Bab I Pendahuluan

BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Peristiwa yang melibatkan kalor sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-
hari. Misalnya, pada saat memasak air dengan menggunakan kompor. Air yang semula
dingin lama kelamaan menjadi panas. Mengapa air menjadi panas? Air menjadi panas
karena mendapat kalor, kalor yang diberikan pada air mengakibatkan suhu air naik.
Dari manakah kalor itu? Kalor berasal dari bahan bakar, dalam hal ini terjadi perubahan
energi kimia yang terkandung dalam gas menjadi energi panas atau kalor yang dapat
memanaskan air.
Setiap cabang khusus fisika awalnya dipelajari dengan memisahkan bagian
ruang yang terbatas atau bagian materi dari lingkungannya. Bagian yang dipisahkan
(nyata atau dalam khayal pikiran) yang merupakan pusat perhatian kita disebut sistem,
dan segala sesuatu yang ada di luar sistem yang mempengaruhi kelakuan sistem secara
langsung disebut lingkungan.(Zemansky, Mark W, 1982).
Kalor adalah energi yang mengalir, kalor tidak dimiliki karena kalor muncul
dalam proses, yang dimiliki oleh benda adalah Energi Internal U, yang berhubungan
dengan suhu benda. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yaitu dengan
mengukur suhunya. Jika suhunya tinggi, maka energi dalam yang dikandung sangat
besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka energi dalam yang dikandung
sedikit . Kalor mengalir dari suatu bagian sistem ke bagian lain atau dari satu sistem ke
sistem lain karena ada perbedaan temperatur.
Dua sistem berbeda temperatur yang saling disentuhkan pada satu sistem
lingkungan maka temperatur akhir yang dicapai oleh kedua sistem itu akan berada
diantara kedua temperatur awal. Bila dua benda yang berbeda suhunya saling
disentuhkan, maka akan terjadi aliran energi (kalor) dari benda yang suhunya tinggi ke
2
3
benda yang suhunya rendah. Proses aliran energi berlangsung terus sampai terjadi
kesetimbangan termal.
Kalori pada awalnya didefenisikan sebagai jumlah panas yang dibutuhkan
untuk menaikkan suhu satu (1) gram air satu derajat Celcius (1oC)pada tekanan standar
satu atmosfer (1atm). Sejak tahun 1925 kalor didefenisikan dalam satuan Joule (J) ,
defenisi sejak tahun 1948 dinyatakan bahwa satu (1) kalori sama dengan sekitar 4,2
Joule. Karena kuantitas panas diwakili oleh kalori diketahui berbeda pada temperatur
yang berbeda (sebanyak 1 persen), akibatnya diperlukan metode untuk menentukan
suhu di mana panas jenis air yang harus diambil sebagai 1 kalori. Dengan demikian
"15° kalori" (juga disebut gram kalori, atau kalori kecil) didefinisikan sebagai jumlah
panas yang akan menaikkan suhu 1 gram air dari 14,5 ° sampai 15,5° C-sama dengan
4,1855 joule.
Kalor juga merupakan bentuk konversi energi sebab dalam energi berlaku
hukum kekekalan energi. “Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain
tapi tidak bisa diciptakan ataupun dimusnahkan” atau lebih dikenal dengan Hukum
Termodinamika I. Energi di alam semesta ini tetap, sehingga energi yang terlibat dalam
proses fisika dan kimia hanya merupakan perpindahan atau perubahan bentuk energi.
Misalnya, pada waktu memasak air dengan menggunakan kompor. Air yang semula
dingin lama kelamaan menjadi panas. Mengapa air menjadi panas? Air menjadi panas
karena mendapat kalor, kalor yang diberikan pada air mengakibatkan suhu air naik.
Dari manakah kalor itu? Kalor berasal dari bahan bakar, dalam hal ini terjadi perubahan
energi kimia yang terkandung dalam gas menjadi energi panas atau kalor yang dapat
memanaskan air. Contoh lain adalah perubahan dari energi listrik menjadi energi kalor,
energi mekanik menjadi energi kalor dan bentuk perubahan energi yang lain. Dalam
energi berlaku hukum kekekalan tenaga.
4
Alat yang digunakan untuk mengukur kalor atau energi panas adalah
kalorimeter. Pertukaran energi kalor merupakan landasan metode yang dikenal dengan
nama kalorimetri, yang merupakan pengukuran kuantitatif dari pertukaran kalor.
Kalorimetri merupakan metode pengukuran kalor yang menggunakan alat
kalorimeter. Alat kalorimeter ada dua jenis yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter
sederhana. Yang mendasari teori pada percobaan kalorimeter adalah teori asas Black.
"Pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat yang suhunya lebih
tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendah"
bunyi dari teori asas Black.
Bilangan yang menyatakan besarnya tenaga listrik yang setara dengan 1 satuan
tenaga panas dinamakan angka kesetaraan kalor listrik. Angka kesetaraan kalor-listrik
(tara kalorimeter) dapat dihitung dengan mengubah tenaga listrik menjadi tenaga panas
dalam suatu kawat tahanan yang tercelup dalam air yang berada di dalam kalorimeter.
Salah satu praktikum yang terdapat di Laboratorium Fisika Dasar bagian Kalor
adalah Praktikum Pengukuran Kesetaraan Kalor-Listrik. Peralatan praktikum ini terdiri
dari kalorimeter dengan pengaduk dan pemanas, voltmeter, amperemeter, termometer,
transformator step-down, hambatan geser, saklar, timbangan dan stopwatch.
1.2
Rumusan Masalah
Di dalam Laboratorium Fisika Dasar ada mata praktikum kalor-listrik
“Kalorimeter”. Pada praktikum ini sering dijumpai masalah seperti pengukuran dengan
nilai ralat yang begitu besar. Serta hasil akhir yang sangat jauh berbeda dari referensi
yang sebenarnya.
Metode pada percobaan ekpserimen kalor listrik “kalorimeter” masih dijumpai
kekeliruan yang sering terjadi. Pemahaman metode eksperimen yang kurang tepat.
Metode yang benar pada eksperimen ini dapat dipahami melalui simulasi praktikum
dengan bantuan perangkat lunak komputer.
5
Pengukuran dan analisis data dilakukan secara manual. Minimal dua (2) massa
air yang digunakan pada percobaan kalorimeter harga air kalorimeternya tidak
diketahui.
Berdasarkan uraian diatas , dibutuhkan perangkat lunak berbasis pemrograman
multimedia yang mudah dioperasikan sebagai alternatif untuk mempermudah
mempelajari gejala fisis dan dapat membangun simulasi dari praktikum serta dapat
menampilkan hasil perhitungan secara cepat.
1.3
Batasan Masalah
•
Sistem dianggap berada dalam keadaan ideal (Hukum kekekalan energi),
sehingga tidak terjadi pertukaran energi dengan lingkungan diluar sistem.
•
Observasi komputasi yang dilakukan untuk menentukan nilai tara pada
kalorimeter menggunakan software Multimedia Builder.
1.4
Tujuan Penelitian
Penelitian ini dimaksudkan untuk membantu memahami cara pengukuran besar
nilai tara kalorimeter pada eksperimen dengan bantuan Simulasi program
menggunakan software Multimedia Builder.
Percobaan kalorimeter jika dilakukan di laboratorium memerlukan waktu,
ketelitian serta menggunakan metode pengukuran konvensional. Dengan aplikasi ini
diharapkan dapat mempermudah percobaan kalorimeter dengan program Multimedia
Builder.
6
Manfaat Penelitian
Manfaat dilakukan penelitian ini, adalah:
i. Sebagai salah satu alternatif dalam metode percobaan kalorimeter yang praktis
dan efisien
ii. Sebagai media belajar yang mandiri dan praktis untuk mengetahui nilai tara
kalorimeter dengan aplikasi yang sederhana
iii. Berperan sebagai pendukung bahwa percobaan kalorimeter dapat dilakukan
dengan bantuan komputasi fisika.
1.5
Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini terdiri dari beberapa bab dan selanjutnya masing-
masing bab dijelaskan dengan sub bab tambahan untuk menerangkan lebih lanjut bab
tersebut, sehingga penyajian penulisan tugas akhir ini dapat dilakukan secara
sistematis.
BAB I
Pendahuluan yang berisi latar belakang, perumusan masalah,
tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan
BAB II
Tinjauan pustaka
BAB III
Dasar teori yang dapat digunakan sebagai acuan dalam
penelitian.
BAB IV
Cara Pembuatan Program
BAB V
Hasil pembahasan dan pengolahan data
BAB VI
Kesimpulan dan saran atas eksperimen yang telah dilakukan
7
LAMPIRAN Bagian ini terdiri dari 3 lampiran, yakni antara lain
Lampiran 1 Data Praktikum Kesetaraan Kalor-Listrik
Lampiran 2 Jalannya Program secara keseluruhan
Lampiran 3 Script Program Simulasi