Laporan Praktikum Fisika SMA – Keberlakuan Asas Black

A. Judul Percobaan

Menentukan Keberlakuan Azas Black

B. Latar Belakang

Kalor merupakan energi yang mengalir secara spontan dari materi bersuhu tinggi ke materi bersuhu rendah jika terjadi kontak antara keduanya. Jika hal tersebut pada sistem terisolasi sempurna maka proses perpindahan kalor akan berhenti ketika suhu ke dua benda tersebut sama.

Hal tersebut dijelaskan oleh Azas Black yang menyatakan bahwa sejumlah kalor akan dilepaskan oleh benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Total kalor yang dilepaskan akan sama dengan total kalor yang diterima.

Hanya saja sangat sulit untuk membuat sebuah sistem terisolasi sempurna karena sejatinya materi yang digunakan untuk mengisolasi sistem di luar dari lingkungan itu sendiri menyerap kalor.

Misalkan kita mencampur air panas (suhu tinggi) dengan air dingin (suhu rendah). Apabila air panas dan air dingin dicampur dalam sebuah wadah terbuka (misalnya ember), maka tidak semua energi air panas berpindah menuju air dingin. Demikian juga air dingin tidak menerima semua energi yang disumbangkan oleh air panas. Sebagian energi air panas pasti berpindah ke udara. Jika kita ingin agar semua energi air panas dipindahkan ke air dingin maka kita harus mencampur air panas dan air dingin dalam sistem tertutup.

Sistem tertutup yang dimaksudkan di sini adalah suatu sistem yang tidak memungkinkan adanya pertukaran energi dengan lingkungan. Contoh sistem tertutup adalah termos air panas. Dinding bagian dalam dari termos air panas biasanya terbuat dari bahan isolator (untuk kasus ini, isolator = bahan yang tidak menghantarkan panas. Temannya isolator tuh konduktor. Konduktor = bahan yang menghantarkan panas).

Apabila benda‐benda yang memiliki perbedaan suhu saling bersentuhan dan benda‐benda tersebut berada dalam sistem tertutup, maka ketika mencapai suhu yang sama, energi yang diterima oleh benda yang memiliki suhu yang lebih rendah = energi yang dilepaskan oleh benda yang bersuhu tinggi. Karena energi yang berpindah akibat adanya perbedaan suhu = kalor, maka kita bisa mengatakan bahwa dalam sistem tertutup, kalor yang dilepaskan = kalor yang diterima.

Secara matematis bisa ditulis sebagai berikut :

Q_i = Q_m

Dimana

• Q_i   : jumlah kalor yang dilepas oleh benda yang bersuhu lebih tinggi.
• Q_m :  jumlah kalor yang dilepas oleh benda yang bersuhu lebih rendah.  

Bila kalor yang dilepas atau yang diterima oleh sebuah benda hanya menyebabkan perubahan suhu benda tersebut, maka jumlah kalor tersebut adalah  

Q = m C ΔT

• Q : kalor yang diserap atau dilepaskan (kal)
• m : massa zat (gram)
• ΔT : perubahan suhu (^oC)
• C : kalor jenis zat  (kalori/gram^oC)

Prinsip dasar ini yang akan digunakan untuk menentukan kapasitas kalor dan kalor jenis calorimeter aluminium.  

B. Hipotesis Percobaan

Saat air panas dicampurkan dengan air dingin, maka suhu awal air panas semakin berkurang.  

C. Rumusan Masalah 

• Bagaimanakah hubungan antara massa air dingin dengan suhu campuran?
• Apakah Azas Black berlaku pada percobaan ini?

D. Tujuan Percobaan 

• Untuk mengenathui apa hubungan antara massa air dingin dengan suhu campuran.
• Untuk mengetahui apakah Azas Black berlaku pada percobaan ini.

E. Variabel Percobaan 

• Variabel Kontrol : waktu : waktu dalam percobaan adalah tidak di tentukan karena di sesuaikan dengan keadaan suhu ruangan.
• Variabel Bebas : Massa air dingin : Massa air dingin yang digunakan di dalam percobaan adalah bersifat bebas, dikarenakan proses memasukkan nilai massa air dingin dalam percobaan adalah tergantug dari orang yang melakukan praktek tersebut. Jadi nilai besar kecilnya massa yang ingin dilakukan oleh penguji bersifat bebas dan tidak terikat.
• Variabel Terikat : Suhu Campuran : Suhu Campuran adalah hasil pengukuran dari massa air dingin yang dimasukkan dalam percobaan. Suhu campuran bersifat terikat karena hasil dari pengukuran bergantung pada massa air dingin yang dimasukkan. Semakin banyak air dingin yang dimasukkan maka semakin menurun pula suhu campuran.

 F. Alat dan Bahan 

• Cairan spirtus
• Pembakaran spirtus 
• Kaki tiga
• Gelas ukur
• Termometer
• Air

G. Prosedur Percobaan 

1. Siapkan alat dan bahan
2. Masukkan air dingin sebanyak 100 gram ke dalam gelas ukur
3. Ukur suhu air dingin tersebut
4. Bakar sumbu pada pembakaran spirtus yang telah diisi oleh cairan spirtus
5. Letakkan pembakaran spirtus dibawah kaki tiga
6. Letakkan termometer di dalam gelas ukur 
7. Tunggu sampai suhu air 80^o
8. Masukkan air dingin sebanyak 25 gram lalu ukur suhu campurannya
9. Lakukan langkah ke-9 secara terus menerus sebanyak 4 kali

H. Tabel 

Data Hasil Pengamatan

J. Analisis Data dan Pembahasan

Percobaan menguji keberlakuan azas black dilakukan untuk membuktikan bahwa apakah hasil dari praktek adalah sama dengan teori yang digunakan. Setelah praktikum dilakukan, di uji juga dengan dasar rumus teori. Yakni  

Q _Lepas = Q _Terima (m₁ C₁) (T₁-T_a) = (m₂ C₂) (T_a-T₂)  

Dalam pengukuran, digunakan massa air adalah 100 gram, suhu panas 80◦C dan suhu dingin 22^oC

L. Kesimpulan. 

1. Hubungan massa air dengan suhu campuran yakni, semakin di tambahkan massa air dinginnya, semakin rendah pula suhu campuran tersebut.
2. Azas Black berlaku pada percobaan ini. Karena kalor jenis yang di lepas sama dengan kalor jenis yang di terima.