menentukan kalor yang hilang

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA FISIOTERAPI

(MENENTUKAN KALOR YANG HILANG DALAM PROSES PERTUKARAN KALOR)

DI SUSUN OLEH :

NAMA        : LINDA PRATAMA SYAIFUDDIN

NIM            : 18170002

KELAS        : A.15

JURUSAN D3-FISIOTERAPI

UNIVERSITAS RESPATI YOGYAKARTA T.A 2018/2019

1.     Dasar teori

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.

Jika 2 sistem yang berbeda suhunya bersentuhan, maka system yang suhunya lebih tinggi akan melepaskan kalor dan system yang suhunya lebih rendah akan menyerap kalor. Karena melepas kalor, maka system yang suhunya lebih tinggi akan turun suhunya. Sebaliknya system yang suhunya lebih rendah akan naik suhunya. Pada suatu saat akan terjadi kesetimbangan termal dan suhu kedua system menjadi sama. Menurut hokum kekekalan energy, kalor yang dilepas sama dengan kalor yang diserap. Dalam kasus kedua system adalah system terbuka,  maka sebagian kalor diserap oleh lingkungan. Kalor ini sering dianggap sebagai kalor yang hilang. 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 t2. Diketahui t2 lebih besar dari t1. Kalor jenis air adalah 1 kal/gramoC. Setelah tercapai kesetimbangan termal, suhu campuran menjadi tc. Kalor yang dilepas bertanda negatif dan kalor yang di serap bertanda positif.

-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.

2.     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 factor-faktor yang mempengaruhi besarnya kalor yang hilang.

3.     Alat dan bahan

a.     2 buah Beaker gelas ukuran 250ml

b.     Pemanas air (korek,spertus,kaki tiga,kawat kasa)

c.      Thermometer batang

d.     Timbangan

e.     air

f.       alat tulis

4.     Prosedur kerja

a.     Siapkan air dan isi air dalam 2 bejana, masing-masing ± 100ml

b.     Ukur massa air dalam kedua bejana.

c.      Panaskan air dalam salah satu bejana

d.     Ukur suhu air dalam masing-masing bejana dengan menggunakan thermometer batangan

e.     Panaskan air dengan cara menyalakan Spertus ditaruh dibawah kaki tiga kemudian atasnya ditaruh kawat kasa untuk meletakan beaker yang sudah terisi air, panaskan air sampai terjadinya proses gelembung

f.       Ukur suhu air dingin

g.     Air yang sudah panas dapat diukur dengan cara masukan thermometer batangan langsung kedalam beaker, amati suhu air panas yang telah di ukur

h.     Campurkan air dingin kedalam beaker yang berisi air panas , biarkan beberapa saat sampai suhu campuran air itu konstan

i.        Ukur suhu air yang telah dicampurkan

j.        Catat hasil dari (air dingin,air panas,air yang dicampurkan).

5.     Data

M1(gram)	M2(gram)	T1(ᵒc)	T2(ᵒc)	Tc(ᵒc)	C (kal/gramᵒc
180,3 gr	103,69 gr	28ᵒc	68ᵒc	38ᵒc	1307,7 kal

6.     Analisis

Dari data yang diperoleh kami dapat mengetahui perbedaan suhu yang terjadi yaitu dengan cara :

Penyelesaian

-air dingin : M1 = beaker kosong-beaker air dingin

                             = 221,20-401.50

                             = 180,3 gr

-air panas : M2 = beaker kosong-beaker air panas

                             = 206,23-309,92

                             = 103,69 gr

Hasil pengukuran suhu :   M1(dingin) : 2,4 = 28ᵒc

                                                M2(panas)  : 6,4 = 68ᵒc

                                                M1-M2(campuran) = 38ᵒc

Δt1     = tc-t1

            = 38ᵒ-28ᵒ

            = 10ᵒc

Δt2     = tc-t2

            =38ᵒ-68ᵒ

            = -30ᵒc

Q         = Q.lepas=Q.Terima

            = m2 x C x Δt2=m1 x C x Δt1 + Q

            = 103,69 x 1 x (-30) = 180,3 x 1 x 10 + Q

            = 3.110,7 = 1803 + Q

                        Q         = 3110,7 – 1803

                                    = 1307,7 kal

7.     Tugas dan pertanyaan

1.     Berapa kalori yang diserap oleh lingkungan (kalor yang hilang ?

2.     Apa cara yang bias ditempuh untuk mengurangi factor yang hilang ? beri contoh alat yang dirancang dengan pertimbangan mengurangi kalor yang hilang? Bagaimana cara kerjanya ?

Jawab :

1.     Q         = Q.lepas=Q.Terima

      = m2 x C x Δt2=m1 x C x Δt1 + Q

        = 103,69 x 1 x (-30) = 180,3 x 1 x 10 + Q

        = 3.110,7 = 1803 + Q

                    Q         = 3110,7 – 1803

                                = 1307,7 kalori yang hilang

2.     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:

 permukaan tabung kaca bagian dalam dibuat mengkilap dengan lapisan perak yang berfungsi mencegah perpindahan kalor secara radiasi dan memantulkan radiasi kembali ke dalam termos,

 dinding kaca sebagai konduktor yang jelek, tidak dapat memindahkan kalor secara konduksi, dan

 ruang hampa di antara dua dinding kaca, untuk mencegah kalor secara konduksi dan agar konveksi dengan udara luar tidak terjadi.

8.     Aplikasi medis

Pemeliharaan suhu tubuh pada pasien yang mengalami suhu dibawah normal, untuk melindungi tubuh pasien kita perlu memakaikan pakaian dan selimut yang dapat menghangatkan tubuhnya. Pakaian dan selimut berperan sebagai insulator, bukan menjaga agar dingin tidak masuk, tetapi menjaga agar panas tetap berada pada tubuh. Sebaliknya jika pasien mengalami demam atau suhu tubuh diatas normal kita perlu melepaskan semua semua lapisan penghalang atau menempatkan pasien dalam air dingin atau hangat. Keluarnya panas dari tubuh akan meningkat, panas keluar ke dalam molekul air bukan ke dalam molekul udara. Metode ini sering kali lebih efektif dibandingkan mengelap pasien dan lebih mudah dilakukan pada anak yang sering kali terlalu aktif atau kesal jika harus berbaring saat dikompres. Jenis  Peralatan peralatan yang membantu pengeluaran panas mencakup matras hipotermik dan selimut yang dibuat dengan bahan khusus penyerap panas atau mengusapkan larutan alcohol dan air pada pasien. Larutan ini dapat menyerap panas dan kemudian menguap dan digantikan oleh larutan baru yang dapat menyerap lebih banyak panas lagi.

            Menangani pasien dengan cara kompres,kompres adalah bantalan dari lenen atau meteri lainnya yang dilipat-lipat, dikenakan dengan tekanan terkadang mengandung obat dan dapat bersih ataupun  kering, panas ataupun dingin. Adapun tujuan kompres adalah sebagai berikut:

1.      Membantu menurunkan suhu tubuh

2.      Mengurangi rasa sakit atau nyeri

3.      Membantu mengurangi pendarahan

4.      Membatasi peradangan

Kompres dapat dilakukan pada:

1.      Pasien yang suhunya tinggi

2.      Pasien dengan pendarahan hebat

3.      Pasien yang kesakitan (misal infiltrate appendikuler, sakit kepala yang hebat)

Beberapa mekanisme kompres terhadap tubuh sebagai berikut:

            Kompres panas dan dingin mempengaruhi tubuh dengan cara yang berbeda.

1.      Kompres dingin mempengaruhi tubuh dengan cara menyebabkan pengecilan pembuluh darah (Vasokonstriksi), mengurangi oedema dengan mengurangi aliran darah ke area, mematirasakan sensasi nyeri, memperlambat proses kehidupan, memperlambat proses inflamasi, mengurangi rasa gatal, mengurangi rasa gatal.

2.      Kompres panas dapat mempengaruhi mempelebar pembuluh darah (Vasodilatasi), memberi tambahan nutrisi dan oksigen untuk sel dan membuang sampah-sampah tubuh, meningkatkan suplai darah ke area-area tubuh, mempercepat penyembuhan, dapat menyejukan.

Jadi kompres sangat penting dan sangat berpengaruh pada

Pada saat suhu tubuh kurang stabil, dan dapat mengurangi rasa sakit atau nyeri pada tubuh. Kompres  bisa dilakukan untuk siapa saja misal bayi, balita, anak-anak, orang dewasa, maupun lansia.

3.     Saat melakukan tranfusi darah

Pada saat melakukan tranfusi darah. Darah yang sebelumnya dibekukan harus dicairkan terlebih dahulu untuk melancarkan jalannya darah pada saat tranfusi dengan cara di dinginkan.

9.     Kesimpulan

Jika air yang berbeda suhunya di campurkan, maka air yang suhunya lebih tinggi akan melepaskan kalor ke air yang suhunya lebih rendah, dan air yang suhunya lebih rendah menerima kalor dari air yang suhunya lebih tinggi . Pada  saat itu suhu kedua air tersebut menjadi sama. Dapat dikatakan campuran kedua air berada dalam kesetimbangan sama.

Dalam percobaan tersebut dilakukan dalam suatu sistem terbuka , dimana sebagian kalor akan diserap ke lingkungan, sehingga disebut kalor yang hilang. Ditemukan dalam percobaan tersebut ditemukan kalor yang hilang berjumlah 240 kalori.

1