Harga Air Kalorimeter

“Apabila pada kondisi adiabatik dicampurkan dua macam zat yang temperaturnya mula-mula berbeda, maka pada saat kesetimbangan banyak kalor yang dilepas oleh zat yang temperaturnya mula-mulanya tinggi,menjadi sama degan banyknya kalor yang diserap oleh zat yang temperaturnya mula - mulanya rendah.”, pernya taan tersebut adalah bunyi dari Azas Black. Dimana pada saat perpindahan kalor berlaku hukum kekekalan energi.

Yang dimaksud dengan harga air kalorimeter adalah banyaknya panas yang diperlukan untuk menaikkan satu satuan derajat suhu kalorimeter tersebut. Jika bahan dari kalorimeter diketahui, yang dimaksudkan dengan harga air tersebut sama dengan kapasitas panas dari kalormeter tersebut. Karena bahan kalorimeter biasanya sering tidak diketahui (panas jenis tidak diketa hui), harga air kalorimeter sering ditentukan de ngan menggunakan Azas Black.

Kalor yang dilepas = kalor yang diterima

Q_lepas = Q_terima

m₁.c₁.(T₁-T_a) = m₂.c₂.(T_a-T₂)

Apabila harga c diketahui, maka dapat ditentukan banyaknya harga c lain berdasarkan Azas Black. Prinsip pengukuran seperti ini disebut prinsip pengukuran kalorimetri. Sedangkan alat yang digunakan untuk menentukan kalor jenis zat berdasarkan prinsip kalorimetri disebut kalorimeter. Tabung bagian dalam kalorimeter dapat terbuat dari logam (biasanya aluminiun atau tembaga) dan sudah diketaui kalor jenisnya. Tabung tersebut diisi dengan air hingga penuh, logam atau air yang akan diukur panas jenisnya dipanaskan terlebih dahulu dan kemudian dimasukkan ke dalam kalorimeter.

Pada setiap kalorimeter biasanya diketahui kapasitas panasnya yang disebut “Harga Air Kalorimeter” (Ha), yaitu suatu hasil kali antara massa kalorimeter dengan kalor jenisnya. Jadi, kalor yang diserap kalorimeter dapat dirumuskan :

Q_k = m_k.c_k.T atau Q_k = Ha

Dengan

Ha = m_k.C_k

Panas jenis sendiri merupakan salah satu sifat termometrik benda. Untuk selang suhu yang tidak terlalu besar, biasanya c dapat dianggap kostan, sehingga apabila suatu benda bermassa m, panas jenis bahannya adalah c dan suhunya adalah T₁, maka kenaikan suhunya menjadi T₂ diperlukan panas sebesar:

Q = m.c.(T₂-T₁)

Bila sebuah benda dengan suhu tertentu disinggungkan dengan benda lain yang suhunya lebih rendah, maka dalam selang waktu tertentu,,suhu kedua benda tersebut akan menjadi sama atau setimbang. Hal ini terjadi karena benda yang bersuhu lebih tinggi memberikan panasnya ke benda yang suhunya lebih rendah. Berdasarkan hukum kekekalan energi jumlah panas yang dilepaskan sama dengan jumlah panas yang diterima benda yang bersuhu lebih rendah (Azas Black). Sejumlah air yang diketahui massanya, dipanaskan dan mencapai suhu tinggi, dimasukkan ke dalam kalorimeter yang di dalamnya telah diisi air yang bersuhu rendah, dan massa air tersebut sudah ditimbang. Dalam hal ini, air dingin dan kalorimeter adalah dua benda yang bersuhu sama yang akan menerima panas dari air panas.

Misalkan air yang bermassa m₁ dengan suhu T₁ dimasukkan ke dalam kalorimeter yang telah berisi air bermassa m₂ dengan suhu T₂, jika T₁ > T₂ maka, setelah terjadi perpindahan panas sampai dicapai kesetimbangan termal berlaku :

Panas yang diterima = panas yang dilepas

m₁.c_air.(T₁-T_a) = (m_kal.c_kal + m₂.c_air) (T_a-T₂)

karena cair (panas jenis air murni) = 1 dan        m_kal.c_kal = H, maka harga air kalorimeter dapat dihutung dengan rumus :

H = [m₁(T₁-T_a) – m₂(T_a-T₂)] / (T_a-T₂)

dengan :

m₁ = massa air dengan suhu T₁

m₂ = massa air dengan suhu T₂

T_a = suhu akhir (suhu kesetimbangan)

Dengan menggunakan rumus inilah percobaan dilakukan.