Jumat, 23 Oktober 2015

LAPORAN HASIL PRAKTIKUM BIOLOGI DASAR DAN BIOLOGI PERKEMBANGAN “MENENTUKAN KALOR YANG HILANG DALAM PROSES PERTUKARAN KALOR”



LAPORAN HASIL PRAKTIKUM
BIOLOGI DASAR DAN BIOLOGI PERKEMBANGAN
“MENENTUKAN KALOR YANG HILANG DALAM PROSES PERTUKARAN KALOR”






                                             NAMA               : RITA RATNASARI
                             NIM                    : 15140076
                             KELAS                 : B.12.2







DIV-BIDAN PENDIDIK
FAKULTAS ILMU KESEHATAN
UNIVERSITAS RESPATI JOGYAKARTA
TAHUN 2015/2016



                    I.            Tujuan
a.       Agar mahasiswa dapat menentukan jumlah kalor yang hilang dalam proses pertukaran kalor antara air yang bersuhu tinggi dan air yang bersuhu rendah.
b.       Agar mahasiswa dapat menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya kalor yang hilang.

                  II.            Alat dan Bahan
a.      Beakler glass 250 ml, 2 buah
b.       Beakler stainlles, 1 buah
c.       Kaki tiga dan kawat kasa
d.      tisu
e.      Spritus
f.        Korek api
g.       Aquades
h.       Pemanas air
i.         Termometer batang
j.        Timbangan
k.       Gabus


                III.             Dasar teori
Jika 2 sisten yang berbeda suhunya bersentuhan, maka sistem yang suhunya lebih tinggi akan melepaskan kalor dan sistem yang suhunya lebih rendah akan menyerap kalor. Karena melepas kalor, maka sistem yang suhunya  lebih tinggi  akan turun suhunya. Sebaliknya sistem yang suhnya lebih rendah akan naik suhunya. Pada suatu saat akan terjadi kesetimbangan termal, dan suhu kedua sistem menjadi sama.

Menurut kekekalan energi, kalor yang dilepas sama dengan kalor yang diserap. Dalam kasus kedua sistem adalah sistem terbuka, maka sebagian kalor diserap oleh lingkungan. Kalor ini sering dianggap sebagai kalor yang hilang.

Perbedaan Suhu Dan Kalor
Kalor merupakan suatu bentuk energi yang besarannya dapat diukur menggunakan suatu pengukur suhu. Terdapat 4 jenis satuan suhu yang dipakai di seluruh dunia, Celcius, Reamur, Farenheit, dan Kelvin. Satuan Internasional untuk satuan suhu adalah Kelvin.
Suhu sendiri merupakan suatu pengukuran yang digunakan untuk menunjukan seberapa banyak energi panas yang ada pada suatu tempat. Ingat !! yang diukur adalah seberapa panas tempat tersebut bukannya seberapa dingin. Panas dapat diukur tetapi dingin tidak dapat diukur !!
Sebagaimana halnya Energi pada umumnya, maka energi kalor atau energi panas dapat berubah bentuk dari satu bentuk ke bentuk lain. Contohnya terjadi pada pembangkit listrik tenaga panas bumi, yang mengubah energi panas menjadi energi listrik.
Dengan energi kalor kita bahkan dapat mengubah wujud suatu zat. Seperti contohnya, lilin yang dipanasi lama kelamaan akan meleleh, hal ini berarti panas mengubah wujud lilin yang tadinya padat menjadi cair. Contoh lain terjadi ketika kita merebus air, jika air kita panaskan secara terus menerus maka lama kelamaan air akan menguap menjadi uap air, hal ini mengubah bentuk air yang berbentuk cairan menjadi uap air yang berbentuk gas.
Asas Black
Asas Black adalah suatu prinsip dalam termodinamika yang dikemukakan oleh Joseph Black. Asas inimenjabarkan: Jika dua buah benda yang berbeda yang suhunya dicampurkan, benda yang panasmemberi kalor pada benda yang dingin sehingga suhu akhirnya sama jumlah kalor yang diserapbenda dingin sama dengan jumlah kalor yang dilepas benda panas benda yang didinginkan melepaskalor yang sama besar dengan kalor yang diserap bila dipanaskan.
Bunyi Asas Black adalah sebagai berikut:
"Pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat yang suhunya lebih tinggi samadengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendah"
Menurut hukum kekekalan energi, kalor yang dlepas sama dengan kalor yang di serap. Dalam kasus kedua sistem adalah sistem terbuka, maka sebagian kalor di serap oleh lingkungan. Kalor ini sering dianggap sebagai kalor yang hilang.
      Misalnya bejana 1 berisi air dengan massa m1 dan suhu awal t1. Bejana 2 berisi air dengan massa m2  dan suhu awal t1. Kalor jenis air adalah 1 kal/gram0C.
Setelah tercapai kesetimbangan termal, suhu campuran menjadi tc. Kalor yang dilepas bertanda negatif dan kalor yang diserap bertanda positif.

Berdasarkan azas black diatas maka teori  pertukaran kalor di rumuskan sebagai berikut :
Kalor yang dilepas = kalor yang diserap                                                                    
      -m2 x c x (tc—t2) = m1 x c x (tc—t1) + kalor yang hilang.
Karena besaran-besaran yang lain diketahui nilainya kecuali besaran kalor yang hilang, maka besarnya kalor yang hilang dapat ditentukan.

Untuk mengurangi jumlah kalor yang hilang, maka bejana tempat pencampuran dapat diberi bahan yang tidak mudah menyerap kalor, atau tidak mudah menghantar kalor ke lingkungan.




                IV.             Prosedur Percobaan
a.      Timbang massa beakler glass (bejana)
b.       Isi dalam 2 bejana (tanpa pelapis gabus), masing-masing ± 50  ml.
c.       Ukur volume air dalam masing-masing bejana.
d.       Timbang massa air dalam masing-masing bejana.
e.       Panaskan air dalam salah satu bejana.
f.        Ukur suhu air dalam masing-masing bejana.
g.      Campurkan air ke dalam salah satu bejana.
h.      Biarkan beberapa saat sampai suhu campuran itu konstan.
i.        Ukur suhu campuran air itu.
j.        Catat semua data yang diperoleh.
k.       Isi dalam 1 bejana stainless (dengan pelapis gabus), ± 50 ml.
l.        Ulangi kembali langkah b sampai dengan langkah i.

                  V.            Data
A.      Percobaan I (tanpa pelapis gabus)
Volume
Air dingin
= V1 (cm3)
Massa air dingin = m1 (gram)
Suhu air dingin = t1 (oC)
Volume air panas = V2 (cm3)
Massa air panas = m2 (gram)
Suhu air panas = t2 (oC)
Suhu campuran = tc (oC)
50
46,15
24
50
48,02
60
26








Perhitungan
Massa air = volume air x massa jenis air.
Massa jenis air = 1 gram/cm3
Kalor jenis air = 1 kal/gramoC
-m2 x c x (tc─t2 = m1 x c x (tc─t1) + kalor yang hilang
Kalor yang hilang = -m2 x c x (tcVt2) – m1 x c x (tc─t1)

Dik :     V1                 = 50 cm3                                          V2         = 50 cm3                                            tc          =26oC
            m1               = 46,15 gram             m2               = 48,02 gram
            t1                   = 24oC                         t2          = 60oC
Dit : Qhilang=...................?
Penyelesaian :
            m2 x Cair x (t2—tc) – m1 x Cair x (tc—t1) = Qhilang
            48,02 x 1 x (60—26) – 46,15 x 1 x (26—24) = Qhilang
                        48,02 x 34 -  46,15 x 2 = Qhilang
                               1632,68 – 92,3  = Qhilang
                                                                         1349,38    = Qhilang



B.      Percobaan II (dengan pelapis gabus)
Volume
Air dingin
= V1 (cm3)
Massa air dingin = m1 (gram)
Suhu air dingin = t1 (oC)
Volume air panas = V2 (cm3)
Massa air panas = m2 (gram)
Suhu air panas = t2 (oC)
Suhu campuran = tc (oC)
50
46,82
23
50
50
25
24








Perhitungan
Massa air = volume air x massa jenis air.
Massa jenis air = 1 gram/cm3
Kalor jenis air = 1 kal/gramoC
-m2 x c x (tc─t2 = m1 x c x (tc─t1) + kalor yang hilang
Kalor yang hilang = -m2 x c x (tcVt2) – m1 x c x (tc─t1)

Dik :     V1                 = 50 cm3                                          V2         = 50 cm3                                            tc          =24oC
            m1               = 46,82 gram             m2               = 50 gram
            t1                   = 23oC                         t2          = 25oC
Dit : Qhilang=...................?
Penyelesaian :
            m2 x Cair x (t2—tc) – m1 x Cair x (tc—t1) = Qhilang
            50 x 1 x (25—24) – 46,82 x 1 x (24—23) = Qhilang
                        50 x 1  - 46,82 x 1 = Qhilang
                               50 – 46,82              = Qhilang
                                                                        3,18     = Qhilang


                VI.            Analisis Data
           Qlepas    =          Qterima       +   Qhilang
-m2 x cair x tp              = m1 x Cair X td    +   Qhilang
 -m2 x Cair x (tct2)    = m1 x Cair (tc─t2) +  Qhilang
m2 x Cair x (t2─tc)      = m1 x Cair (tc─t1) +  Qhilang
m2 x C (t2─tc) – m1 x C (tc─t1) = Qhilang


              VII.            Kesimpulan
Dari  hasil percobaan di atas,  dapat disimpulkan bahwa menentukan kalor yang hilang dalam pertukaran kalor adalah dengan cara menghitung Q hilang. Dan faktor ruangan/lingkungan juga mempengaruhi untuk menentukan kalor. Dengan bejana tanpa pelapis gabus, maka hasilnya positif dan hasil akhirnya lebih besar. Sedangkan dengan bejana dengan pelapis gabus, hasilnya juga positif, dan hasil akhirnya lebih kecil dibandingkan dengan bejana tanpa pelapis gabus. 
            VIII.            Aplikasi Medis
1.      Kompres
Kompres merupakan salah satu cara yang populer untuk meredakan rasa sakit Bahkan, sekarang juga diproduksi kompres instan sekali pakai untuk meredakan demam. Umumnya ada dua macam pilihan kompres yaitu kompres panas dan dingin.

Apa ya bedanya kedua jenis kompres tersebut?
Ketika seseorang demam, selain mengonsumsi obat penurun panas, juga dapat dibantu dengan kompres. Jenis kompres apa yang digunakan untuk menurunkan panas? Kompres panas merupakan pilihan yang tepat untuk menurunkan demam. Mengapa bukan kompres dingin? Karena jika diberi kompres dingin, maka bagian otak yang bernama hipotalamus akan menangkap pesan bahwa tubuh dalam suhu rendah akibat dari kompres tadi, sehingga otak justru akan memerintahkan untuk meningkatkan suhu tubuh kita.
Jadi, fungsi kompres panas tadi adalah agar hipotalamus menangkap pesan bahwa suhu tubuh tinggi alias panas sehingga suhu tubuh harus diturunkan.  suhu yang disarankan untuk kompres panas adalah 40-50º C.
Selain untuk menurunkan demam, kompres panas juga dapat digunakan untuk mengurangi nyeri pada saat cedera.  Namun, tidak boleh digunakan pada cedera akut atau cedera yang baru saja terjadi karena justru akan memperparah kondisi cedera atau luka.
Kompres panas ini dapat digunakan untuk cedera yang sudah lebih dari 48 jam. Kompres panas juga dapat digunakan buat perempuan yang tengah mengalami nyeri haid atau dismenorhea.  Caranya adalah tempelkan kompres panas pada bagian perut yang nyeri. Namun, kompres hangat tidak boleh digunakan di perut pada orang yang mengalami radang atau infeksi usus buntu.
Sementara itu, untuk cedera atau luka baru, gunakan kompres dingin. Kompres dingin berguna untuk mengurangi nyeri dan bengkak pada luka yang mengalami peradangan.
Suhu dingin akan menyebabkan pembuluh darah mengalami vasokonstriksi, yaitu menyempitnya pembuluh darah menjauhi kulit agar panas tak banyak keluar ke lingkungan sekitar. Akibat vasokonstriksi ini, maka aliran darah pada daerah yang bengkak akan berkurang sehingga perdarahan dan memar yang menyebabkan bengkak pun berkurang.
Kompres selama 20 menit dapat membantu meregangkan dan menenangkan bagian tubuh yang mengalami cedera.




                IX.            Tugas dan Pertanyaan
a.       Berapa kalori yang diserap oleh lingkungan (kalor yang hilang) ?
Jawaban!!!
a)       Tanpa pelapis gabus
Dik :     V1               = 50 cm3                                          V2         = 50 cm3                                            tc=26oC
                  m1               = 46,15 gram             m2               = 48,02 gram
                  t1                   = 24oC                         t2          = 60oC
Dit : Qhilang=...................?
Penyelesaian :
                  m2 x Cair x (t2—tc) – m1 x Cair x (tc—t1) = Qhilang
                  48,02 x 1 x (60—26) – 46,15 x 1 x (26—24) = Qhilang
                              48,02 x 34 -  46,15 x 2 = Qhilang
                               1632,68 – 92,3  = Qhilang
                                                                         1349,38    = Qhilang

b)      Dengan pelapis gabus
Dik :V1   = 50 cm3                                          V2         = 50 cm3                                            tc          =24oC
      m1               = 46,82 gram             m2               = 50 gram
    t1                   = 23oC                         t2          = 25oC
Dit : Qhilang=...................?
Penyelesaian :
                m2 x Cair x (t2—tc) – m1 x Cair x (tc—t1) = Qhilang
                50 x 1 x (25—24) – 46,82 x 1 x (24—23) = Qhilang
                                  50 x 1  - 46,82 x 1 = Qhilang
                               50 – 46,82      = Qhilang
                                                                                3,18     = Qhilang


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!!!
Seperti yang kita ketahui bersama, bahwa yang namanya Kalor itu adalah berupa suatu energi. Dimana berdasar hukum kekekalan energi, energi dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain dan dapat pula berubah bentuk, dari bentuk energi satu ke energi lain Sekarang kita bahas tentang energi kalor atau energi panas. Perpindahan Kalor adalah suatu proses perpindahan energi panas pada suatu zat atau dari satu zat ke zat lain. Kalor dapat berpindah dapat melalui suatu zat perantara maupun tanpa zat perantara, zat perantara yang dapat menghantarkan kalor disebut dengan konduktor, sedangkan yang tidak dapat menghantarkan panas disebut dengan isolator.
Kalor berpindah dengan 3 cara, konduksi (hantaran), konveksi (aliran), dan radiasi (pancaran). Untuk menghambat :
1.    perpindahan kalor secara konduksi dengan cara memberi sekat / celah yang diisi hampa udara
2.    perpindahan kalor secara konveksi dengan cara mengisolasi panas dalam suatu ruangan dengan memberikan wadah/tutup
3.    perpindahan kalor secara radiasi dengan cara ruangan untuk mengisolasi seperti pada konveksi dan diberi warna putih mengkilap (perak), karena warna putih mengkilap tidak akan menyerap kalor dengan baik. Selain itu dapat juga dilakukan dengan radiasi kalor dapat dihalangi dengan cara memberikan tabir/penutup yang dapat menghalangi cahaya yang dipancarkan dari sumber cahaya.

Banyak peristiwa dan peralatan sehari-hari yang memanfaatkan konsep perpindahan kalor misalnya sepeti diuraikan berikut ini.

a)      .  Termos merupakan peralatan rumah tangga yang dapat mencegah perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, maupun radiasi. Termos mempunyai dinding rangkap yang berlapis perak di bagian dalamnya. Ruang antara kedua dinding tersebut merupakan daerah hampa udara. Es di dalam termos dapat bertahan lama karena tidak memperoleh kalor dari luar. Begitu pula minuman yang panas akan tetap panas dalam waktu yang lama karena kalor sulit keluar dari termos. Perpindahan kalor secara konduksi tidak mungkin terjadi di dalam termos sebab di dalam termos terdapat kaca yang sukar menghantarkan kalor. Perpindahan kalor secara konduksi dan konveksi terhambat oleh ruang hampa udara. Perpindahan kalor secara radiasi juga tidak dapat terjadi karena hampir seluruh kalor dipantulkan kembali oleh permukaan yang mengkilap.
Termos dibuat untuk mencegah perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, maupun radiasi. Dinding termos dibuat sedemikian rupa, untuk menghambat perpindahan kalor pada termos, yaitu dengan cara:
v  permukaan tabung kaca bagian dalam dibuat mengkilap dengan lapisan perak yang berfungsi mencegah perpindahan kalor secara radiasi dan memantulkan radiasi kembali ke dalam termos,
v  dinding kaca sebagai konduktor yang jelek, tidak dapat memindahkan kalor secara konduksi, dan
v  ruang hampa di antara dua dinding kaca, untuk mencegah kalor secara konduksi dan agar konveksi dengan udara luar tidak terjadi.

b)      Setrika memindahkan kalor ke pakaian yang disetrika secara konduksi. Setrika listrik terbuat dari logam. Gagang setrika terbuat dari kayu, plastik atau ebonit sehingga sukar menghantarkan panas. Pada bagian dalam setrika terdapat elemen pemanas. Elemen pemanas terbuat dari kawat yang dililitkan pada lempeng mika. Kawat ini merupakan kawat halus yang terbuat dari bahan nikelin, konstantan, atau nikrom. Panas yang dihasilkan setrika listrik dipindahkan ke pakaian dengan cara konduksi.

c.       Pada waktu hari panas, benda-benda yang terbuat dari logam terasa lebih panas jika dibandingkan dengan benda-benda yang terbuat bukan dari logam, dalam hal ini terjadi aliran kalor ke tangan kita. Karena logam merupakan konduktor panas yang baik, maka kalor juga mengalir dari bagian-bagian yang tidak disentuh. Jadi, kalor yang sampai ke tangan kita cukup banyak sehingga terasa panas. Tetapi kalau yang disentuh itu bukan logam, kalor yang mengalir ke tangan kita hanya dari bagian-bagian yang disentuh saja sehingga terasa tidak sepanas logam.

d.      Pada waktu hari dingin, benda-benda yang terbuat dari logam terasa lebih dingin daripada benda bukan logam, padahal jika diukur suhunya ternyata sama. Ini karena saat logam itu kita sentuh, kalor mengalir dari tangan kita ke logam. Logam segera menyebarkan kalor itu ke seluruh bagiannya sehingga lebih banyak lagi kalor dari tangan kita yang mengalir ke logam. Karena itulah tangan kita merasakan dingin. Tetapi, jika kita sentuh benda bukan logam, maka kalor yang berpindah dari tangan kita ke benda akan memanaskan bagian bagian benda yang kita sentuh saja, kalor tersebut tidak menyebar. Segera suhu benda yang kita sentuh akan sama dengan suhu badan kita sehingga tangan kita merasa tidak begitu dingin.
e.           Pada tungku-tungku pemanas yang menggunakan kayu bakar selalu dibuat cerobong yang tinggi. Selain untuk mengeluarkan asap, cerobong itu berfungsi juga untuk mengalirkan udara. Karena pembakaran di bawah cerobong maka udara di dalamnya menjadi panas dan memuai. Pemuaian menyebabkan massa jenis udara menjadi kecil sehingga udara naik ke atas. Udara yang di panaskan di bagian bawah mudah naik ke atas melalui cerobong. Selanjutnya, bagian atas cerobong menjadi hangat kembali sehingga udara panas dari bawah lebih mudah untuk naik ke bagian atas cerobong. Dengan demikian, udara lebih cepat mengalir dalam cerobong dan udara yang masuk ke cerobong bagian bawah juga menjadi lebih cepat.

f.       Panci Masak : terbuat dari bahan konduktor yang bagian luarnya mengkilap. Hal ini untuk mengurangi pancaran kalor. Adapun pegangan panci terbuat dari bahan yang bersifat isolator untuk menahan panas

g.       Jaket : mengenakan jaket tebal atau meringkuk di bawah selimut tebal saat udara dingin badanmu merasa nyaman. Udara termasuk isolator yang baik. Beberapa bahan penyekat terdiri dari, banyak kantong-kantong udara kecil terbungkus. Kantong tersebut berfungsi mencegah perpindahan kalor secara konveksi. Jadi tahukah kamu mengapa dalam selimut diisi dengan bulu-bulu kecil atau serat yang menjebak udara? Hal ini dilakukan untuk mencegah kemungkinan kehilangan kalor.