahan mengalami penurunan hingga suhu air tersebut

sama dengan suhu lingkungannya apabila pengukuran suhu dilakukan lebih lanjut dengan waktu

yang lama. Serta dari data hasil pengamatan yang diperoleh terlihat bahwa penurunan suhu pada

menit awal lebih besar dari penurunan suhu pada menit akhir. Pada percobaan I perubahan suhu

paling besar terjadi ketika menit ke-2 menuju menit ke-4. Pada percobaan II perubahan suhu


14/16

paling besar terjadi ketika menit ke-4 menuju menit ke-6. Pada percobaan III perubahan suhu

paling besar terjadi ketika menit ke-4 menuju menit ke-6. Pada percobaan IV perubahan suhu

dari menit ke 2 hingga menit ke 10 yang diukur setiap 2 menit sama besar. Pada percobaan V

perubahan suhu paling besar terjadi ketika menit ke-4 menuju menit ke-6.

Pada percobaan I, konstanta pendinginan air yang didapatkan dari menit ke-2 hingga ke-10

adalah 0,03 0,02679, 0,015 0,013806, 0,010 0,000965, 0,075 0,008302, 0,0059

0,009450. Pada percobaan II, konstanta pendinginan air yang didapatkan dari menit ke-2 hingga

ke-10 adalah 0,03 0,02679, 0,032 0,0104, 0,010 0,0064, 0,007 0,0023, 0,006 0,0050.

Pada percobaan III, konstanta pendinginan air yang didapatkan dari menit ke-2 hingga ke-10

adalah 0,03 0,0166, 0,02 0,0116, 0,01 0,0062, 0,008 0,12 , 0,006 0,0093. Pada

percobaan IV, konstanta pendinginan air yang didapatkan dari menit ke-2 hingga ke-10 adalah

0,03 0,46 , 0,03 0,46 , 0,015 0,023 , 0,0073 0,0052 , 0,0057 0,0042. Pada percobaan V,

konstanta pendinginan air yang didapatkan dari menit ke-2 hingga ke-10 adalah 0,0306 0,0199

, 0,015 0,100005 , 0,009 0,00633 , 0,003 0,0511 , 0,00057 0,00571. Berdasarkan analisis

data dan ditunjukkan dengan grafik, khususnya pada percobaan ke-3 sampai ke-5 besarnya

konstanta pendinginan air akan menurun seiring dengan pertambahan waktu pengamatan. Maka

besarnya konstanta pendinginan air berbanding terbalik dengan lamanya waktu pengamatan.

Namun pada percobaan ke-1 dan ke-2 tidak terdapat hubungan konstanta terhadap waktu, yang

dapat disebabkan oleh beberapa faktor kekeliruan praktikan dalam mengambil data.

Pada praktikum ini terdapat kendala teknis yang menyebabkan alat-alat tidak digunakan

sebagaimana mestinya. Hal tersebut menyebabkan suhu yang turun secara tidak stabil dan

mengakibatkan konstanta pendinginan air pada percobaan ini kurang akurat sehingga pada

percobaan ke-1 dan ke-2, konstanta pendinginan air tidak mempunyai hubungan terhadap waktu.

Selain itu ketidakakuratan data yang diperoleh juga akibat praktikan kurang teliti saat mengukur

waktu yang ditentukan maupun dalam pembacaan skala thermometer saat mengukur suhu.

.

VIII.KESIMPULAN

1. Panas berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah.2. Apabila suatu benda yang suhunya lebih tinggi dari suhu lingkungan sekitarnya, maka akan

terjadi perpindahan panas pada benda tersebut menuju lingkungan hingga suhu benda sama

dengan suhu lingkungannya.


15/16

3. Laju perubahan pendinginan suhu suatu benda sebanding dengan perbedaan antara suhubenda tersebut dan suhu lingkungan sekitarnya.

4. Semakin lama pengukuran suhu dilakukan, penurunan suhu dari benda panas semakinkecil.

5. Besar konstanta pendinginan air () berbanding terbalik dengan lama waktu pengukuran.


16/16

DAFTAR PUSTAKA

Alit Paramartha, Ida Bagus. 2013. Penuntun Praktikum Fisika Dasar II. Bali: Jurusan Fisika

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana.

Arthur,Beiser. 1995.Konsep Fisika Modern.Jakarta: Erlangga.

Giancoli, Douglas C. 2001.Fisika Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga.

Halliday dan Resnick. 1991.Fisika Jilid I Terjemahan. Jakarta: Erlangga.

Tipler, P.A.,1998.Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan). Jakarta: Erlangga.

Zemansky, Sears. 1983.Fisika untuk Universitas 1. Bandung: Binacipta.

Laporan praktikum pendinginan air (adi surya mahardika).docx

Documents

Transcript of Laporan praktikum pendinginan air (adi surya mahardika).docx