I. ACARA III : Panas Lebur dan Panas Penguapan
II. HARI, TANGGAL : Selasa, 31 Oktober 2017
III. TUJUAN : Menentukan panas lebur dan panas penguapan air.
IV. DASAR TEORI
Perubahan wujud zat yaitu perubahan termodinamika dari satu fase benda ke keadaan wujud zat yang lain. Wujud zat sendiri merupakan bentuk – bentuk berbeda yang didapatkan dari berbagai fase materi berlainan. Fase zat di alam adalah 3 fase yaitu padat, cair dan gas. Zat-zat itu dalam kondisi suhu dan tekanan tertentu mengalami 3 fase tersebut. Perubahan wujud zat dapat terjadi karena peristiwa pelepasan dan penyerapan kalor. Wujud zat berubah ketika titik tertentu tercapai oleh atam atau senyawa zat tersebut yang biasanya dikuantitaskan dalam angka suhu. Semisal air untuk menjadi padat harus mencapai titik bekunya yaitu 0oC, dan air menjadi gas harus mencapai titik didihnya yaitu 100oC. Misalnya air juga mengalami hal seperti itu yaitu dalam keadaan padat, keadaan cair dan padat juga berupa gas atau uap. Transisi dari satu fase ke fase lain disertai dengan pelepasan atau penyerapan panas dan seringkali disertai juga perubahan volume. Panas lebur adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah satu satuan massa zat. padat menjadi zat cair pada titik leburnya. Misalnya air juga mengalami hal seperti itu yaitu dalam keadaan padat, keadaan cair dan padat juga berupa gas atau uap. Transisi dari satu fase ke fase lain disertai dengan pelepasan atau penyerapan panas dan sering kali disertai juga dengan perubahan volume. Kalor adalah energi panas zat yang dapat berpindah dari suhu tinggi ke suhu yang rendah ketika kedua benda bersentuhan. Sedangkan Suhu adalah derajat atau tingkat panas suatu benda. Besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda (zat) bergantung pada 3 faktor yaitu, massa zat, jenis zat (kalor jenis), dan perubahan suhu ( Sulystio, Jati. 2016 ).
Setelah es mencair seluruhnya, suhu air perlahan-lahan akan naik kembali. Kenaikan suhu sekarang lebih lambat dari sebelum mencair sebab panas jenis air lebih besar dari pada panas jenis es. Kenaikan suhu air terhenti lagi pada suhu 100 oC, terjadi penguapan. Suhu tetap 100o C sampai air menjadi uap seluruhnya. Jika uap air masih menerima panas, akhirnya menjadi uap superheated. Panas yang diperlukan untuk mencair disebut panas lebur, sedangkan untuk penguapan disebut panas penguapan. Panas lebur es dapat dicari dengan memasukan es yang sudah ditimbang ke dalam kalorimeter yang berisi air yang sudah diketahui massanya, kemudian amatilah suhu awal dan suhu akhirnya. Misalnya massa es yang bersuhu 0oC adalah m, massa air didalam kalorimeter ma, suhu awal Tm dan suhu akhir Ta, sesuai azas Black bahwa panas diserap senilai panas dilepas, sehingga didapat persamaan :
ma(Tm–Ta) = m(Le+Ta) )……………………………………….(1)
dimana panas lebur es (Le) adalah tetapan yang dicari. Panas penguapan air dapat dicari dengan menguapkan air yang berada dalam kalorimeter dengan kawat pemanas, tenaga yang diberikan oleh kawat pemanas sama dengan panas yang diterima oleh air. Dengan mengamati perubahan massa air, panas yang terjadi pada waktu air telah mendidih, maka dapat dihitung panas penguapan dari air tersebut. Jika suhu air panas Tm, suhu air mendidih Ta, tegangan kawat pemanas v, arus yang lewat kawat pemanas i pada waktu t dengan perubahan masa air Δma, pada tetapan panas penguapan Lu, dipenuhi kaitan :
v.i.t = Δma(Lu + (Ta - Tm))……………………………………..(2)
Panas penguapan dapat dipandang sebagai energi yang dibutuhkan untuk mengatasi interaksi antarmolekul di dalam cairan (atau padatan pada sublimasi), (Sunarso, P. Rizki. 2015).
Panas adalah energi yang ditransfer dari suatu benda ke benda karena beda temperatur. Dalam abad ke tujuh belas, Galileo, Newton, dan ilmuwan lain umumnya mendukung teori ahli atom Yunani kuno, yang menganggap bahwa panas sebagai wujud gerakan molekuler. Pada abad berikutnya, metode-metode dikembangkan untuk melakukan pengukuran jumlah panas yang meninggalkan atau masuk ke sebuah benda secara kuantitatif, dan ditemukan bahwa bila dua benda sama dengan jumlah panas yang memasuki benda lain. Penemuan ini mengarah ke perkembangan teori yang tampaknya berhasil tentang panas sebagai zat materi yang kekal –Suatu fluida yang tak tampak yang dinamakan “caloric”- yang tidak diciptakan dan dimusnahkan, tetapi hanya mengalir keluar dari benda ke benda lain (Wananda, Yoga. 2016).
V. ALAT DAN BAHAN
A. Alat
- Kalorimeter : 1 Buah
- Termometer Batang : 1 Buah
- Multitester : 1 Buah
- Statif : 1 Buah
- Stopwatch : 1 Buah
- Timbangan ohaus : 1 Buah
B. Bahan
- Es Batu : Secukupnya
- Air : Secukupnya
- Spiritus : Secukupnya
VI. CARA KERJA
A. Teoritis.
- Menimbang kalorimeter dengan timbangan ohaus.
- Memasukkan es kedalam kalorimeter lalu ditimbang.
- Mengukur suhu es didalam kalori meter dengan termometer.
- Menghubungkan kalorimeter dengan multitester sesuai bagan percobaan.
- Menekan tombol switch pada multitester, lalu baca tegangan dan arus pada multitester mulai dari dari 0 detik, 30 detik, hingga 60 detik..
- Mengulangi langkah 1 sampai 5 berulangkali sampai 3 kali.
- Mengenai percobaan panas uap bahan es diganti dengan air dan cara kerjanya sama.
B. Skematis.
1. Ditimbang kalorimeter tanpa pengaduk dengan menggunakan timbangan ohaus.
2. Dimasukkan es kedalam kalorimeter lalu ditimbang.
3. Diukur suhu es didalam kalorimeter dengan termometer.
4. Dihubungkan kalorimeter dengan multitester sesuai bagan percobaan.
5. Ditekan tombol switch pada multitester, lalu baca tegangan dan arus baca multitester mulai dari 0 detik, 30 detik, hingga 60 detik.
6. Diulangi langkah 1 sampai 5 berulangkali sampai 3 kali.
VII. HASIL PENGAMATAN DAN HASIL PERHITUNGAN
A. Hasil Pengamatan
1. Panas Lebur
2.Panas Penguapan
B. Perhitungan
1. Panas Lebur
Perhitungan Ralat dan Panas Lebur
2. Panas Penguapan
v.i.t = ∆m ( Lu + (Ta-Tm))
v = tegangan kawat pemanas
i = kuat arus
t = waktu
∆m = massa akhir- massa awal
Lu = panas penguapan
Tm = suhu awal
Ta = suhu akhir
Perhitungan Ralat dan Panas Penguapan
VIII. ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Pada praktikum kali ini yaitu tentang panas lebur dan panas penguapan, kita diharapkan dapat menentukan panas lebur dan panas penguapan dari suatu zat. Sebelum melakukan praktikum hal pertama yang harus kita lakukan adalah menyiapkan alat dan bahan praktikum. Pada praktikum ini alat yang digunakan berupa kalori meter, stopwatch, multitester, thermometer, timbangan ohaus, serta statif kaki tiga, Sedangkan bahan yang digunakan adalah es batu, air dan spirtus. Praktikum ini bertujuan agar kita dapat menentukan panas lebur pada es batu dan dapat menentukan panas penguapan pada air.
Pada praktikum ini ada 6 kali percobaan. Diantaranya 3 kali percobaan untuk mengukur panas lebur dan 3 kali percobaan untuk mengukur panas penguapan. Setiap kali percobaan terdiri dari 3 waktu ( 0 detik, 30 detik, dan 60 detik). Pengulangan dilakukan agar hasil yang didapatkan semakin akurat. Setelah dilakukannya pengamatan dan pengukuran maka, didapat hasil pada panas lebur dalam waktu 0 detik, 30 detik, dan 60 detik perhitungan besar voltasenya berturut-turut yaitu 11,5 volt, 11 volt dan 11 volt, tegangannya berturut-turut sebesar 2,4 A, 2,2 A, dan 2A sedangkan suhunya 6oC, 9oC, 9oC. Pada kegiatan dua perlakuanya sama dan didapatkan hasil yaitu besar voltasenya sama yaitu 11,5 volt, dan suhunya 5oC, 7oC, 6oC. tagangannya sama yaitu 2,4 A. Pada kegiatan tiga didapatkan hasil yaitu besar voltasenya sama adalah 12 volt, besar tegangannya sama yaitu 2,2 A dan suhunya juga sama yaitu 8oC. Setelah dilakukan pengambilan data maka di dapatkan hasil perhitungan yaitu , pada kegiatan satu sebesar 11,506 J, kegiatan kedua 6,831 J, dan untuk kegiatan ketiga 8 J. Hasil ralat perhitungan panas lebur adalah 8,779, (a) sebesar 1,818, (s) sebesar 1,818, (A) adalah 20,708 %, (S) sebesar 27,702 %, + a adalah 10,597, sedangkan, – a adalah 6,961. Dan tingkat ketelitiannya sebesar 72,292 %.
Pada perhitungan panas penguapan dilakukan pengambilan data dan didapatkan hasil pada kegiatan satu yaitu besar voltasenya ketiga perlakuan sama yaitu 12 volt, dan tegangannya 2,2 A, 2,0 A, 2,0 A dan suhunya adalah 31 oC, 47 oC, dan 48 oC. Pada perlakuan dua didapatkan hasil besar voltasenya sama yaitu 12 volt, teganggnnya 2,0 A, 1,8 A, dan 1,8 A, sedangkan suhunya 30 oC, 53 oC, dan 55 oC, pada kegiatan tiga di dapatkan hasil yaitu voltasenya 12 volt, 12 volt, 12,5 volt, tegangannya 1,6 A, 1,8 A, dan 2,0 A dan suhunya 44 oC, 64 oC, 66 oC. Dari data yang diperoleh didapatkan hasil perhitungan untuk kegiatan pertama 8,926 J, kegiatan kedua 12,823 J, dan untuk kegiatan ketiga sebesar 3,030 J. Hasil ralat perhitungan panas penguapan adalah 8,271, (a) adalah 3,482, (s) adalah 4,930, (A) adalah 42,098 %, (S) adalah 59,605 %, + a adalah 11,753, – a adalah 4,789. Serta tingkat ketelitiannya sebesar 57,902 %.
Kendala-kendala yang kami hadapi saat melakukan praktikum adalah saat menambahkan kadar es pada panas lebur kegiatan II dan III maka peleburannya akan lebih lama sehingga waktu yang dibutuhkan akan berbeda, dan saat menambahkan kadar air pada panas penguapan kegiatan II dan III maka penguapannya juga akan lebih lama sehingga waktu yang dibutuhkan juga lebih lama, serta dalam menentukan ketepatan waktu kadang kurang dan kadang berlebih walaupun hanya beberapa detik saja.
Dari praktikum yang telah dilaksanakan hasil yang didapatkan tidak sesuai dengan teori yang dijadikan sebagai literatur. Ketidak sesuaian disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya adalah kurang telitinya dalam melakukan pengamatan, kurang teliti dalam melakukan perhitungan, serta kesalahan dalam penulisan.
IX. KESIMPULAN
Dari praktikum yang telah kita laksanakan dan berdasarkan data yang kita peroleh dapat disimpulkan bahwa :
- Fase zat di alam adalah 3 fase yaitu padat, cair dan gas. Zat-zat itu dalam kondisi suhu dan tekanan tertentu mengalami 3 fase tersebut.
- Perubahan dari satu fase ke fase lain disertai dengan pelepasan atau penyerapan panas dan disertai dengan perubahan volume.
- Dari percobaan yang dilakukan hasil pengukuran panas lebur yaitu pada kegiatan pertama yaitu 11,506 J, kegiatan kedua 6,831 J, dan untuk kegiatan ketiga 8 J. Hasil ralat perhitungan panas lebur adalah -8,779, (a) sebesar 1,818, (s) sebesar 1,818, (A) adalah 20,708 %, (S) sebesar 27,702 %, hasil pengukuran x ̅ + a adalah 10,597, hasil pengukuran x ̅ – a adalah 6,961. Dan tingkat ketelitiannya sebesar 72,292 %.
- Dari data pengukuran panas penguapan yang diperoleh didapatkan hasil perhitungan untuk kegiatan pertama 8,926 J, kegiatan kedua 12,823 J, dan untuk kegiatan ketiga sebesar 3,030 J. Hasil ralat perhitungan panas penguapan adalah 8,271, (a) adalah 3,482, (s) adalah 4,930, (A) adalah 42,098 %, (S) adalah 59,605 %, hasil pengukuran x ̅ + a adalah 11,753, hasil pengukuran x ̅ – a adalah 4,789. Serta tingkat ketelitiannya sebesar 57,902%.
- Pada praktikum ini kita mengambil data dari proses peleburan es batu dan penguapan air dari 0 detik, 30 detik, dan 60 detik. Proses pengambilan datanya kita lakukan secara bekerjasama ada yang mengamati thermometer dan ada juga yang mengamati multitester. Pada saat praktikum, kita menambahkan es batu maka waktu untuk peleburannya akan lebih lama sehingga waktunya tidak akan sama, begitu juga saat kita menambahkan kadar air maka proses penguapannya akan lebih lama sehingga otomatis waktunya pun akan berbeda.
DAFTAR PUSTAKA
Sunarso, P. Rizki. 2015. “Panas Lebur dan Panas Penguapan“. http//academia. edu/13044623/ Panas-Lebur-dan-Panas-Penguapan. Diakses pada tanggal 01 November 2017, pukul 22.00 WIB.
Sulistyo, Jati. 2016. “Panas Lebur dan Panas Penguapan“. http//jatisulystio. blogspot.co.id/2016/05/panas-lebur-dan-panas-penguapan.html. Diakses pada tanggal 01 November 2017, pukul 21.30 WIB.
Wananda, Yoga. 2016. “Laporan Fisika Panas Lebur dan Panas Penguapan“. http//yogawananda.blogspot.co.id/2016/04/laporan-fisika-panas-lebur-dan-panas.html. Diakses pada tanggal 01 November 2017, pukul 22.10 WIB.