Home / Fisika / Kalorimeter

Kalorimeter

  • 8 min read
Loading...

Penulis: Deyan Prashna, Departemen Fisika, FMIPA, Universitas Indonesia 2016

Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengetahui perubahan kalor yang dilepaskan oleh sistem ke lingkungan. Prinsip asas Black sangat mempengaruhi kerja kalorimeter. Kalor jenis dan kapasitas kalor menjadi hal penting untuk diketahui dalam perhitungan kalorimeter. Terdapat dua jenis kalorimeter yaitu kalorimeter larutan dan kalorimeter bom.

Apakah kamu pernah mendengar kalorimeter? Apa itu kalorimeter? Bagaimana rumus dan prinsip yang digunakan dalam kalorimeter? Apa saja jenisnya? Yuk, simak artikel ini untuk mengetahui jawabannya…

Pengertian Kalorimeter

Kalorimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur perubahan kalor yang diserap maupun dilepaskan pada suatu sistem. Juga, kalorimeter dilengkapi dengan termometer yang digunakan untuk mengukur perubahan suhu.

Kalorimeter terbuat dari suatu wadah yang terdapat sekat di dalamnya dengan tekanan yang dapat terjaga konstan. Pada kalorimeter terjadi pertukaran kalor antara sistem dengan lingkungan.

Sistem merupakan area yang diamati dalam pengukuran. Sedangkan lingkungan merupakan area di sekitar sistem.

Bagian dalam wadah kalorimeter beupa alumunium yang mengkilat

Loading...
untuk mencegah terjadinya penyerapan kalor oleh dinding wadah. Kalorimeter ditutup dengan menggunakan tutup isolator, seperti kayu untuk mencegah kalor yang terbuang ke lingkungan.

Terdapat beberapa jenis kalorimeter yang bergantung pada pemakaiannya. Kalorimeter juga memiliki perhitungan yang berguna untuk menghitung kalornya.

Kalor

Pada suatu benda, kalor berpindah dari benda berkalor tinggi ke benda berkalor rendah. Kalor merupakan suatu bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah.

Dalam SI, kalor dinyatakan dalam besaran Joule (J) dimana 1 J merupakan kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 kg air pada suhu kalorimeter 1 . Kalor juga dapat dikenal sebagai panas.

Perpindahan panas dapat dilakukan secara konveksi, konduksi, maupun radiasi. Berikut penjelasannya:

  • Konveksi, merupakan perpindahan kalor yang disertai dengan perpindahan zat mediumnya. Perpindahan jenis ini terjadi pada medium cair dan gas.
  • Konduksi, merupakan perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan zat mediumnya. Perpindahan jenis ini terjadi pada medium padat.
  • Radiasi, merupakan perpindahan kalor tanpa memerlukan medium perantara. Perpindahan jenis ini terjadi pada paparan zat radioaktif, paparan sinar matahari, dsb.

Prinsip Kerja Kalorimeter

Perhatikan ilustrasi kalorimeter berikut.

kalorimeter

Konduktor listrik diberikan arus listrik menuju tempat reaksi. Selama aliran tersebut, muatan listrik bertumbukan dengan atom dari konduktor tersebut sehingga menimbulkan panas pada tempat reaksi.

Kemudian kalor ini berupa panas menuju air suling sehingga terhadi pertukaran kalor antara kalor pada air suling dengan kalor pada tempat reaksi. Prinsip yang digunakan adalah asas Black dimana kalor yang diterima sama dengan kalor yang diserap, dengan rumus sbb:

rumus kalorimeter

Prinsip asas Black ditemukan oleh Joseph Black pada tahun 1760. Semakin besar tegangan yang diberikan, maka arus yang didapat akan semakin kecil dan panas yang ditimbulkan pada tempat reaksi akan semakin besar.

Perhitungan kalor pada kalorimeter juga berkaitan dengan kalor jenis dan kapasitas kalor.

Sistem yang digunakan pada kalorimeter adalah sistem tertutup dimana tidak terjadi pertukaran materi, namun yang memungkinkan adalah terjadinya pertukaran energi antara sistem dengan lingkungan.

Kalor Jenis dan Kapasitas Kalor

Dalam perhitungan kalor, kamu perlu mengetahui kalor jenis dan kapasitas kalor. Penjelasannya sbb:

Kalor jenis

Kalor jenis merupakan kemampuan yang dimiliki suatu benda untuk melepaskan atau menerima kalor. Sedangkan dalam pengertian yang lebih spesifik, kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh suatu zat seberat 1 Kg untuk menaikkan suhunya sebesar kalorimeter 2 .

Rumus kalor jenis sbb:

rumus kalor jenis

dimana c merupakan kalor jenis A picture containing table, drawing Description automatically generated , Q merupakan kalor yang dilepaskan atau diterima (J), m merupakan massa zat yang menerima atau melepaskan kalor (kg), dan 3 merupakan perubahan suhu 5 .

Kapasitas kalor

Kapasitas kalor merupakan jumlah kalor yang diserap oleh suatu benda bermassa untuk menaikkan suhu sebesar 7 . Berikut rumusnya:

rumus kapasitas kalor

dimana C merupakan kapasitas kalor (J/K), Q merupakan kalor yang dilepaskan atau diterima (J), m merupakan massa zat yang menerima atau melepaskan kalor (kg), dan 8 merupakan perubahan suhu 9 .

Loading...

Jenis Kalorimeter

Kalorimeter memiliki jenis-jenis tertentu yang mana disesuaikan berdasarkan kegunaannya. Terdapat dua jenis kalorimeter, yaitu kalorimeter larutan dan kalorimeter bom. Berikut penjelasannya:

Kalorimeter larutan

Kalorimeter larutan merupakan alat yang digunakan untuk menghitung jumlah kalor yang dilepaskan atau pun diterima pada suatu reaksi kimia dalam sistem larutan. Kalor yang dilepaskan atau diterima akan menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter.

Reaksi kalor dapat dihitung berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi dalam sistem larutan tersebut, dimana kalor yang dilepaskan akan diterima oleh lingkungan.

Lingkungan dapat berupa dinding luar kalorimeter dan area sekitar kalorimeter. Rumus kalor yang dilepaskan atau diterima dapat dihitung dengan menggunakan pers. (1) atau dengan menggunakan rumus berikut:

rumus pers

dimana merupakan kalor reaksi (J), m merupakan massa benda (kg), c merupakan kalor jenis 11 , dan 12 merupakan perubahan suhu 13 .

Kalorimeter Bom

Kalorimeter bom adalah kalorimeter yang lebih teliti daripada kalorimeter larutan, Biasanya, kalorimeter ini digunakan untuk menentukan perubahan entalpi (kalor pada reaksi kimia dengan tekanan sistem yang tetap atau energi yang dilepaskan maupun diserap selama berlangsungnya reaksi kimia).

Sistem yang digunakan berupa sistem terisolasi. Sehingga kalor hanya berpindah ke lingkungan sekitar tempat reaksi.

Namun, dinding kalorimeter juga dapat menerima kalor (walaupun sangat kecil). Pada kalorimeter ini terjadi pembakaran sempurna dalam bentuk oksigen berlebih.

Volume dalam kalorimeter ini tidak diperhitungkan karena volumenya dijaga tetap (konstan).

Pada kalorimeter bom, sampel yang diletakkan pada tempat reaksi diberi oksigen yang dimampatkan sebesar 25 atm. Kemudian diberi aliran listrik dan terjadi pembakaran sempurna dengan oksigen berlebih.

Dalam perhitungan kalorinya perlu diperhatikan beberapa hal, yaitu energi listrik yang diberikan, penyusutan pada konduktor listrik maupun pembentukan asam akibat oksidasi. Terjadinya oksidasi dapat menyebabkan perubahan pH.

Perhitungan kalorinya seperti pada pers. (1) dengan memperhatikan bahwa sistemnya tertutup dan bersifat adiabatis sehingga diasumsikan tidak ada kalor yang keluar maupun masuk ke kalorimeter. Selain itu, usahanya juga nol karena volumenya yang konstan.

Sehingga dapat dituliskan rumus:

Rumus perubahan energi sistem sbb:

Rumus perubahan energi sistem

dimana merupakan kapasitas kalor pada volume tetap (J/K).

Perlu diketahui bahwa pada saat dilakukan kalibrasi dengan menggunakan asam benzoat, bisanya pada konduktor (kawat) akan mengalami penyusutan. Sehingga kapasitas kalornya dapat dihitung dengan rumus berikut:

dimana 15 merupakan perubahan entalpi (J), c merupakan kalor jenis 16 , dan 18 merupakan perubahan suhu 18 .

Kesimpulan

Jadi, kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur perubahan kalor yang diterima atau pun dilepaskan sistem ke lingkungan. Prinsip asas Black menjadi prinsip utama yang digunakan dalam perhitungan kalorimeter.

Terdapat dua jenis kalorimeter, yaitu kalorimeter larutan dan kalorimeter bom. Kedua jenis tersebut digunakan sesuai dengan kebutuhan dimana kalorimeter bom memiliki ketelitian yang lebih baik daripada kalorimeter larutan.

Demikian pembahasan artikel ini mengenai kalorimeter. Materi kalorimeter juga ada yang berhubungan dengan termodinamika.

Untuk kamu yang ingin mengetahui materi termodinamika, maka kamu dapat membaca artikel termodinamika. Semoga pembahasannya mudah dimengerti dan dapat menjawab pertanyaan kamu terkait kalorimeter.

Sekian, terimakasih.

Daftar Pustaka

  • Dosenpendidikan. 2019. Kalorimeter. Diperoleh dari https://www.dosenpendidikan.co.id/kalorimeter/ (diakses pada 23 Juni 2020).
  • Ilmu Kimia. Sistem dan Lingkungan. Diperoleh dari https://www.ilmukimia.org/2016/02/sistem-dan-lingkungan.html. (diakses pada 23 Juni 2020).
  • Pengertian Menurut Para Ahli. Pengertian Entalpi dan Entropi. Diperoleh dari https://www.pengertianmenurutparaahli.net/pengertian-entalpi-dan-entropi/ (diakses pada 23 Juni 2020).
  • Prashna, Deyan. 2020. Termodinamika. Diperoleh dari https://bacaboy.com/termodinamika/ (diakses pada 23 Juni 2020).
  • Putri, Marissa. 2019. Kalorimeter Sederhana dan Kalorimeter Bom. Diperoleh dari https://m.utakatikotak.com/kongkow/detail/7856/Kalorimeter-Sederhana-dan-Kalorimeter-Bom (diakses pada 23 Juni 2020).
  • Rahmah, Azzahra. 2019. Kalorimeter – Pengertian, Fungsi, Prinsip Kerja. Diperoleh dari https://rumus.co.id/kalorimeter/ (diakses pada 23 Juni 2020).
  • Zenius. Kalorimeter. Diperoleh dari https://www.zenius.net/prologmateri/kimia/a/124/Kalorimeter#. (diakses pada 23 Juni 2020).

Baca juga

Loading...
Loading...