Praktikum Fisika Dasar: Kerapatan Zat PDF

Preview

Summary

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR 1PERCOBAAN 02KERAPAKAN ZATHari : Selasa Tanggal : 29 September 2020 Jam : 13-14.Disusun oleh : Vallery Ofelia Viannco Junico 082011733062 Alfa Fiqri Kafhidani 082011733061Dosen Pengampu : Franky Chandra Satria Arisgraha , S., M. Asistem Pembimbing : Nike Arni NazirohDE...

Description

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR 1 PERCOBAAN 02 KERAPAKAN ZAT Hari : Selasa

Tanggal : 29 September 2020

Jam : 13.00-14.40

Disusun oleh : Vallery Ofelia Viannco Junico

082011733062

Alfa Fiqri Kafhidani

082011733061

Dosen Pengampu M.T.

: Franky Chandra Satria Arisgraha , S.T.,

Asistem Pembimbing : Nike Arni Naziroh

DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA 2020

1. Tujuan : Menentukan kerapatan zat padat berbentuk balok, silinder dan butiran serta zat cair. 2. Dasar Teori : Massa jenis atau kerapatan

zat merupakan besaran

karakteristik yang dimiliki suatu zat. Kerapatan suatu zat merupakan perbandingan massa dan volume zat itu, sehingga nilai kerapatan dapat diukur melalui pengukuran massa dan volume zat. Kerapatan suatu zat dinyatakan oleh persamaan :

dengan ketentuan : : massa jenis zat (kg/m3) m

: massa

zat (kg) V

:

volume zat (m3) Nilai kerapatan zat tidak bergantung pada massa zat maupun volumenya. Perubahan suhu pengaruhnya sangat kecil terhadap kerapatan zat. Kerapatan Benda Padat Kerapatan benda padat berbentuk balok dapat ditentukan dengan mengukur massa (m), panjang ( ), lebar (l) dan tinggi (t) benda tersebut. Besarnya kerapatan berbentuk balok diberikan oleh Persamaan (2).

Untuk benda padat berbentuk silinder, kerapatannya ditentukan oleh Persamaan (3)

dengan d dan t masing-masing adalah diameter dan tinggi silinder

Gambar 1. (a) balok dan (b) silinder Kerapatan Benda Berbentuk Butiran Benda berbentuk butiran seperti tepung, pasir, kapur, semen dan sejenisnya nilai kerapatannya kurang akurat jika cara menentukan kerapatannya dengan menimbang massa dan mengukur volume yang dibentuk oleh benda berbutir. Pengukuran dengan cara tersebut tidak akurat karena dalam volume yang dibentuk oleh benda berbutir terdapat ruang kosong berupa celah-celah yang terbentuk diantara butiran benda, sehingga hasil pengukuran volume benda berbutir tidak akurat. Untuk menghasilkan pengukuran kerapatan yang akurat, digunakan alat yang dinamakan piknometer (bentuk dan prinsip kerja piknometer dapat dilihat pada BAB II). Nilai pengukuran kerapatan benda berbutir menggunakan piknometer ditentukan melalui Persamaan (4)

dengan ketentuan : : massa piknometer kosong beserta tutupnya. : massa piknometer penuh air beserta tutupnya.

: massa piknometer berisi pasir (1/3 bagian piknometer) beserta tutupnya. : massa piknometer berisi pasir dan dipenuhi dengan aquades beserta tutupnya. Kerapatan Benda Cair Kerapatan zat cair (air, alkohol, spiritus dan lainnya) dapat ditentukan dengan mengukur massa dan volume zat cair menggunakan gelas ukur. Metode lain adalah menggunakan piknometer dengan kerapatan zat cair ditentukan melalui Persamaan (4). Selain dua metode tersebut, kerapatan zat cair juga dapat ditentukan menggunakan neraca Mohr. Prinsip dasar pengkuran kerapatan zat cair menggunakan neraca Mohr adalah penerapan hukum Archimedes (gaya tekan ke atas oleh zat cair) serta kesetimbangan gerak rotasi (jumlah total momen gaya sama dengan nol). Skema kerja pengukuran kerapatan zat cair menggunakan neraca Mohr diperlihatkan oleh Gambar 2.

Gambar 2. Skema kerja neraca Mohr Pada Gambar 2, keadaan awal ketika zat cair dan beban belum ada, sistem dalam keadaan setimbang karena torsi ( ) akibat benda celup yang terletak pada lengan sepanjang L disetimbangkan oleh penyeimbang. Pada saat benda celup tercelup dalam zat cair, benda celup mengalami gaya tekan ke atas sebesar F =

Vg ( , V dan g

masing-masing adalah kerapatan zat cair, perubahan volume zat cair

setelah benda celup tercelup dalam zat cair dan percepatan gravitasi bumi). Agar sistem kembali dalam keadaan setimbang, diletakkan beban dengan berat W pada lengan neraca sepanjang l. Jika panjang L = 10 cm, maka dalam keadaan setimbang dapat ditulis :

Dengan

demikian

nilai

kerapatan

zat cair

dapat

ditentukan

menggunakan Persamaan (4) berikut. (5)

dengan m adalah massa beban dan l bersatuan cm serta indeka i menyatakan jumlah beban, Menentukan kerapatan balok kayu dan silinder logam. 1. Jangka sorong, mikrometer sekrup, dan neraca torsi diamati dan diperhatikan ketelitian masing-masing. 2. Panjang, lebar, dan tinggi balok kayu diukur menggunakan mikrometer sekrup. Cara menggunakan mikrometer sekrup dapat dilihat pada BAB II. 3. Massa balok kayu diukur dengan cara meletakkan balok kayu pada piringan sebelah kiri neraca torsi. Beban-beban penggantung digeser sebagai pengganti anak neraca sedemikian hingga neraca setimbang seperti semula. Angka-angka yang ditunjukkan oleh beban-beban penggantung dibaca, misal 10g dan 3,4 g. Jadi massa balok kayu m = 10g + 3,4 g = 13,4 g. Sehingga hasil pengukuran massa balok kayu m = (13,4 ± 0,05) g.

4. Panjang (p) dan diameter (d) silinder logam diukur menggunakan jangka sorong. Cara mengukur menggunakan jangka sorong dapat lihat pada BAB II. 5. Massa silinder logam diukur seperti langkah (3)

Menentukan kerapatan pasir 1. Timbang piknometer yang bersih dan kering bersama tutupnya.

2. Piknometer diisi dengan pasir halus kira-kira sampai 1/3 bagian volume piknometer. 3. Massa piknometer yang berisi pasir beserta tutupnya diukur menggunakan neraca torsi. 4. Air dituangkan perlahan-lahan ke dalam piknometer berisi pasir, dikocok-kocok, dan diisi sampai penuh sehingga tidak ada gelembung udara di dalamnya dan penutup piknometer dipasang. 5. Massa piknometer berisi pasir dan air tersebut beserta tutupnya diukur menggunakan neraca torsi. 6. Piknometer dibersihkan dan diisi penuh dengan air hingga tidak ada gelembung di dalamnya kemudian dipasangkan penutup piknometer. 7. Massa piknometer diisi berisi penuh air dan tutupnya menggunakan neraca torsi. 8. Piknometer dibersihkan dan dikeringkan.

C. Menentukan kerapatan zat cair 1. Neraca Mohr

diatur setegak mungkin (vertikal) dengan

mengatur sekrup A. 2. Benda celup digantugkan pada ujung lengan neraca Mohr seperti pada Gambar 4. 3. Neraca diatur agar setimbang dengan memutar sekrup C, sehingga jarum D berimpit dengan E pada skala. 4. Spiritus dituang kedalam gelas ukur yang tersedia dan volumenya dicatat. 5. Seluruh bagian benda dicelup ke dalam spiritus dalam gelas ukur. Pada keadaan ini neraca dalam keadaan tidak setimbang (jarum D tidak berhimpit dengan E) dan perubahan volume spiritus dalam gelas ukur dicatat. Perubahan volume spiritus tersebut menunjukkan nilai volume benda celup. 6. Beban penunggang pada lengan bergerigi ditelakkan dari neraca agar neraca dalam keadaan setimbang kembali. Jika satu beban penunggang belum dapat mensetimbangkan neraca, beban penunggang ditambah dan diletakkan pada posisi yang lain sampai neraca dalam keadaan setimbang kemudian dicatat masing-masing massa bebang penunggang dan posisinya dari pusat (0).

Gambar 4. Neraca Mohr dan zat cair dalam gelas ukur

3. Alat dan Bahan Alat : - Jangka sorong

- Neraca torsi

- Mikrometer sekrup - Piknometer - Neraca torsi

- Neraca mohr

4. Bahan - Balok kayu

- Pasir

- Aquades

- Silinder logam

- Spritus

5.Data Hasil Pengamatan Tabel 1. Data pengukuran naniarm lebar, tebal, diameter, dan massa Bahan

p (mm)

Kayu

(

l (mm)

t (mm)

( 17,025

17,025

(

d (mm)

17,025 (

0,025

0

m (g) ) (

0,025

0,025 )

60,00 0,05 )

)

) Logam

(

(

33,000

)

0

(

0

( 6,450

)

(

0,025 )

22,50 0,05 )

0,025 )

Tabel 2. Data pengukuran kerapatan pasir m1 (g) (

32,00

0,05

)

m2 (g) ( 61,00 )

m3 (g)

m4 (g)

0,05 ( 81,50

0,05 ( 100,00

)

)

Keterangan : ml : massa piknometer kosong beserta tutupnya. m2 : massa piknometer penuh air beserta tutupnya.

0,05

m3 : massa piknometer berisi pasir (1/3 bagian piknometer) beserta tutupnya. m4 : massa piknometer berisi pasir dan dipenuhi dengan aquades beserta tutupnya.

Tabel 3. Data pengukuran kerapatan spiritus Beban

m (g)

l (cm)

Penunggang 1

(

5,00

0,05

)

2

(

5,00

0,05

)

(

3,00 (

0,05

7,00

0,05 )

Perubahan volume spiritus = (40-35) ml = 5 ml

)

6. Pembahasan : Percobaan kali ini, Penulis mengamati tentang kerapatan zat atau biasa disebut massa jenis suatu zat. Kerapakn zat adalah suatusifat eksistensi suatu zat yang bergantung pada ukuran sampel yang diperiksa yaitu, dipercobaakan kali ini adalah massa dan volume. Pada percobaan kali ini digunakan alat bantu berupa Pikometer dan Neraca Mohr. Pikometer dapat dugunakan untuk menghitung kerapatan pasir, logam, kayu. Sedangkan Neraca Mohr hanya dapat menghitung kerapatan suatu zat yang berbentuk cairan saja. Hal ini disebabkan oleh hokum dasar yang digunakan pada neraca Mohr yaitu hokum Archimedes, yang berbunyi “Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya apung yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut”. Gaya keatas itu disebut gaya apung dan memiliki berat yang sama dengan fluida yang dipindahkan. Sebenarnya, dapat dilihat bahwa hasil pengamatan menurut analisis data mendapat persentase kesalahan/ketidakpastian yang tinggi. Banyak faktor yang memengaruhi hal ini, seperti, Neraca Mohr yang tidak seimbang dikarenakan beban pengganti yang kurang sesuai, ataupun kurang ketelitian pengarang dalam praktikum berlangsung. 7. Kesimpulan Dari hasil percobaan, dapat ditarik kesimpulan dari perhitungan kerapatan zat, sebagai berikut : 1. P kubus balok

: 12,15878

% kesalahan

: 0,52%

2. P logam silinder

: 20,87

% kesalahan

: 1,06%

3. P pasir % kesalahan

: 2,7619

0,06353 g/cm^3

0,2231 gr/cm^3

0,04308 gr/cm^3

: 1,6%

4. P spiritus dengan 2 beban penanggungnya : 2

0,19 gr/cm^3

% kesalahan

: 5%

5. Faktor-faktor yang memengaruhi kerapatan suatu zat : -

Temperatue : suhu yang tinggi menyebabkan kerapatan berkurang karena benda dapat menguap dan meruab berat zat.

-

Massa : saat massa nya besar, maka kerapatan benda akan besar juga.

-

Volume : saat volumenya kecil, kerapatan justru semakin besar dan sebaliknya.

8. Daftar Pustaka Tipler, P.A., Fisika Untuk Sains dan Teknik, Erlangga, Jakarta (2001). Sears, Zemansky. 1958. Fisika Untuk Universitas Mekanika Panas dan Bunyi.

Cetakan ke 6. Trimirta Mandiri : Jakarta

Petrcci, R.H., Kimia Dasar Prinsip dan Teori Modern. Erlangga : Jakarta...