KALORIMETER

Kalorimeter I
Kalorimeter berarti “mengukur panas”. Ketika aliran panas terjadi antara dua benda yang terisolasi dari lingkungannya, jumlah panas yang hilang dari satu benda harus setara dengan jumlah benda lainnya.
Panas adalah yang berpindah, jadi prinsipnya adalah prinsip kekekalan energi.Kuantitas panas yang ditambahkan pada suatu benda sebagai positif dan pada kuantitas yang meninggalkan benda sebagai negative.Ketika sejumlah benda berinteraksi, jumlah aljabar dari setiap kuantitas panas yang dipindahkan pada semua benda harus sama dengan nol.Ini adalah Azas Black yang dasarnya adalah kekekalan energi.
Kalor selalu berkaitan dengan dua hal yaitu proses pemanasan atau proses pendinginan yang melibatkan perubahan suhu dan proses perubahan wujud zat yang terjadi pada suhu yang tetap.
Proses pemanasan dan pendinginan digunakan persamaan :

Q = m . c . ∆T

Dimana : Q = kalor yang dilepaskan atau diterima ( Joule )
m = massa bahan ( kg )
c = kapasitas panas spesifik bahan ( J/kgoC )
∆T = perubahan suhu ( oC )

Proses perubahan wujud zat, digunakan persamaan :

Q = m . Lv

Dengan : Q = kalor yang dilepaskan atau diterima ( Joule )
m = massa bahan ( kg )
Lv = kalor laten peleburan/pembekuan ( J/kg)


Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk menentukan kapasitas kalor suatu benda kapasitas kalor spesifik suatu bahan.
Di dalam kalorimeter terdapat pengaduk yang terbuat dari bahan yang sama dengan bejana kalorimeter ( P ). Tutup kalorimeter ( T ) terbuat dari bahan isolator yang berlubang di tengah untuk memasang termometer.
Pada teknik yang dikenal dengan teknik pencampuran, satu sampel zat dipanaskan sampai temperature tinggi yang diukur dengan akurat dan dengan cepat ditempatkan pada air dingin dalam kalorimeter.
Kalor yang hilang dari sampel tersebut akan diterima oleh air dan kalorimeter (bejana dan pengaduk ). Thermometer digunakan untuk mengukur temperature awal air dan calorimeter serta temperature akhir campuran.
Temperatur awal bejana, pengaduk, dan air diukur setelah seluruh bagian calorimeter dan air tersebut berada dalam keseimbangan termal yang berarti memiliki suhu yang sama.
Setelah dicamapur, suhu akhir diukur setelah dicapai keseimbangan termal antara air, sample bejana calorimeter, dan pengaduk.

Kalorimeter II

Telah dibuktikan oleh banyak ilmuwan dan eksperimen bahwa ketika 1 kalori kalor dikonversikan ke kerja mekanik atau kerja listrik maka 4,186 Joule kerja akan dihasilkan.
1 cal = 4,18 J
Elemen panas dalam sebuah calorimeter yang dihubungkan dengan sumber daya untuk tenggang waktu tertentu selama itu kerja listrik meningkatkan suhu zat cair
Untuk menghitung energi yang diberikan pada calorimeter, persamaan daya digunakan :
P = W / t atau W = P . t
Sedangkan daya listrik dinyatakan P = V . I, maka persamaan di atas yang memberikan konsumsi energi listrik menjadi ( persamaan 1 ) :
W = V . I . t
Di sisi lain, dengan mengukur tegangan yang diberikan V, arus efektif I dan waktu t, energi listrik yang diberikan pada calorimeter dapat dihitung dengan persamaan di atas. Dengan mengukur suhu awal dan akhir calorimeter, yaitu air, bejana aluminium dan elemen pemanas, maka energi yang dihasilkan dapat dihitung. Tentu saja kapasitas kalor spesifik air, aluminium serta elemen pemanas harus ditentukan dari literature fisika.
Panas yang diserap calorimeter :

Q total = Q air + Q bejana + Q pengaduk + Q elemen

Sebagai catatan elemen pemanas sendiri memiliki massa yang kecil dan massa tersebut dapat ditambahkan pada massa kaki logam elemen tersebut. Asumsikan elemen dan kaki logamnya memiliki jenis yang sama ( umumnya adalah brass ).
Q total = Q air + Q bejana + Q pengaduk + Q elemen

Qtotal = mair.cair.∆T + mAl.cAl.∆T + maduk.caduk.∆T + melemen.celemen. ∆T

Atau : ( persamaan 2 )

Qtotal = (mair.cair + mAl.cAl + mAduk.cAduk + melemen.celemen ) ∆T
Persamaan ini menghitung total panas yang dihasilkan dari kalor sebagai hasil kerja dari listrik dalam elemen pemanas dalam Joule. Kedua nilai dapat dihitung untuk menentukan berapa joule dapat dihasilkan darisuatu kalori atau sebaliknya.