Menentukan Arah Transfer Energi

Menentukan arah transfer energi dapat dijelaskan dengan Hukum termodinamika, ilmu yang mempelajari gerakan energi. Termodinamika berasal dari bahasa Yunani thermos, yang berarti “panas,” dan dinamika yang mempunyai arti “gerakan”.

aksiografi.com – Dalam kehidupan sehari-hari, kita berhubungan dengan benda panas dan dingin. Kita mengamati bahwa minuman es kandungan dinginnya semakin berkurang, dan minuman panas menjadi dingin. Pengalaman sehari-hari ini dapat dijelaskan dengan Hukum termodinamika, yaitu ilmu yang mempelajari gerakan energi. Termodinamika berasal dari bahasa Yunani thermos, yang berarti “panas,” dan dinamika yang mempunyai arti “gerakan”.

Pada percobaan ini kita akan menentukan arah transfer energi dari dua bahan. Kita akan melakukan penghitungan kandungan panas. Kita akan mempelajari pengaruh specific heat (kalor jenis) yang dimiliki suatu zat terhadap jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengubah suhu zat tersebut, dan kita juga akan menentukan kalor jenis sebuah zat.

Tujuan Pembelajaran

Praktek Sekolah Alam Kimia pada materi kali ini bertujuan untuk menentukan arah transfer energi saat dua bahan dengan suhu berbeda diletakkan bersama.

Bahan-Bahan

  • ceret logam ukuran 2 liter dengan tutup
  • air
  • kompor
  • mangkuk ukuran 1 liter
  • termometer
  • penggaris
  • gunting
  • benang
  • 3 paku panjang 7 cm
  • tang

Cara Kerja Menentukan Arah Transfer Energi

1. Isi ceret dengan air hingga tiga perempatnya, kemudian panaskan.

2. Sementara menunggu air mendidih, isi mangkuk dengan air dingin sampai setengah.

3. Gunakan termometer untuk mengukur suhu air dingin dalam mangkuk. Catat suhu tersebut sebagai suhu awal air.

4. Masukkan paku ke dalam ceret yang airnya mendidih sehingga paku berada di tengah-tengah air.

5. Letakkan benang di atas ceret dan pasang tutupnya. Catatan: Tutup cerek harus menahan benang sehingga paku tetap di tengah air (lihat Gambar berikut).

Menentukan Arah Transfer Energi

6. Panaskan paku selama lima menit. Paku logam akan memanas sampai titik didih air, yaitu 100°C. Catat suhu ini sebagai suhu awal logam.

7. Gunakan tang untuk mengangkat paku dari dalam air yang mendidih.

8. Kibaskan paku untuk membuang air panas yang masih menempel, dan segera rendam paku tersebut dalam mangkuk yang berisi air dingin.

9. Pelan-pelan aduk air dengan termometer (lihat Gambar berikut)

Menentukan Arah Transfer Energi

10. Amati suhu air dalam mangkuk. Saat suhu air tidak berubah lagi, berhentilah mengaduk dan catat suhunya sebagai suhu akhir bagi logam dan air.

11. Hitung pembahan suhu logam dan air dengan mengambil perbedaan absolut (selisih angka) antara suhu awal dan akhir masing-masing. Lihat Lampiran 1 untuk contoh penghitungan.

12. Buat tabel data seperti di bawah ini.

Hasil Transfer Energi

Perubahan suhu air dan logam bergantung pada jumlah dan suhu awal air dalam mangkuk. Kamu nanti akan meneliti faktor-faktor lain yang memengaruhi perubahan suhu bahan, tetapi pada percobaan ini, logam berperan besar pada pengubahan suhu.

Mengapa?

Menurut Hukum Termodinamika, ilmu tentang gerakan energi, jika dua bahan dengan suhu yang berbeda diletakkan bersama, seperti paku panas dan air dingin, panas dipindahkan dari bahan yang lebih panas ke bahan yang lebih dingin. Perpindahan panas ini berlangsung terus sampai kedua bahan mencapai suhu yang sama.

Jika kamu berasumsi bahwa tidak ada panas yang lepas ke daerah sekitar, panas yang diperoleh air hilang oleh paku. Campuran tadi merupakan contoh hukum pertama termodinamika, yang menyatakan bahwa energi total suatu sistem tertutup adalah konstan. Energi tetap konstan karena ketika energi salah satu campuran meningkat, energi dari bagian lain menurun.

Cobalah Pendekatan Baru

Setelah praktek cara menentukan arah transfer energi, selanjutnya kita akan melakukan percobaan dengan pendekatan baru, sebagai berikut:

1. Apakah jenis logam memengaruhi hasil? Ulangi percobaan dengan mengganti paku besi dengan paku berukuran sama, tetapi dilapisi atau dibuat dari logam lain seperti aluminium.

2. Apakah jumlah bahan memengaruhi perubahan suhu?

a. Ulangi percobaan awal dua kali. Pertama dengan mengurangi jumlah air dingin dalam mangkuk sampai setengahnya. Kedua dengan menggunakan air dua kali lebih banyak.

b. Ulangi percobaan awal dua kali. Pertama dengan menggunakan satu paku, dan kedua dengan menggunakan sembilan paku.

Petunjuk untuk Lomba Karya Ilmiah

Pamerkan foto-foto dengan label-label suhu untuk menunjukkan prosedur dan hasilnya.

Selamat Belajar!