LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA FISIOTERAPI MENENTUKAN KALOR YANG HILANG DALAM PROSES PERTUKARAN KALOR

MENENTUKAN KALOR YANG HILANG

DALAM PROSES PERTUKARAN KALOR

1.      Tujuan

a.       Agar dapat mengerti apa itu kalor.

b.      Agar dapat mengetahui cara mencari kalor yang hilang, dalam proses pertukaran kalor.

c.       Agar dapat mengethaui jumlah kalor yang hilang dalam proses pertukaran kalor anatara air yang bersuhu tinggi dan air yang bersuhu rendah.

d.      Agar dapat menentukan factor-faktor yang mempengaruhi besarnya kalor yang hilang.

2.      Dasar Teori

Kalor adalah bentuk energy yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda suhu yang lebih rendah ketika benda bersentuhan. Kalor disefinisikan juga sebagai energy panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum cara mendeteksi adanya kalor suatu benda yaitu dengan cara mengukur suhu benda tersebut.

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 system yang suhunya lebih rendah akan naik suhunya. Pada suatu saat akan terjadi keseimbangan termal, dan suhu kedua system menjadi sama.

Menurut hokum kekelanan energy, kalor yang dilepas sama dengan kalor yang diserap. Dalam kasis kedua system adalah system terbuka, maka sebagian kalor diserap oleh lingkungan. Kalor ini sering dianggap sebagai kalor yang hilang.

Misalnya pada bejana 1 berisi air dengan massa m₁ dan suhu awal t_1. Bejana 2 berisi air dengan massa m₂ dan suhu awal t_2. Diketahui t₂ lebih besar dari t_1. Kalor jenis air adalah 1 kal/gram°C. setelah tercapai kesetimbangangan termal, suhu campuran menjadi t_c. kalor yang dilepas bertanda negative dan kalor yang diserap bertanda positif. Menurut Azas Black :

Kalor yang dilepas oleh air panas = kalor yang diserap oleh air dingin + kalor yang hilang ke lingkungan.

Rumus :

-m₂ x c x (t_c - t₂) = m₁ x c x (t_c – t₁) + Q

Keterangan :

m = Massa banda (g)

c = kalor jenis (kal/gram°C)

t = waktu (s)

Q = kalor yang hilang (kal)

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

3.      Alat dan Bahan

a.       Beaker glass 250 ml, 2 buah.

b.      Pemanas air.

c.       Thermometer batang

d.    Timbangan

4.      Cara Kerja

a.       Isi air dalam bejana, masing-masing ±100 ml.

b.      Ukur massa air dalam masing-masing bejana.

c.       Panaskan air didalam satu bejana.

d.      Ukurlah suhu air masing-masing bejana.

e.       Campurkan kedua air menjadi satu dalam salah satu bejana.

f.       Diamkan beberapa saat sampai suhu air dalam bejana tercampur dengan konstan.

g.      Ukurlah suhu air yang telah dicampur.

h.      Catat semua data yang telah diperoleh.

5.      Analisis Data dan Pembahasan

Percobaan pengukuran kalor jenis air dengan menggunakan thermometer dan dipanaskan dengan menggunakan pemanas air.

a.       Berapa kalor yang hilang (diserap oleh lingkungan) ?

Lembar Data :

M1 (gram)	M2 (gram)	T1 (°C)	T2 (°C)	tc (°C)	C (kal/gram°C)
180,3 g	103,69 g	28°C	68°C	38°C	1,307 kal.

Diketahui :

M₁ = 180,9 g

M₂ = 103,69 g

T₁ = 28°C

T₂ = 68°C

T_c = 38°C

C = 1

Ditanya :

Q = ?

Jawab :

Δt₁ = t_c – t₁ = 38°C - 28°C = 10°C

Δt₂ = t_c – t₂ = 38°C - 68°C = -30°C

-m₂ x c x Δt₂ = m₁ x c x Δt₁ + Q

(-103,69) x (1) x (-30) = (180,3) x (1) x (10) + Q

(-103,69) x (-30) = (180,3) x (10) + Q

(3,110) = (1,803) + Q

Q = 3,110 – 1,803

Q = 1,307 kal

b.       Apa cara yang bisa ditempuh untuk mengurangi kalor yang hilang ? beri contoh alat yang dirancang dengan pertimbangan mengurangi kalor yang hilang ? bagaimana cara kerjanya ?

Jawaban :

Kalor dapat berpindah dari sutau zat ke zat yang lain, jika terdapat perbedaan pada temperaturnya. Umumnya kalor berpindah dengan 3 cara yaitu : radiasi, konveksi dan konduksi.

1.      Radiasi

Radiasi yaitu perpindahan kalor dari dua system dalam keadaan ruang hampa atau tanpa zat yang dilalui ikut berpndah.

Contoh : pada energy panas matahari menembus ruang hampa dan menebus bumi, tetapi idak semua gelombang dapat dilalui oleh ruang hampa udara ini. Prinsip kerja cahaya matahari dengan memasuki ruangan yang 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 energy cahaya sepanjang siang dan malam. Cahaya matahari sangat berperan penting dalam peristiwa fotosintesis.

Contoh alat yang dapat mengurangi hilangnya kalor yaitu :

a.       Termos

Termos berfungsi untuk menyimpan zat cair yang berada didalamnya agar tetap panas dalam jangka waktu tertentu. Termos dibuat untuk mencegah perpindahan kalor secara konduksi, konveksi dan radiasi. Dinding termos dibuat untuk menghambat perpindahan kalor yang berada didalam termos, dengan cara :

·         Permukaan tabung termos dibuat dengan lapisa perak yang berfungsi mencegah perpindahan kalor secara radiasi dan memantulkan radiasi kembali kedalam termos.

·         Dinding termos sebagai konduktor yang jelek dikarenakan tidak dapat memindahkan kalor secara konduksi.

·         Ruang hampa diantara dua dinding kaca, untuk menvegah kalor secara konduksi dan agar konveksi dengan udara di luar termos tidak terjadi.

Penerapan perpindahan kalor dalam bidang medis yaitu :

1.      Penerapan energy panas

a.       Konduksi

Contohnya :

-          Nyeri pada abdomen → kantong air panas/botol berisi air panas.

-          Relaksasi otot → mandi uap.

-          Mengonduksi panas ke dalam jaringan → berendam dilumpur panas.

b.      Radiasi

Contohnya :

-          Home treatment → electric fire (range radiasi antara merah - mendekati infra red.

-          Penetrasi energy/ gelombang pada kulit → infra red.

a.       Elektromagnetis

-          Kram otot, nyeri pada intervertebrae disk, penyakit degenerative pada persendian radang bursa (bursitis) → SWD (Short Wave Diatgermy)

-          Patah tulang (fraktur), sprains dan strains, bursitis, radang tendon dan artritis → MWD (Micri Wave Diathermy)

-          Terapi (pengobatan) dan diagnostik pada soft tissue karena tulang banyak menyerap panas → US (Ultra Sonik)

2.      Penerapan energy dingin

Contohnya :

-          Edema akibat trauma akut, dan rasa sakit kepala, → Ice bag/kantong es

6.      Kesimpulan

Dari hasil praktium yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa air yang bersuhu dingin dan dicampurkan dengan air yang bersuhu panas akan menghasilkan air yang suhunya lebih tinggi akan melepaskan kalor, dan air yang suhunya lebih rendah akan menyerap kalor. Karena melepas kalor, maka air yang suhunya lebih tinggi akan turun suhunya. Sebaliknya air yang suhunya lebih rendah akan naik suhunya. Pada suatu saat akan terjadi keseimbangan termal, dan suhu kedua air menjadi sama.

7.      Daftar Pusataka

a.       Petunjuk

b.      http://termosulastri.blogspot.com/2015/03/penerapan -termodinamika-dalam-bidang.html?m=1

c.       https://www.ahmad dahlan.net/2016/03/contoh-laporan-praktikum-sma-pengukuran.html?m=1

d.      https://www.e-jurnal.com/2013/11/pengertian-kalor.html?m=1

Dosen Pengampu : Bpak Domi Severinus