LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA

 LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA

PENGARUH KALOR TERHADAP SUHU DAN WUJUD ZAT

Oleh                     :        1. Arifah Rahma Dewi           (7)

                                      2. Charisma Bella Kisara       (9)

                                      3. Dwi Riski Wulandari         (15)

                                      3. Muhammad Aji Sadewa     (22)

                                      4. Widia Amari Putri              (32)

Kelas                    :        X IPA 4

Guru Pembimbing:       Anita Ekawati, S.Pd

PEMERINTAH KABUPATEN LAHAT

DINAS PENDIDIKAN

SMA UNGGUL NEGERI 4 LAHAT

Akreditasi A

Jl. Raya Tanjung Payang Kec. Lahat Telp. (0731) 326600

Website: www.sman4lahat.sch.id Email: tatausaha@sman4lahat.sch.id

PENGARUH KALOR TERHADAP SUHU DAN WUJUD ZAT

I.                   Judul                     : Pengaruh Kalor Terhadap Suhu dan Wujud Zat

II.                Tujuan                  : Menyelidiki pengaruh kalor terhadap suhu dan  perubahan wujud zat

III.             Praktikan ke          : II (Dua)

IV.             Waktu dan Tempat          

Waktu                   : Pukul 07.00-09.45, Senin 12 Januari 2015

Tempat                  : Laboatorium Fisika SMA Negeri 4 Lahat

V.                Kompetensi dasar : Menganilisis pengaruh kalor terhadap suatu zat

-          Indikator        : Menganilisis pengaruh kalor terhadap suhu dan wujud zat

-          Materi Pokok  : Kalor, suhu, dan perubahan  wujud

VI.             Landasan Teori     :

Kalor merupakan salah satu bentuk energi maka satuan kalor pun sama dengansatuan energi, yaitu joule atau kalori. Kalor dapat menaikkan suhu suatu zat dan dapatmengubah wujud zat. Benda yang mendapat kalor suhunya naik, sedang yang melepas kalor suhunya turun. Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud zat dinamakan kalor laten dan kalor uap. Kalor laten itu adalah banyaknya kalor yang diperlukan dan dilepaskan oleh 1 kg atau 1 g zat agar dapat mengubah wujudnya sedangkan kalor uap yaitu banyaknya kalor per satuan massa yang diberikan pada zat di titik didihnya agar wujud zat cair berubah menjadi wujud gas seluruhnya pada titik didih tersebut.

-            Titik uap adalah kalor yang diperlukan oleh satuan massa zat cair untuk menguap pada titik didhnya.

-                 Titik didih adalah suhu zat ketika mendidih. Titik didih air adalah 100⁰C.

-                 Titik lebur adalah suhu pada waktu suatu zat melebur. Titik lebur es adalah 0⁰C.

-                 Titik beku adalah suhu pada waktu suatu zat membeku. Titik beku air adalah 100⁰ C atau 80⁰ R atau 212⁰F.

Kalor embun adalah kalor yang diperlukan oleh satu satuan massa gas untuk mengembun pada titik embunnya. Titik embun adalah suhu zat ketika mengembun. Menguap dan melebur adalah peristiwa perubahan wujud yang membutuhkan kalor. Kalor lebur adalah kalor yang diperlukan oleh satu satuan massa zat padat untuk mencair (melebur) pada titik leburnya. Kalor beku adalah kalor yang diperlukan oleh satu satuan massa zat cair untuk membeku pada titik bekunya.

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)

-          Perubahan suhu

Kalor merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik yang diserap maupun dilepaskan oleh suatu benda. Jika suatu benda menerima/melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naik/turun atau wujud benda berubah. Kalor  menyatakan bentuk energi yang pindah karena adanya perbedaan suhu. 

Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan atau melepaskan suhu 1 kilogram massa suatu zat sebesar 1⁰C atau 1 Kelvin. Kapasitas kalor suatu benda adalah benyaknya kalor yang diperlukan zat untuk menaikkan suhu sebesar 1⁰C atau 1 K atau kemampuan suatu benda untuk menerima atau melepas kalor untuk menaikkan atau menurunkan suhu benda sebesar 1⁰C atau 1 K.

Q = m.c.ΔT

Keterangan:

Q  = jumlah kalor (Joule)

 M= massa zat (gram)

     ΔT= perubahan suhu (t_akhir-t_awal)

       C= kalor jenis

Kita telah membahas pengertian kalor jenis. Selanjutnya kita akan membahas Kapasitas Kalor. Kapasitas Kalor adalah banyak kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu benda sebesar 1^oC.

                                                                      Q = C ΔT

Pengaruh kalor terhadap suhu zat, jika suatu zat menyerap kalor , maka suhu akan naik dan jika suatu suhu zat melepas kalor, maka suhu akan turun.

 Asas Black yang berbunyi “kalor yang diterima oleh suatu zat sama dengan kalor yang dilepas oleh suatu zat”.

Q_lepas = Q_terima

Perpindahan kalor ada tiga yaitu:

a.    Konduksi

Prosedur konduksi dapat diilustrasikan sebagai hasil interaksi yang bersifat molecular didalam suatu benda padat. Konduksi adalah perpindahan kalor yang tidak disertai dengan perpindahan partikel penghantarnya. Konduktor adalah zat yang memiliki daya hantar kalor baik. Contohnya logam. Sedangkan penghantar kalor yang tidak baik adalah isolator contohnya kayu dan karet. Karet adalah isolator yang baik. Konduksi merupakan perpindahan kalor yang tidak disertai dengan perpindahan partikel pengantarnya. Laju perpindahan kalor bergantung pada panjang, luas penampang, jenis bahan dan beda suhu. Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara isolator dan konduktor. Semikonduktor disebut juga sebagai bahan setengah penghantar listrik. Sebuah semikonduktor bersifat sebagai isolator pada temperatur yang sangat rendah, namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor.

b.    Konveksi

Konveksi adalah perpindahan kalor pada suatu zat yang disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Konveksi terjadi karena perbedaan massa jenis zat.

c.    Radiasi

Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara. Contohnya sinar matahari.

Pengaruh Kalor terhadap perubahan wujud zat

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. Perubahan wujud zat dapat terjadi karena peristiwa pelepasan dan penyerapan kalor. Wujud zat merubah ketika titik tertentu tercapai oleh atam/senyawa zat tersebut yang biasanya dikuantitaskan dalam angka suhu. Semisal air untuk menjadi padat harus mencapai titik bekunya yaitu 100⁰ C, dan air menjadi gas harus mencapai titik didihnya yaitu 100⁰ C.

 Perubahan wujud zat benda sendiri digolongkan menjadi 3 jenis,

1)      Melebur dan Membeku

Melebur  adalah perubahan wujud zat dari padat menjadi cair. Membeku adalah perubahan wujud dari cair menjadi padat. Titik lebur adalah suhu pada waktu zat melebur. Kalor yang dierlukan untuk mengubah wujud 1 kg zat padat menjadi zat cair dinamakan kalor laten lebur atau  kalor lebur saja.

L_{f =} mL_f

Keterangan      :

L_f = kalor lebur (J/kg atau  J  kg^-1)

m = massa (kg)

2)      Menguap dan  Mengembun

Menguap adalah perubahan wujud zat dari cair menjadi uap (gas).

Mendidih adalah penguapan yang terjadi di seluruh bagian zat cair dan hanya dapat terjadi pada titik didih. Semua kalor yang diberikan kepada zat digunakan untuk mengubah wujud dari cair menjadi uap. Suhu tetap ini disebut itik didih, yang besarnya sangat tergantung pada tekanan di permukaan zat. Titik didih zat pada tekanan 1 atm disebut titik didih normal. Kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud 1 kg zat cair menjadi uap pada titik didih normalnya dinamakan kalor laten uap atau  kalor uap saja. Sedangkan kalor yang dilepaskan untuk mengubah wujud 1 kg  uap menjadi cair  pada titik didih normalnya dinamakan kalor laten embun atau kalor embun saja.

Q = mL_v

Keterangan      :

L_v = kalor didih (J/kg)

Q = kalor

M = massa (kg)

3)      Menyublim dan deposisi

Menyublim adalah perubahan wujud dari padat langsung menjadi gas (tanpa melalui wujud cair). Sedangkan deposisi adalah kebalikan dari menyublim, yakni perubahan langsung dari wujud gas ke wujud padat.

Perubahan Fisika

Perubahan fisika adalah perubahan pada zat yang tidak menghasilkan zat jenis baru. Peristiwa perubahan wujud zat, antara lain : menguap, mengembun, mencair, membeku, menyublim, mengkristal merupakan perubahan fisika.

Terdapat beberapa ciri- ciri pada perubahan fisika, yaitu:

1.      tidak terbentuk zat jenis baru,

2.      zat yang berubah dapat kembali ke bentuk semula,

3.      hanya diikuti perubahan sifat fisika saja.

Perubahan fisika yang lainnya adalah perubahan bentuk, perubahan ukuran, dan perubahan warna.

Perubahan kimia

Perubahan kimia adalah perubahan pada zat yang menghasilkan zat jenis baru. Misalnya pada saat membakar kertas. Setelah kertas tersebut habis terbakar akan terdapat abu yang diperoleh akibat proses pembakaran. Kertas sebelum dibakar memiliki sifat yang berbeda dengan kertas sesudah dibakar.

Terdapat beberapa ciri-ciri perubahan kimia suatu zat, yaitu: terbentuk zat jenis baru, zat yang berubah tidak dapat kembali ke bentuk semula, diikuti oleh perubahan sifat kimia melalui reaksi kimia.

Sifat kimia merupakan sifat yang dihasilkan dari perubahan kimia, antara lain mudah terbakar, mudah busuk dan korosif (rusaknya logam karena pengaruh lingkungan)

Selama terjadi perubahan kimia, massa zat sebelum reaksi sama dengan massa zat sesudah reaksi.

I.                   Alat dan Bahan     :

1.              Termometer

2.              Pembakar bunsen/ pembakar spirtus

3.              Kaki tiga

4.              Statis

5.              Stopwatch

6.              Es batu

7.              Lilin

8.              Neraca digital

9.              Tissue

II.                Langkah Kerja                  :

1.      Sususnlah alat-alat tersebut

2.      Timbanglah es batu, kemudian masukkan  ke dalam gelas. Catat suhu awal es dalam gelas (t₀).

3.      Nyalakan pembakar bunsen/ pembakar spiritus. Mulailah menghidupkan stopwatch sambil mengamati perubahan suhu yang terjadi. Catat suhu es setiap 30 secon hingga semua es melebur menjadi air dengan suhu sekitar 30⁰C. Masukkan data kedalam tabel.

4.      Catat suhu pada saat es mencair.

5.      Lakukan langkah 2,3,4 dan 5 dengan batu es yang massanya berbeda.

6.       Lakukan langkah yang sama dengan menggunakan lilin.

Informasi               :

a)      Penggunaan pembakar bunsen atau spiritus dengan nyala api yang relatif stabil, bebrarti suplai energi dianggap konstan. Dengan demikian, makin lama waktu pemanasan diartikan sebagai makin banyak energi atau kalor yang diberikan pada es batu atau lilin.

b)      Jika dalam waktu 1 menit jumlah kalor yang diberikan besarnya Q, maka dalam waktu 2 menit, 3 menit, dan seterusnya banyaknya kalor yang menjadi 2Q, 3Q, dan seterusnya.

 III.             Data Percobaan     :

                 IV.      Pembahasan          :

            Kami mengisi bejana kaca dengan bongkahan es yang telah dihancurkan     kemudian bejana tersebut dipanaskan dengan nyala api dari Bunsen. Setelah itu diamati setiap perubahan suhu pada bongkahan es dalam bejana kaca tersebut, dan hasil pengamatan tertuang pada bagian Data Percobaan diatas.

            Berdasarkan percobaan yang kami lakukan, es batu yang mula-mula padat, setelah dipanasakan dengan nyala api dari bunsen, ternyata es tersebut mencair. Kalor sangat berpengaruh pada perubahan suatu zat, dalam hal ini yaitu zat padat menjadi cair.  Perubahan wujud es menjadi cair disebabkan karena pemanasan. Hal ini terjadi es menyerap panas maka suhunya naik hingga terjadi proses peleburan dari padat ke cair.

            Suhu es batu yang mula-mula rendah pada percobaan pertama yaitu, 13,19^oC, akan terus naik naik pada percobaan kedua dan seterunya. Hingga pada percobaan terakhir, yaitu percobaan ke sepuluh suhu es mencapai 28,26^oC. Dalam suhu tersebut kondisi es batu sudah mencair. Es batu mencair karena pengaruh dari kalor, yaitu api dari pembakar bunsen. Besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda (zat) bergantung pada 3 faktor yaitu: massa zat, jenis zat (jika rungan yang lebih besar itu kan menyebabkan air mendidih sedangkan ruangan atau tempat yang kalor jenis), dan perubahan suhu

Suhu air yang tadinya panas sekarang menjadi dingin dan suhu air yang tadinya dingin menjadi lebih panas hal ini menunjukkan bahwa air panas melepaskan kalor dan air dingin menerima kalor dari air panas untuk menaikkan suhunya. Tidak hanya zat cai yang dapat menerima dan melepas kalor. Benda-benda yang besuhu lebih tinggi dari lingkungannya akan cenderung melepas kalor, demikian juga sebaliknya benda-benda yang bersuhu lebih rendah dari lingkungannya akan cenderung menerima kalor untuk menstabilkan kondisinya dengan lingkungannya.

V.                Kesimpulan           :

Dari percobaan dan hasil pengamatan yang kami lakukan dapat diambil kesimpulan bahwa:

1)      Kalor adalah suatu bentuk energi yang dipindahkan melalui perbedaan suhu. Suhu adalah ukuran dari panas suatu zat. air jika rebus akan lebih cepat mendidih dipengaruhi oleh ukuran, ruangan. Dalam merebus air ada perubahan wujud zat yaitu menguap.

2)      Pengaruh kalor terhadap perubahan suhu benda

Pengertian kalor berbeda dengan pengertian suhu. Suhu adalah derajat panas atau dinginnya suatu benda, sedangkan kalor adalah energi yang dipindahkandari suatu benda ke benda lainnya kerena perbedaan suhu/temperatur. Jika sebuah benda dipanaskan, maka suhu/temperatur benda akan naik, sebaliknya jika benda didinginkan,maka suhu/temperaturnya akan turun.

3)      Pengaruh Kalor terhadap Wujud Zat

Kalor yang diserap suatu zat tidak selalu menyebabkan kenaikan suhu/temperatur zat tersebut. Kadangkala kalor yang diserap oleh suatu zat dapat mengubah wujud zat tersebut tanpa menaikkan suhunya, contoh es yang dipanaskan lama kelamaan akan menjadi air, sebaliknya air yang didinginkan, lama kelamaan akan menjadi es. Zat dapat berada dalam tiga wujud, yaitu padat, cair, dan gas. Pada saat terjadi perubahan wujud, misalnya dari padat menjadi cair atau dari cair menjadi gas, selalu disertai dengan pelepasan atau penyerapan kalor. Akan tetapi perubahan wujud tidak disertai dengan perubahan suhu. Suatu zat apabila diberi kalor terus-menerus dan mencapai suhu maksimum, maka zat akan mengalami perubahan wujud. Peristiwa ini juga berlaku jika suatu zat melepaskan kalor terus-menerus dan mencapai suhu minimumnya. Oleh karena itu, selain kalor dapat digunakan untuk mengubah suhu zat, juga dapat digunakan untuk mengubah wujud zat. Perubahan wujud suatu zat akibat pengaruh kalor dapat digambarkan dalam skema berikut.

a)      Padat ke gas disebut menyublim. Perubahan wujud zat padat menjadi gas yang menyerap kalor sedangkan perubahan gas menjadi padat melepas kalor.

b)      Gas ke padat disebut mengkristal.

c)      Gas ke cair disebut mengembun. Air yang berubah menjadi uap dapat dikembalikan menjadi wujud air.

d)     Cair ke gas disebut menguap, penguapan dapat dipercepat dengan Pemanasan, Memperluas permukaan zat cair, Mengalirkan udara diatas permukaan zat cair, dan Memperkecil tekanan udara diatas permukaan zat cair.

e)      Cair ke padat disebut membeku. Es yang telah mencair membeku lagi.

f)       Padat ke cair disebut mencair. Jika suatu zat padat diberikalor atau panas maka akan mencair dengan suhu tertentu.

4)       Kalor dapat  menaikkan atau menurunkan  suhu.Semakin besar kenaikan suhu maka kalor yang diterima semakin banyak. Semakin kecil kenaikan suhu maka kalor yang diterima semakin sedikit. Maka hubungan kalor (Q) berbanding lurus atau sebandingdengan kenaikan suhu (∆ T) jika massa  (m) dan kalor jenis zat (c) tetap. Semakin besar massa zat (m) maka kalor (Q) yang diterima semakin banyak. Semakin kecil massa zat (m) maka kalor (Q) yang diterima semakin sedikit. Maka hubungan kalor (Q) berbanding lurus atau sebanding dengan massa zat (m) jika kenaikan suhu (∆ T) dan kalor jenis zat (c) tetap. Semakin besar kalor jenis zat (c) maka kalor (Q) yang diterima semakin banyak. Semakin kecil kalor jenis zat (c) maka kalor (Q) yang diterima semakin sedikit. Maka hubungan kalor (Q) berbanding lurus atau sebanding dengan kalor jenis zat (c)  jika kenaikan suhu (∆ T) dan massa zat (m) tetap.

             

VI.             Pertanyaan            :

1.      Berdasarkan hasil percobaan data ketiga tabel, kecenderungan atau pola apa yang dihasilkan?

2.      Bagaimana pengaruh kalor pada saat tidak terjadi perubahan wujud?

3.      Bagaimana pengaruh kalor pada saat terjadi perubahan wujud?

4.      Selain perubahan suhu benda, adakah faktor lain yang mempengaruhi kalor yang diperlukan? Sebutkan!

Jawaban Pertanyaan:

1.      Pola yang dihasilkan adalah semakin lama es batu dipanaskan maka suhunya akan semakin naik. Es batu akan berubah wujud mencadi cair (mencair).

2)      Kalor yang diserap suatu zat tidak selalu menyebabkan kenaikan suhu/temperatur zat tersebut. Kadangkala kalor yang diserap oleh suatu zat dapat mengubah wujud zat tersebut tanpa menaikkan suhunya, contoh es yang dipanaskan lama kelamaan akan menjadi air, sebaliknya air yang didinginkan, lama kelamaan akan menjadi es.

3)      Suatu zat apabila diberi kalor terus-menerus dan mencapai suhu maksimum, maka zat akan mengalami perubahan wujud. Peristiwa ini juga berlaku jika suatu zat melepaskan kalor terus-menerus dan mencapai suhu minimumnya. Oleh karena itu, selain kalor dapat digunakan untuk mengubah suhu zat, juga dapat digunakan untuk mengubah wujud zat.

4)      1) Massa.

Dua Zat yg memiliki kalor jenis sama, ketika dipanaskan, apabila massanya berbeda, maka zat bermassa lebih ringan suhunya akan lebih cepat naik

2) Kalor jenis.

Inilah yang paling penting. Benda yang memiliki kalor jenis kecil memerlukan kalor yang lebih sedikit untuk menaikkan suhunya dibandingkan benda dengan kalor jenis besar

DAFTAR PUSTAKA

Hidayat, Syamsul. 1994. Buku Pintar Kamus IPA. Surabaya: Appolo.

Purwanti, Endang. 2008. Fisika Untuk SMA Kelas X Semester 2. Klaten: PT Intan Pariwara.

Zulfiani. 2009. Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: DEPAG.

Kanginan, Marthen. 2013. Fisika Untuk SMA /MA Kelas X. Jakarta:Erlangga