Post on 20-Feb-2018
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
1/29
LAPORAN PRAKTIKUM
TERMODINAMIKA
KONSEP TEMPERATUR DAN HUKUM KE NOL TERMODINAMIKA
Oleh:
Hudyana Gilang Setyaji
NIM AIH0!0"
KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL
UNI#ERSITAS $ENDERAL SOEDIRMAN%AKULTAS PERTANIAN
PUR&OKERTO
'0(
I) PENDAHULUAN
A) Lata* +ela,ang
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
2/29
Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = 'panas' and dynamic =
'perubahan') adalah fisika energi, panas, kerja, entropi dan kespontanan proses.
Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistik di mana banyak
hubungan termodinamika berasal.
Pada sistem di mana terjadi proses perubahan ujud atau pertukaran
energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kinetika reaksi
(ke!epatan suatu proses reaksi berlangsung). "arena alasan ini, penggunaan istilah
#termodinamika# biasanya merujuk pada termodinamika setimbang. $engan
hubungan ini, konsep utama dalam termodinamika adalah proses kuasistatik, yang
diidealkan, proses #super pelan#. Proses termodinamika bergantung%aktu
dipelajari dalam termodinamika tak%setimbang.
&ukum termodinamika kebenarannya sangat umum, dan hukum%hukum
ini tidak bergantung kepada rin!ian dari interaksi atau sistem yang diteliti. ni
berarti mereka dapat diterapkan ke sistem di mana seseorang tidak tahu apa pun
ke!ual perimbangan transfer energi dan ujud di antara mereka dan lingkungan.
ontohnya termasuk perkiraan instein tentang emisi spontan dalam abad ke%*+
dan riset sekarang ini tentang termodinamika benda hitam.
&asil pengukuran yang diberikan oleh beberapa alat sejenis tidak selalu
menunjukkan hasil yang sama, meskipun alat tersebut mempunyai tipe yang sama.
Perbedaan ini diperbesar lagi dengan adanya pengaruh lingkungan, operator, serta
metode pengukuran. Padahal dalam menghasilkan hasil pengukuran tersebut
sangat diharapkan baha setiap alat ukur yang digunakan dimanapun memberikan
hasil ukur yang sama dalam kaitannya dengan keperluan keamanan, kesehatan,
transaksi, dan keselamatan.
gar setiap alat dapat memberikan hasil ukur dengan keabsahan yangsama, alat ukur tersebut perlu mempunyai ketelusuran kepada standar nasional
atau standar internasional. ara untuk memberikan jaminan baha alat yang
digunakan mempunyai ketelusuran kepada standar nasional adalah dengan
melakukan kalibrasi terhadap alat tersebut. -ebih dari itu untuk memelihara
ketelusuran tersebut perlu dilakukan peraatan alat dalam selang kalibrasi
tertentu.
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
3/29
$alam penerapan standar /0 12+*3 : *++3, kiranya upaya%upaya
untuk menyamakan persepsi bagi semua pihak terkait perlu dilaksanakan.
"etelusuran pengukuran tidak hanya sekedar menjadi persyaratan administratif,
melainkan telah menjadi kebutuhan teknis yang mendasar terutama dengan
diajibkannya men!antumkan estimasi ketidakpastian dalam hasil uji.
+) Tujuan
1. Praktikam memahami !ara melakukan kalibrasi
*. Praktikam dapat melakukan kalibrasi terhadap alat ukur baku dan tidak
baku
4. Praktikam mampu memahami hukum termodinamika ke no
5. Praktikan mengerti konsep hukum termodinamika ke nol
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
4/29
II) TIN$AUAN PUSTAKA
Termodinamika adalah !abang ilmu yang mempeljari energi dari satu
bentuk energi ke bentuk energi lainnya. 6ntuk dapat memahami teori
termodinamika dengan baik, diantaranya diperlukan pemahaman tentang prinsip,
sifat dan hukum termodinamika dan penerapannya dalam kehidupan sehari hari
7as dan uap se!ara alami berkaitan dengan pangan dan sistem pengolahan
pangan. $iantaranya adalah penggunaan uap air (steam) sebagai media
pemanasan, dimana diperlukan pengetahuan tentang sifat%sifat gas tersebut.
$emikian juga dalam proses e8aporasi atau penguapan air dari bahan pangan akan
terjadi perubahan fase dari air menjadi uap dimana sifat sifat dari !air dan fase uap
akan berbeda
9ase adalah kuantitas at yang mempunyai struktur apabila at terdiri dari
gas saja, !ari saja atau padat saja. "omposisi kimia dikatakan seragam apabila
suatu at hanya terdiri dari suatu bahan kimia yang dapat berbentuk padat, !ari,
atau gas atau juga !ampuran dari dua atau tiga bentuk itu. ;at murni mempunyai
koposisi kimia yang seragam dan tidak berubah. ;at murni dapat berada dalam
beberapa fase:
1. 9ase padat biasanya dikenal dengan es
*. 9ase !air
4. 9ase uap
5. ampuran kesetimbangan fase !air dan uap
3. ampuran kesetimbangan fase padat dan !air
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
5/29
7ambar 1. Perubahan 9ase ;at (enda)
Perubahan fase merupakan salah satu bentuk penyesuaian
dengan suhu dari benda lain yang berkontak langsung dengan tersebut untuk
men!iptakan keseimbangan energi kalor. $ari konsep tersebut sesuai dengan
hukum termodinamika ke nol yang berbunyi
>"etika dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka
ketiganya dapat saling setimbang satu dengan lainnya.?
ir ( ) dalam fase padat bentuk dan 8olumenya tidak berubah. ir
dalam fase padat disebut es. @ika es dinaikkan temperaturnya, es mulai men!air
dan akhirnya es berubah menjadi air semuanya. $alam perubahan fase dari fase
padat ke fase !air temperatur fase ini disebut kalor laten, dalam hal ini disebut
kalor lebur. edangkan proses perubahan fase padat ke fase !air disebut men!air
ir ( ) dalam fase !air disebut air. ir 8olumenya tetap tetapi
bentuknya berubah%ubah sesuai dengan adahnya. @ika air dinaikkan
temperaturnya, muka air mulai mendidih dan berubah sifatnya menjadi uap air (
). $alam perubahan fase dari fase !air ke fase gas temperatur at tetap dan
disebut sebagai titik uap. "alor yang terlihat dalam perubahan fase ini disebut
kalor laten, dalam hal ini disebut kalo penguapan. edangkan proses perubahan
fase !air ke fase gas disebut menguap
Proses sebaliknya adalah perubahan fase gas ke fase !air dan dari fase !air
ke fase padat, perubahan dari fase gas ke fase !air at melepas kalor dan
temperaturnya turun. $alam perubahan fase ini dikenal titik embun dan kalor
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
6/29
yang terlibat didalam disebut kalor pengembunan. Proses perubahan fase gas ke
fase !air disebut mengembun. edangkan pada proses perubahan fase !air ke fase
padat dikenal dengan titik beku dan kalor yang terlibat di dalamnya disebut
sebagai kalor pembekuan. Proses perubahan fase !air ke fase padat disebut
membeku
@ika kondisi alam memungkinkan, maka fase gas dapat berubah langsung
ke fase padat atau sebaliknya. Perubahan dari fase gas ke fase padat disebut
menyublim. $alam peristia menyublim dikenal titik sublimasi dan kalor yang
terlihat di dalamnya disebut kalor sublimasi. edangkan perubahan dari fase padat
ke fase gas disebut melenyap (ada orang yang menyebut menyublim). $alam
peristia melenyap dikenal titik pelenyap (ada orang yang menyebut titik
sublimasi) dan kalor yang terlihat di dalamnya disebut kalor pelenyapan (ada
orang yang menyebut kalor sublimasi)
$ari uraian tersebut diatas dikenal temperatur tetap pada perubahan fase
at, yaitu:
1. Titik embun = titik uap
*. Titik lebur = titik beku
4. Titik sublimasi = titik lenyap
"alor laten, yaitu kalor yang diperlukan atau dilepaskan pada saat
perubahan fase at. "alor laten tersebut adalah:
1. "alor pengembunan = kalor penguapan
*. "alor lebur = kalor beku
4. "alor sublimasi = kalor pelenyapan
$alam aplikasi di dunia pengetahuan hukum termodinamika ke%nol dapat
digunakan untuk melakukan kalibrasi terhadap alat dan ukur suhu. "alibrasiadalah serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai ditunjukkan
oleh instrumen ukur atau sistem pengukuran atau nilai yang diakili oleh bahan
ukur dengan nilai%nilaii yang sudah diketahui yang berkaitan dan besaran dalam
kondisi tertentu. "alibrasi berguna untuk mengetahui kelayakan alat ukur untuk
digunakan.
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
7/29
"alibrasi adalah serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara
nilai yang ditunjukkan oleh instrumen ukur atau sistem pengukuran, atau nilai
yang diakili oleh bahan ukur, dengan nilai%nilai yang sudah diketahui yang
berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu. $engan kata lain,
kalibrasi yaitu kegiatan untuk menentukan kebenaran kon8ensional nilai
penunjukkan alat ukur dan bahan ukur dengan !ara membandingkan terhadap
standar ukur yang mampu telusur (traceable) ke standar nasional untuk satuan
ukuran maupun internasional.
dapun tujuan "alibrasi yaitu 1) 6ntuk menentukan de8iasi kebenaran
kon8ensional nilai penunjukkan suatu instrumen ukur, atau de8isiasi dimensi
nasional yang seharusnya untuk suatu bahan ukur, *) Aenjamin hasil % hasil
pengukuran sesuai dengan standard nasional maupun internasional, dan 4) 6ntuk
men!apai ketertelusuran pengukuran. &asil pengukuran dapat dikaitkan sampai ke
standar yang lebih teliti (standar primer nasional dan internasional), melalui
rangkaian perbandingan yang tak terputus.
"alibrasi juga memiliki beberapa manfaat, yaitu untuk Aenjaga kondisi
instrumen ukur dan bahan ukur agar tetap sesuai dengan sfesifikasinya. 6ntuk
mendukung sistem mutu yang diterapkan di berbagai industri pada peralatan
laboratorium dan produksi yang dimiliki dan $engan melakukan kalibrasi, bisa
diketahui seberapa jauh perbedaan antara harga benar dengan harga yang
ditunjukkan oleh alat ukur.
Aengetahui karakteristik alat ukur adalah penting agar pekerjaan
pengukuran se!ara menyeluruh (persiapan, pelaksanaan dan analisis) dapat
diandalkan keberhasilannya.
a. "etelitian atau "eseksamaan (!!ura!y)didefenisikan sebagai ukuranseberapa jauh hasil pengukuran mendekati harga sebenarnya. 6kuran ketelitian
sering dinyatakan dengan dua !ara, atas dasar perbedaan atau kesalahan (error)
terhadap harga yang sebenarnya.
b. "e!ermatan atau "eterulangan (Pre!ision0Bepeatibility- dalah yang
menyatakan seberapa jauh alat ukur dapat mengulangi hasilnya untuk harga yang
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
8/29
sama. $engan kata lain, alat ukur belum tentu akan dapat memberikan hasil yang
sama jika diulang, meskipun harga besaran yang diukur tidak berubah.
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
9/29
III) METODOLOGI
A) Alat dan +ahan
lat yang digunakan pada praktikum ini adalah Thermometer top
at!h0jam, beker gelas, kasa kaki tiga dan bunsen. edangkan bahan yang
digunakan adalah es batu.
+) P*./edu* Ke*ja
-angkah%langkah yang dilakukan dalam praktikum ini, pada tahapan
kalibrasi alat yaitu :
1. iapkan alat dan bahan yang dibutuhkan
*. ampurkan air dan bongkahan es pada gelas beker
4. -etakan termometer dan perhatikan ketika es telah men!air merata dan
tandai permukaan !airan termometer yang telah konstan tidak berubah
sebagai titik leleh air (+?)
5. Panaskan air tersebut hingga mendidih perhatikan permukaan !airan
termometer hingga menunjukan ketinggalan yang konstan dan tandai
sebagai titik didih air (1++?)
3. -akukan perbandingan dengan angka thermometer.
Tahapan pada praktikum selanjutnya yaitu mengenai perubahan fase,
langkah%langkah yang harus dilalui yaitu:
1. iapkan alat dan bahan yang dibutuhkan
*. Bakit peralatan menjadi seperti gambar berikut:
4. Aasukkan bongkahan es ke gelas beker (beratnya es sudah ditimbang dansuhunya diukur)
5. Cyalakan bunsen bersamaan dengan stopat!h, perhatikan apa yang
terjadi dan !atat
Co Titik 9ase Daktu $urasi E
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
10/29
3. pakah grafik yang diperoleh dari per!obaan sesuai dengan grafit berikutF
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
11/29
I#) HASIL DAN PEM+AHASAN
A) Ha/il
1. $ata pengamatan
@arak tempuh daun () = 1++ !m = 1 m
-ebar pipa ka!a (l) = 3,G !m = +,+3G m
Tinggi air (h) =
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
12/29
= (4,< I 1+%4) (+,+32)
= *,+3 I 1+%5m40s
!. Per!obaan 4
t = 12,4H s
"e!epatan aliran :
J4= 0 t4
= 1 m 0 12,4H s
= +,+3H m0s
$ebit aliran :
E4= I J4
= (4,< I 1+%4) (+,+3H)
= *,+G I 1+%5m40s
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
13/29
+) Pe1aha/an
etiap pengukuran yang dilakukan, tidak selalu memberikan hasil yang
tepat dan akurat. erbagai kesalahan mungkin terjadi dalam kegiatan pengukuran
yang di akibatkan oleh fa!tor akuransi pengukuran, kalibrasi alat ukur, ketelitian
pengukuran, atau senti8itas alat ukur yang digunakan (Paulia, *++H).
etiap peralatan yang digunakan untuk menguji dan kalibrasi, termasuk
peralatan untuk pengukuran sinder seperti kondisi lingkungan yang mempunyai
pengaruh signifikan pada akurasi atau keabsahan hasil pengujian, kalibrasi, atau
pengambilan sampel harus di kalibrasi sebelum digunakan untuk memastikanbaha semua peralatan tersebut sesuai dengan tujuan dan memberikan hasil yang
dapat di per!aya ( &adi, *++2).
"alibrasi atau penerapan adalah men!o!okkan harga%harga yang ter!antum
pada skala alat ukur dengan harga%harga yang standar (atau yang dianggap benar).
"alibrasi dilakukan bukan hanya untuk alat yang sudah lama di pakai, kalibrasi
harus dilakukan se!ara berkala. &al tersebut perlu dilakukan untuk menghindari
kesalahan dari alat yang digunakan karena adanya keausan atau hal lainnya
("amajaya, *++2).
"alibrasi adalah kegiatan untuk menentukan nilai kebenaran penunjukan
alat ukur kon8ensional dan mengukur bahan dengan membandingkannya dengan
standar pengukuran yang dapat dila!ak ke nasional dan 0 internasional.
e!ara umum kalibrasi mempunyai pengertian sebagai rangkaian kegiatan
membandingkan hasil pengukuran suatu alat dengan alat standar yang sesuai
untuk menentukan besarnya koreksi pengukuran alat serta ketidakpastiannya.
$alam pengertian ini alat standar yang digunakan juga harus terkalibrasi
dibuktikan dengan sertifikat kalibrasi. $engan demikian maka besarnya koreksi
pengukuran alat dapat ditelusurkan ke standar nasional atau standar internasional
dengan suatu mata rantai kegiatan kalibrasi yang tidak terputus.
"alibrasi merupakan proses 8erifikasi baha suatu akurasi alat ukur sesuai
dengan ran!angannya. "alibrasi biasa dilakukan dengan membandingkan suatu
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
14/29
standar yang terhubung standar nasional maupun internasional dan bahan%bahan
a!uan tersertifikasi.
istem manajemen kualitas memerlukan sistem pengukuran yang efektif,
termasuk di dalamnya kalibrasi formal, periodik dan terdokumentasi, untuk semua
perangkat pengukuran. / G+++ dan / 12+*3 memerlukan sistem kalibrasi
yang efektif.
Tujuan kalibrasi alat ukur adalah untuk menentukan de8isiasi dan
kebenaran kon8ensional nilai penunjukan alat ukur dan pengukuran hasil dijamin
pen!arian untuk tandar Casional sebagai standar juga dan international. $engan
demikian alat ukur kondisi dan bahan dapat disimpan sesuai dengan spesifikasi.
ementara manfaat kalibrasi adalah: untuk menjaga kondisi alat ukur untuk tetap
sesuai dengan spesifikasi
6ntuk memperoleh data praktikum laboratorium yang akurat,
membutuhkan alat praktikum yang baik dan ditentukan oleh kinerja alat ukur serta
sampel yang digunakan. Peralatan pengujian beserta hasilnya dapat diketahui
tingkat akurasinya melalui proses kalibrasi. Tahapan kalibrasi menjadi penting
karena:
1. 6ntuk memastikan kualitas, hasil pengukuran
memiliki standar nasional menelusuri kemampuan untuk dan 0 atau
internasional.
*. &asil pengukuran alat menguji dan mengukur
tentang kepentingan dan keselamatan manusia, baik se!ara langsung
maupun tidak langsung.
4. Tidak diinginkan terjadinya !a!at dan 0 atau
penyimpangan data.5. 6ntuk menentukan de8iasi kebenaran kon8ensional
nilai penunjukkan suatu instrumen ukur, atau de8isiasi dimensi nasional
yang seharusnya untuk suatu bahan ukur.
3. Aenjamin hasil % hasil pengukuran sesuai dengan
standard nasional maupun internasional.
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
15/29
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
16/29
disesuaikan (melalui konstanta kalibrasi), sehingga termometer tersebut
menunjukan temperatur yang sebenarnya dalam !el!ius pada titik%titik tertentu
di skala.
$i beberapa negara, termasuk ndonesia, memiliki lembaga metrologi
nasional (Cational metrology institute). $i ndonesia terdapat Pusat Penelitian
"alibrasi nstrumentasi dan Aetrologi (Puslit "A -P) yang memiliki standar
pengukuran tertinggi (dalam dan satuan%satuan turunannya) yang akan
digunakan sebagai a!uan bagi perangkat yang dikalibrasi. Puslit "A -P juga
mendukung infrastuktur metrologi di suatu negara (dan, seringkali, negara lain)
dengan membangun rantai pengukuran dari standar tingkat tinggi0internasional
dengan perangkat yang digunakan.
&asil kalibrasi harus disertai pernyataan #tra!eable un!ertainity# untuk
menentukan tingkat keper!ayaan yang di e8aluasi dengan seksama dengan analisis
ketidakpastian.
Pada saat praktikum diperoleh data yang mana dapat dijelaskan dengan
bantuan grafik dibaah ini
Proses %) s dengan temperatur K 5+ dipanaskan selama 12 menit.
$alam arti, api bunsen memberikan kalor (jumlah panas) kepada tabung yang
berisi es yang mempunyai temperatur lebih rendah dari api bunsen. Pemanasan
dilakukan pada tekanan tetap.). kibat pemanasan ini ialah temperatur es naik
menjadi *+ sehingga terdapat selisih
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
17/29
Proses %) s dengan temperatur *+ dipanaskan, sehingga semua es
berubah menjadi air dengan temperatur 4+. ni berarti ada kalor (jumlah panas)
yang digunakan untuk merubah tingkat ujud (fase) es (padat) menjadi air (!air)
dengan durasi 41 detik.
Proses %$) ir dengan temperatur 4+ dipanaskan, sehingga
temperaturnya naik sampai 24+. $alam proses ini ada kalor (jumlah panas) yang
digunakan untuk menaikkan rasa kepanasan atau temperatur air proses ini
membutuhkan aktu 1H++ sekon atau 4+ menit.
Proses $%) ir dengan temperatur H*+ dipanaskan, sehingga air berubah
fasenya menjadi uap air alaupun sedikit karena suhu temperature hanya H++.
$alam proses ini ada kalor (jumlah panas) yang digunakan untuk merubah ujud
air (fase !air) menjadi uap air (fase gas).
"endala pada praktikum kali ini yaitu alat laboraorium yang sudah tidak
akurat lagi untuk mendapatkan data. &al ini disebabkan karena alat laboratorium
yang sudah rusak atau sudah mengalami penurunan dalam penggunaanya. Camun
hal ini dapat diataasi dengan pengkalibrasian alat.
dapun referensi yang terkait dengan hokum termodinamika ke%+ yaitu
ntara sistem dan lingkungan sistem terdapat dinding pemisah dan dapat terjadi
interaksi kalor atau interaksi termal atau interaksi pengadaan usaha. @ika interaksi
antara sistem dengan lingkungan sistem ini di!egah oleh dinding pemisah lainnya,
sehingga tidak terjadi interaksi, maka sistem disebut sistem terisolasi.
nteraksi termal terjadi apabila dinding pemisah antara sistem dan
lingkungan sistem bersifat diatermik, yaitu dinding yang dapat meneruskan kalor.
Pada kontak diatermik, koordinat masing%masing sistem berubah, karena
terganggu. Camun suatu keadaan sertimbang baru akan ter!apai setelah kalorberpindah dari sistem yang panas ke sistem yang kurang panas. $alam keadaan
setimbang yang baru ini, kedua sistem memiliki temperatur yang sama.
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
18/29
Pada kontak termal melalui dinding adiabatis, tidak terjadi perpindahan
kalor dari sistem yang pertama ke sistem yang kedua atau sebaliknya, sehingga
tidak terjadi perubahan apapun pada koordinat masing%masing sistem. kibatnya
tidak terjadi hubungan apapun antara (L1M Y1M) dan (L*M Y*M).
Pada dasarnya hukum ke nol termodinamika merupakan aas
kesetimbangan termodinamik. as tersebut menyatakan, jika dua objek yang
terpisah ada dalam keadaan setimbang termodinamik dengan objek yang ketiga
dan mereka ada dalam keadaan setimbang, maka ketiga objek yang ada dalam
kesetimbangan termodinamik mempunyai temperatur yang sama.
$engan kalimat lain hukum ke nol termodinamika dapat dinyatakan
sebagai berikut. pabila sistem berada dalam keadaan setimbang termal dengan
sistem dan sistem juga dalam keadaan setimbang termal dengan sistem ,
maka sistem juga berada dalam keadaan setimbang termal dengan sistem .
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
19/29
"ur8a perubahan fase es yang mana terjadi proses demi proses. entuk
dari kur8a sendiri naik karena disebabkan oleh perubahan suhu yang merubah
ujud dari es itu sendiri. 6ntuk lebih jelasnya dapat dilihat pada grafik berikut.
Proses %) s dengan temperatur K 5+ dipanaskan. $alam arti, api
bunsen memberikan kalor (jumlah panas) kepada tabung yang berisi es yang
mempunyai temperatur lebih rendah dari api bunsen. Pemanasan dilakukan pada
tekanan tetap. $engan kata lain, pemanasan dilaksanakan di baah tekanan udara
luar sebesar 1 atmosfer = 1,+14 I 1+3pas!al (Pa). kibat pemanasan ini ialah
temperatur es naik menjadi ++. ni berarti, ada kalor (jumlah panas) yang
digunakan untuk menaikkan rasa panas (rasa kepanasan atau temperatur) es di
baah tekanan udara luar sebesar 1+1,4 kPa.
Proses %) s dengan temperatur ++ dipanaskan, sehingga semua es
berubah menjadi air dengan temperatur ++. ni berarti ada kalor (jumlah panas)
yang digunakan untuk merubah tingkat ujud (fase) es (padat) menjadi air (!air)di baah tekanan udara luar sebesar 1+1,4 kPa. "enyataannya, pada proses
perubahan fase temperatur at tetap, yaitu ++. @adi pada proses perubahan fase
temperaturnya tetap.
Proses %$) ir dengan temperatur ++ dipanaskan, sehingga
temperaturnya naik sampai 1+++. $alam proses ini ada kalor (jumlah panas)
yang digunakan untuk menaikkan rasa kepanasan atau temperatur air.
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
20/29
Proses $%) ir dengan temperatur 1+++ dipanaskan, sehingga air
berubah fasenya menjadi uap air dengan temperatur 1+++. $alam proses ini ada
kalor (jumlah panas) yang digunakan untuk merubah ujud air (fase !air) menjadi
uap air (fase gas) dengan temperatur yang tetap di baah tekanan udara luar yang
tetap, yaitu: 1 atmosfer. Proses perubahan fase ini berjalan !ukup lama, dari
proses mendidih sampai pada proses penguapan se!ara perlahan%lahan.
Penjelasan di atas memberikan beberapa hal yang perlu diperhatikan,
antara lain:
1. Basa kepanasan (hot) suatu benda yang disebut temperatur.
*. jumlah panas yang menyebabkan perubahan rasa kepanasan yang disebut
kalor atau bahang (heat).
4. boleh dinyatakan:
(a) temperatur merupakan tingkat atau derajat panasnya suatu benda yang
menentukan arah perpindahan kalor.
(b) temperatur merupakan besaran yang dimiliki oleh dua benda atau lebih
yang bersentuhan melalui dinding diatermis yang ada dalam keadaan
setimbang termal. Pada !ontoh di atas dinding diatermis berujud tabung
yang terbuat dari gelas.
5. perubahan fase merupakan perubahan tingkat ujud at, misalnya: tingkat
ujud padat ke !air, tingkat ujud !air ke gas. Pada proses perubahan fase
pada tekanan tetap, temperatur benda selalu tetap. "alor yang diberikan atau
kalor yang dilepaskan pada saat perubahan fase harganya juga tetap dan
disebut sebagai kalor laten.
3. kalor yang diberikan pada proses kenaikan temperatur bergantung pada jenis
benda dan sebanding dengan massa benda serta kenaikan temperatur benda.@enis benda ditandai dengan besaran yang disebut kapasitas kalor benda.
"apasitas kalor didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah panas yang
diberikan kepada suatu benda dengan kenaikan temperatur benda.
$efinisi diatas dapat diformulasikan se!ara matematis sebagai berikut.
C = dQ 0 dT dengan satuan @ "%1
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
21/29
"apasitas kalor jenis didefinisikan sebagai kapasitas kalor per massa
benda. $efinisi ini dapat diformulasikan se!ara matematis sebagai berikut.
c = C : m = dQ 0 m dT dengan satuan @ kg%1 "%1
Persamaan *.* biasa ditulis seperti persamaan *.4 berikut.
dQ= m c dT dengan satuan @.
Perubahan fase yang dapat terjadi pada &*/ pada !ontoh di atas dapat
dijelaskan lebih lengkap dengan gambar berikut.
ir (&* /) dalam fase padat bentuk dan 8olumenya tidak berubah. ir
dalam fase padat disebut es. @ika es dinaikkan temperaturnya, es mulai men!air
dan akhirnya es berubah menjadi air semuanya. $alam perubahan fase dari fase
padat ke fase !air temperatur at tetap dan disebut sebagai titik lebur. "alor yang
terlibat dalam perubahan fase ini disebut kalor laten, dalam hal ini disebut kalor
lebur. edangkan proses perubahan fase padat ke fase !air disebut men!air.
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
22/29
ir (&* /) dalam fase !air disebut air. ir 8olumenya tetap tetapi
bentuknya berubah%ubah sesuai dengan adahnya. @ika air dinaikkan
temperaturnya, maka air mulai mendidih dan berubah sifatnya menjadi uap air (& *
/). $alam perubahan fase dari fase !air ke fase gas temperatur at tetap dan
disebut sebagai titik uap. "alor yang terlibat dalam perubahan fase ini disebut
kalor laten, dalam hal ini disebut kalor penguapan. edangkan proses perubahan
fase !air ke fase gas disebut menguap.
Proses sebaliknya adalah perubahan fase gas ke fase !air dan dari fase !air
ke fase padat. Perubahan dari fase gas ke fase !air at melepaskan kalor dan
temperaturnya turun. $alam perubahan fase ini dikenal titik embun dan kalor
yang terlibat di dalamnya disebut kalor pengembunan. Proses perubahan fase gas
ke fase !air disebut mengembun.
edangkan pada proses perubahan fase !air ke fase padat dikenal titik beku
dan kalor yang terlibat di dalamnya disebut sebagai kalor pembekuan. Proses
perubahan fase !air ke fase padat disebut membeku.
@ika kondisi alam memungkinkan, maka fase gas dapat berubah langsung
ke fase padat atau sebaliknya. Perubahan dari fase gas ke fase padat disebut
menyublim. $alam peristia menyublim dikenal titik sublimasi dan kalor yang
terlibat di dalamnya disebut kalor sublimasi. edangkan perubahan dari fase padat
ke fase gas disebut melenyap (ada yang menyebut menyublim). $alam peristia
melenyap dikenal titik lenyap (ada yang menyebut titik sublimasi) dan kalor yang
terlibat di dalamnya disebut kalor pelenyapan (ada yang menyebut kalor
sublimasi).
$ari uraian tersebut di atas dikenal temperatur tetap pada perubahan fase
at, yaitu:1. titik embun = titik uap
*. titk lebur = titik beku dan
4. titik sublimasi = titik lenyap.
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
23/29
$ari uraian tersebut di atas juga dikenal istilah kalor laten, yaitu kalor
yang diperlukan atau dilepaskan pada saat perubahan fase at. "alor laten tersebut
adalah:
1. kalor pengembunan = kalor penguapan
*. kalor lebur = kalor beku.
4. kalor sublimasi = kalor pelenyapan.
faktor%faktor yangg mempengaruhi kalor pada suatu media dapat diamati
dari kegiatan praktikum yang telah dilakukan. esar ke!ilnya kalor yang
dibutuhkan suatu benda (at) bergantung pada 4 faktor, yaitu
1. Aassa at.
*. Perubahan suhu.
4. @enis at (kalor jenis)
$ari 4 faktor tersebut dapat dijelaskan kembali agar lebih mendalami dan
memahami teori yang ada sebagai berikut:
1. Aassa at: jika massa ke!il membutuhkan kalor ke!il dan jika massa besar
membutuhkan kalor besar.
*. Perubahan suhu 2perubahan suhu yang besar membutuhkan kalor yang
besar dan perubahan suhu yang ke!il membutuhkan kalor yang ke!il.
4. @enis at
a. "alor jenis adalah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu
satuan massa at sebesar satu satuan derajat.
b. "apasitas kalor adalah banyaknya energy yang diperlukan dalam
bentuk kalor untuk menaikkan suhu suatu at sebesar satu satuan
derajat. Pengertian kalor yaitu bentuk energi yang berpindah daribenda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih
rendah ketika benda bersentuhan.
1 kalori = 5,* joule N 1 joule = +,*5 kalori
1 kkal (kilokalori) = 1+++ kal ( kalori ) = 5*++ joule
= 5,* kj (kilojoule)
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
24/29
5. "alor dapat menaikkan atau menurunkan suhu.emakin besar kenaikan
suhu maka kalor yang diterima semakin banyak. emakin ke!il kenaikan
suhu maka kalor yang diterima semakin sedikit. Aaka hubungan kalor (E)
berbanding lurus atau sebanding dengan kenaikan suhu (O T) jika massa
(m) dan kalor jenis at (!) tetap.
3. emakin besar massa at (m) maka kalor (E) yang diterima semakin
banyak. emakin ke!il massa at (m) maka kalor (E) yang diterima
semakin sedikit. Aaka hubungan kalor (E) berbanding lurus atau
sebanding dengan massa at (m) jika kenaikan suhu (O T) dan kalor jenis
at (!) tetap.
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
25/29
$ari hasil per!obaan yang sering dilakukan besar ke!ilnya kalor yang
dibutuhkan suatu benda(at) bergantung pada 4 faktor massa at, jenis at (kalor
jenis), perubahan suhu.
ehingga se!ara matematis dapat dirumuskan :
E = m.!.(t* K t1)
$imana :
E adalah kalor yang dibutuhkan (@)
m adalah massa benda (kg)
! adalah kalor jenis (@0kg)
(t*%t1) adalah perubahan suhu ()
"alor dapat dibagi menjadi * jenis
"alor yang digunakan untuk menaikkan suhu
"alor yang digunakan untuk mengubah ujud (kalor laten),
"alor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan
suhu 1 kg at sebesar 1 derajat !el!ius. lat yang digunakan untuk
menentukan besar kalor jenis adalah !alorimeter.
nalisis grafik perubahan ujud pada es yang dipanaskan sampai menjadi
uap. $alam grafik ini dapat dilihat semua persamaan kalor digunakan.
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
26/29
$alam kehidupan sehari hari hukum ke nol ini banyakan ditemukan atau
di gunakan. eperti pada saat kita memasukkan es batu kedalam air hangat, yang
terjadi yaitu es batu akan men!air (suhu es meningkat) dan suhu air hangat
menjadi turun, kemudian lama kelamaan es nya men!air semua dan tinggalah air
dingin. ir dingin ini menunjukkan !ampuran antara es batu dan air hangat yang
bersuhu sama atau kata lainnya sudah masuk dalam keadaan kesetimbangan
termal.!ontoh lainnya yaitu pada saat kita memasak air didalam pan!i, benda
pertama pan!i dan benda kedua air. Pan!i dibakar dengan api sehingga
temperaturnya berubah. ir yang bersentuhan dengan pan!i juga temperaturnya
naik dan akhirnya air mendidih.
plikasi lainnya yaitu pengukuran termperatur. Pengukuran temperatur ini
berdasarkan prinsip hukum termodinamika ke nol. @ika kita ingin mengetahui
apakah dua benda memiliki temperatur yang sama, maka kedua benda tersebut
tidak perlu disentuhakan dan diamati perubahan sifatnya. Yang perlu dilakukana
adalah mengamati apakah kedua benda tersebut mengalami kesetimbangan termal
dengan benda ketiga. enda ketiga tersebut adalah termometer. iasanya yang
digunakan dalam termometer adalah benda yang mempunyai sifat termometrik
yaitu benda apapun yang memiliki sedikitnya satu sifat yang berubah terhadap
perubahan temperatur.
Termometer yang sering kita jumpai adalah termometer ka!a. Termometer
ka!a terdiri dari pipa ka!a kapiler yang berhubungan dengan bola ka!a yang berisi
!airan air raksa atau alkohol. Buang di atas !airan berisi uap !airan atau gas inert.
aat temperatur meningkat, 8olume !airan bertambah sehinggan panjang !airan
dalam pipa kapiler bertambah. Panjang !airan dalam pipa kapiler bergantung padatemperatur !airan. @enis termometer lainnya yaitu termometer 8olume gas tetap
yang memiliki ketelitian dan keakuratan yang sangat tinggi, sehingga digunakan
sebagai instrumen standart untuk pengkalibrasian termometer lainnya.
Termometer ini menggunakan gas sebagai senyaa termometrik (umumnya
hidrogen dan helium), dengan memanfaatkan sifat termometrik berupa tekanan
yang dihasilkan gas. Tekanan yang dihasilkan diukur menggunakan manometer air
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
27/29
raksa tabung terbuka. "etika temperatur meningkat, gas memuai sehingga
mendorong air raksa dalam tabung terbuka ke atas. Jolume gas dipertahankan
tetap dengan menaikkan dan menurunkan reser8oir.
$eteksi temperatur lainnya yang luas digunakan adalah termokopel.
Termokopel bekerja berdasarkan prinsip apabila ada dua buah metal dari jenis
yang berbeda dilekatkan, maka dalam rangkaian tersebut akan dihasilkan gaya
gerak listrik yang besarnya bergantung terhadap temperatur. $ari semua !ontoh
termometer yang telah disebutkan, pada dasarnya prinsipnya sama yaitu ketika
termometer menyetuh benda dengan suhu tertentu maka akan terjadi
kesetimbangan termal yang ditunjukkan oleh termometer berupa pemuaian pada
termomter ka!a, perubahan tekanan pada termometer gas tetap, dan gaya gerak
listrik pada termokopel.
Peristia kesetimbangan termal dan hukum termodinamika ke nol ini jika
diterapkan dan dilihat dalam kehidupan sehari hari sebenarnya sangat banyak
sekali. ebut saja salah satu !onntoh yang paling sederhana. Yaitu pada saat kita
menukur suhu badan saat sedang demam. Aisalkan saja ada dua tempat
pengambilan data, yaitu di daerah ketiak (i) dan yang kedua adalah di dalam
mulut (ii). $an sebagai benda ketiga adalah termometer sebagai pengukur suhu
badan.
ebelum dimulai pengambilan data, maka terlebih dahulu diukur
suhu aal termometer, jika misalnya diketaui suhu aalnya 43. -alu dimulai
pengambilan data pertama. Pengambilan data pertama adalah di daerah ketiak (i)
atau di lipatan lengan ketiak, termometer diletakkan di dalamnya dan di!atat
perubahan suhu termometer dalam 4 menit (1H+ sekon). $an ternyata didapatkan
data suhu di ketiak (i) sebesar 4H. -alu termometer didinginkan dengan !aaradikibas kibaskan agar suhunya kembali seperti semula (43). etelah suhu
termometer kembali lagi, maka diambil data pada tempat kedua, yaitu di dalam
mulut (ii). ama seperti pada pengambilan data pertama, suhu di!atat setelah
termometer berada di dalam mulut dalam aktu 1H+ sekon. $an ternyata setelah
1H+ sekon, suhu yang berada di dalam mulut (ii) juga sebesar 4H. Aaka dari
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
28/29
data tersebut dapat disimpulkan baha suhu tubuh keseluruhan (sistem) adalah
sebesar 4H.
$ari !ontoh kasus diatas sepertinya sudah sangat mambantu untuk
memahami dan mengetahui tentang hukum termodinamika ke nol. &ukum
termodinamika ke nol ini adalah hukum termodinamika >pembuka? dari hukum
hukum termodinamika yang lain. Pada pembahasan berikutnya insyallah akan
dilanjutkan pada hukum termodnamika yang pertama
#) KESIMPULAN DAN SARAN
A) Ke/i3ulan
1. &asil praktikum tergantung kualitas alat yang digunakan.
*. esar ke!ilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda (at) bergantung pada 4
faktor, yaitu massa at perubahan suhu, dan @enis at (kalor jenis)
4. Perlu kalibrasi untuk menyesuaikan keakuratan alat.
+) Sa*an
lat%alat untuk praktikum agar dilengkapi dan diperbanyak, agar praktikan
dapat men!oba semua alat praktikum tidak hanya orang%orang tertentu saja yang
memegang alat.
7/24/2019 LAPORAN TERMODINAMIKA 1 PRINT.doc
29/29
DA%TAR PUSTAKA
7ian!oli, $ouglas ., *++1, 9isika @ilid (terjemahan), @akarta : Penerbitrlangga
&adi, . *++2.Penerapan dan Pemahaman ISO/IEC 17025 2005. andungN PT.
7rafindo Aedia Pratama.
&alliday dan Besni!k, 1GG1, 9isika @ilid , Terjemahan, @akarta : Penerbit
rlangga
"amajaya. *++2. Cerdas !ela"ar #isi$a%andungN PT. 7rafindo Aedia Pratama.
Paulia, /. *++H. #isi$a &elompo$ Te$nolo'i. andungN PT. 7rafindo AediaPratama.
Tipler, P..,1GGH, 9isika untuk ains dan Teknik%@ilid (terjemahan), @akarta :
Penebit rlangga
Young, &ugh $. Q 9reedman, Boger ., *++*, 9isika 6ni8ersitas (terjemahan),
@akarta : Penerbit rlangga