Analisa Percobaan Kalorimeter

Analisa Percobaan Kalorimeter

Pada percobaan ini akan dibahas bagaimana pengkonversian energi dari energi listrik menjadi energi panas/kalor dengan menggunakan kalorimeter.

            Sehingga setelah melakukan percobaan ini praktikan diharapkan mampu menentukan besarnya energi listrik yang dilepaskan oleh kalorimeter, mampu menentukan energi kalor yang diterima oleh kalorimeter, dan nilai kesetaraan kalor-listrik.

            Adapun prinsip dasar dari percobaan ini adalah hukum kekekalan energi yang menyatakan bahwa “energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan melainkan hanya dapat diubah dari suatu bentuk energi ke bentuk energi lain”, dan asas black yang menyatakan bahwa “pada percampuran dua zat yang berbeda suhunya, banyaknya kalor yang dilepas sama dengan banyaknya kalor yang diterima.” Untuk menghitung besarnya kalor yang dilepas maupun diterima dapat digunakan rumus Q = m.c.∆T

            Peralatan yang digunakan pada percobaan ini antara lain kalorimeter 1 buah untuk mengetahui besar kalor yang diterima. Termometer untuk mengukur suhu kenaikan air, amperemeter untuk mengetahui arus listrik yang mengalir, voltmeter untuk mengetahui tegangan listrik, air sebagai bahan atau media penerima kalor, neraca untuk mengetahui massa kalorimeter kosong, dan massa air. Kabel penghubung untuk menghubungkan kalorimeter-voltmeter-amperemeter-catu daya. Pengaduk untuk mengaduk air agar kalor tersebar merata dalam kalorimeter. Catu daya listrik sebagai sumber energi listrik, serta stopwatch untuk mengatur dan menghitung waktu.

            Percobaan kalorimeter dimulai dengan melakukan penimbangan kalorimeter yang kosong beserta pengaduknya. Kemudian kalorimeter diisi secukupnya sehingga dapat merendam kumparan dan ditimbang kembali untuk mengetahui massa air dalam kalorimeter. Selanjutnya air diukur suhunya sebagai suhu awal. Barulah alat-alat listrik dihubungkan dengan kabel penghubung dengan rangkaian sebagai berikut : Kutub positif catu daya dihubungkan dengan kutub positif amperemeter lalu dihubungkan dengan kutub negatif voltmeter dan dihubungkan dengan kalorimeter kutub positif. Kutub negatif catu daya dihubungkan dengan kutub negatif amperemeter lalu dihubungkan dengan kutub positif votlmeter dan lanjut dihubungkan dengan kutub negatif kalorimeter. Setelah terpasang, catu daya dan stopwatch dinyalakan. Kalorimeter berisi air terus diaduk, dan memperhatikan skala yang ditunjukkan amperemeter, termometer dan voltmeter. Serta mencatat hasil yang ditunjukkan setiap 2 menit sekali. Setelah memperoleh 10 data percobaan, catu daya dan stopwatch dimatikan.

            Pada percobaan ini diperoleh tegangan, arus listrik, dan suhu setiap 2 menit sekali, dari kesepuluh data, tegangan listrik dan arus listrik berubah-ubah dengan selisih yang sangat kecil. Sedangkan suhu meningkat sebanding dengan lamanya pengaliran listrik. Amperemeter dan voltmeter yang tidak stabil ini dimungkinkan karena saat pengaduk digerakkan secara berulang-ulang menyentuh kumparan kalorimeter yang terhubung dengan amperemeter dan voltmeter. Sedangkan suhu yang terus meningkat menunjukkan bahwa kalor yang diterima kalorimeter dari konversi energi listrik semakain besar, seiring dengan semakin lamanya pengaliran listrik. Sesuai dengan persamaan kalor, penambahan suhu berbanding lurus dengan besarnya kalor.

            Data yang diperoleh kemudian diolah dalam perhitungan. Didapatkan hasil perhitungan untuk energi listrik sebesar 6784,512 ± 3663, 1164 joule dengan ketelitian 46.1%. yang didapatkan dari perhitungan menggunakan persamaan W = V.I.T. Sedangkan untuk besar energi kalor didapatkan hasil 5487, 3855 ± 2915, 186983 joule dengan ketelitian 46. 875%. Hasil itu didapatkan dari rumus Q = (Mk. Ck + Ma. Ca) (Ta-T). Untuk nilai kesetaraan kalor-listrik didapatkan hasil 1,22 ± 0,145 dengan ketelitian 88,12%. Yang diperoleh menggunakan persamaan  Ɣ= W/Q.

            Pada perhitungan yang terlampir, besarnya W (energi listrik) tidak sama dengan Q (energi kalor) atau dapat dituliskan

E. Listrik ≠ E. Kalor

6784, 512 J ≠ 5487,3855 J

Hal ini juga terlihat dari nilai kesetaraan kalor-listrik yang tidak sebesar 1, namun sebesar 1,22 ± 0,145. Sehingga dengan demikian energi listrik yang dialirkan dari catu daya tidak seluruhnya terkonversi menjadi energi kalor dalam kalorimeter. Sehingga pernyataan azaz black tidak terbukti pada percobaan ini. Hal ini menunjukkan terdapat faktor atau kesalahan-kesalahan yang terjadi ketika melakukan percobaan ini, antara lain :

1.      Ketidaktelitian praktikan dalam membaca skala termometer, amperemeter, voltmeter dan neraca sehingga mempengaruhi dalam perhitungan

2.      Ketidaktepatan dalam perhitungan waktu menggunakan stopwatch sehingga suhu pada kalorimeter tidak tepat terbaca saat waktu 2 menit

3.      Pengadukan air dala kalorimeter yang menyentuh kumparan kalorimter yang terhubung dengan voltmeter dan amperemeter, sehingga skala yang ditunjukkan tidak stabil.

4.      Proses perhitungan besar energi listrik, energi kalor, dan kesetaraan kalor-listrik kurang teliti.

Atau dimungkinkan juga, energi listrik tidak dapat terserap seluruhnya karena saat dipanaskan energi kalor banyak yang hilang ke lingkungan.