NAMA/NIM :
DANDI SAPUTRA HALIDI/442417041
JURUSAN/GUGUS :
KIMIA/B
PROGRAM STUDI :
S1 KIMIA
KELOMPOK :
IX (SEMBILAN)
KODE/NAMA PERCOBAAN :
PF-9/HUKUM CHARLES
KOPENTENSI : setelah melakukan eksperimen ini,
mahasiswa
diharapkan mampu
menganalisis
data yang didapat
INDIKATOR :
setelah
melakukan eksperimen ini mahasiswa dapat :
1.
menghitung volume gas pada posisi-posisi piston yang
berbeda-beda
2.
membuat grafik hubungan antara volume dan temperature
3.
menghitung kuantitas gas yang diperoleh lewat grafik dengan
kuantitas gas yang diperoleh secara teoritis.
TANGGAL PERCOBAAN :
TANGGAL MASUK LAPORAN AHIR :
KAWAN KERJA :
NAMA ASISTEN :
LAPORAN PRAKTIKUM
PF-9
HUKUM CHARLES
A.
JUDUL
‘’perbandingan
volume gas dalam ruang tertutup sebanding dengan suhunya’’
B.
RUMUSAN MASALAH
1.
Bagaimana perhitungan
volume gas pada posisi-posisi piston yang berbeda-beda ?
2.
Bagaimana pembuatan grafik
hubungan antara volume dan temperatur ?
3.
Bagaimana perhitungan
kemiringan dan ketidak pastian grafik ?
4.
Bagaimana perbandingan
kuantitas gas yang diperoleh lewat grafik dengan kuantitas gas yang di peroleh
secara teoritis.?
C.
TUJUAN
1.
Mahasiswa dapat
menghitung volume gas pada posisi-posisi piston yang berbeda-beda
2.
Mahasiswa dapat
membuatan grafik hubungan antara volume dan temperatur
3.
Mahasiswa dapat
membandingan kuantitas gas yang diperoleh lewat grafik dengan kuantitas gas
yang di peroleh secara teoritis.
4.
Mahasiswa dapat membandingan
kuantitas gas yang diperoleh lewat grafik dengan kuantitas gas yang di peroleh
secara teoritis.?
D.
DASAR TEORI
charles menyatakan bahwa volume dari gas dalam ruang
tertutup pada tekanan tetap adalah sebanding dengan suhunya yang dinyatakan
dengan derajat Kelvin.
Apabila
energy disuplay pada gas dibawah kondisi dimana tekanan dipertahankan konstan,
maka perubahan volume akan berbanding lurus dengan perubahan temperature
absolute. Pernyataan ini dikenal sebagai hokum Charles (Charles law), yang
secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut :
T1V2=T2V1
Dimana : T1 : temperature absolute gas awal
V2 : volume gas akhir
T2 : temperature absolute gas akhir
V1
: volume gas awal
Proses
perubahan yang terjadi pada tekanan tetap ini disebut isobaris. Untuk lebih
mudah memahami proses yang terjadi pada tekanan tetap ini dapat diikuti
ilustrasi yang ditunjukan. Anggaplah bahwa gas didalam silinder dibatasi dengan
sebuah piston yang dipasang sedemikian rupa sehingga dapat bergeser sehingga
tekanan yang dialami gas adalah dari massa piston dan udara yang ada diatas
piston. Karena piston dapat bergerak bebas naik dan turun dalam silinder, maka
gas dimungkinkan untuk memuia atau menyusut (untuk merubah volumenya)
sedemikian rupa pada saat tekanan tetap konstan. Apabila gas dipanas kan maka
temperaturnya akan naik sesuai dengan hokum Charles diatas maka dengan
sendirinya volume gas juga naik, sehingga piston akan bergerak keatas.
Dan
apabila gas didinginkan, maka temperaturnya akan turun, akibatnya volume gas
juga akan turun, sehingga pistin akan bergerak kebawah, dimana dalam hal ini
tekanan gas tetap konstan.
Jackues
Charles (1746-1823) dan joseph gay-lussac (1778-1805) menyelidiki hubungan
antara suhu dengan volume pada tekanan tetap. Hubungan ini dikenal sebagai
hokum Charles dan gay lussac yang berbunyi sebagai berikut : ‘’jika tekanan gas
yang berada dalam bejana tertutup (tidak bocor) dijaga konstan, maka volume gas
sebanding dengan suhu mutlaknya’’. Hubungan antara suhu dan tekanan pada volume
tetap juga berhasil diselidiki oleh Charles dan gay lussac yang dinyatakan
dengan hukumnya sebagai berikut. ‘’jika volume gas yang ada dalam bejana
tertutup (tidak bocor) dijaga konstan, maka tekanan gas sebanding dengan suhu
mutlaknya’’.
Secara
matematis, pernyataan diatas dapat dituliskan :
=konstan atau 
Perhubungan diatas
dapat disimpulkan sebagai hokum Charles yang menyatakan, pada tekanan tetap,
volume dari massa tertentu atau kuantitas gas bervariasi secara langsung dengan
temperature absolute.
V=cT
Hubungan antar tekanan,
temperature dan volume pada gas telah dibuktikan sedemikian rupa dalam beberapa
hokum gas. Hokum-hukum gas ini memungkinkan kita untuk menentukan bagaimana
pengaruh yang disebabkan oleh perubahan salah satu factor terhadap factor
lainnya. Gas yang betul-betul memenuhi hokum-hukum gas sempurna (preface gas).
Namun tidak satu gas pun yang benar-benar sempurna., tetapi dari hasil-hasil
penelitian ada beberapa gas yang mendekati kondisi gas sempurna tersebut.
Dalam sains istilah temperature
dan teanan standar (standar temperature and pressure ) yang disingkat dengan
STP adalah sebuah keadaan standar yang digunakan dalam pengukuran eksperimen.
Standar ini digunakan agar setiap data dalam percobaan yang berbeda-beda dapat
dibandingkan. Standar yang paling umum digunakan adalah standar IUPAC dan NIST.
Terdapat juga variasi standar lainya yang ditetapkan oleh organisasi-organisasi
lainnya. Standar IUPAC sekarang ini adalah temperature 00 C(273,1 K,
32 0F) dan tekanan absolute 100 KPA (14,50) PSI. sedangkan standar
NIST adalah 200 C (293,15 K, 680F), dan tekanan absolute
101, 325 KPA (14, 696 PSI). dalam bidang industry dan komersial, kondisi
standar temperature dan tekanan biasahnya perlu disebutkan untuk merajuk pada kondisi refrensi standar untuk
mengekspresikan volume gas dan cairan dan kuantitas lainnya.
Referensi: -Douglas, Giancoli, fisika, jilid 1 edisi ke-5, hal 459-261.
-http://digilib-unimus.ac.idfilesdiks117jptunimus-gdl-s1-2008emawatini-817-3bab2.pdf.
-http://satophysics.files.wordpress.com200811materi-16.pdf.
E.
Variabel-variabel :
1.
Variabel bebas : volume gas,temperatur,ketinggian paston
2.
Variabel terikat : waktu,
3.
Variabel kontrol : air panas,es
F.
Alat dan Bahan
1.
Heat Engine Gas Law
Apparatus
2.
Termometer
3.
Kontainer air panas
4.
Es
G.
Prosedur Kerja
1.
Meletakan tangki udara
didalam kontainer yang telah diisi air panas, setelah tangki mencapai keadaan
setimbang. Mencatat temperatur dan jangkauan piston.
2.
Menambahkan es ke alam
kontainer dan mencatat temperatur pada interval waktu 30 detik dan 60 detik.
3.
Menghitung volume gas
pada posisi-posisi piston yang berbeda-beda yang telah diukur(diameter piston
adalah 32.5 mm)
HASIL PENGAMATAN
PF.9
HUKUM CHARLES
NST Alat Ukur :
a.
Piston = 1mm
b.
Termometer = 1°C
c.
Stopwatch = 0,01
s
a.
Temperatur pada
interval waktu 30 detik
t =30 s
T0 =79 °C
h0 = 16 mm
|
T°C
|
h(mm)
|
|
74°C
67°C
62°C
560C
|
14 mm
13
mm
12 mm
11 mm
|
b.
Temperatur pada
interval waktu 60 detik
t =60 s
T0 =19°C
h0 = 85 mm
|
T°C
|
h(mm)
|
|
75°C
65°C
55°C
500C
|
17 mm
14 mm
11 mm
8 mm
|
PENGOLAHAN DATA
PF-9
HUKUM CHARLES
1.
Menghitun kesalahan relative untuk
interval waktu 30 detik dan 60 detik
a. Menghitung
kesalahan relatif tekanan (h)
v
Untuk
interval waktu 30 detik
ü h0 =16 mm = 0,016 m
Δh0 = 
= ½ x 1 mm =0,5 mm =0,0005 m
KR = 
x 100%
x 100%
= 
x 100%
= 3,12 % (3 AP)
x 100%
= 3,12 % (3 AP)
(h0 ± Δh0)
= (1,60 ± 0,05) 10-2 m.
ü h1 =14 mm = 0,014 m
Δh1 =
= ½ x 1 mm =0,5 mm =0,0005 m
KR = x 100%
x 100%
= x 100%
= 3,57 % (3 AP)
x 100%
= 3,57 % (3 AP)
(h1 ±
Δh1) = (1,40 ± 0,05)
10-2 m.
ü h2 =13 mm = 0,013 m
Δh2 =
= ½ x 1 mm =0,5 mm =0,0005 m
KR = x 100%
x 100%
= x 100%
= 3,84 % (3 AP)
x 100%
= 3,84 % (3 AP)
(h2 ±
Δh2) = (1,30 ± 0,05)
10-2 m.
ü h3 =12 mm = 0,012 m
Δh3 =
= ½ x 1 mm =0,5 mm =0,0005 m
KR = x 100%
x 100%
= x 100%
= 4,16 % (3 AP)
x 100%
= 4,16 % (3 AP)
(h3 ±
Δh3) = (1,20 ± 0,05)
10-2 m.
ü h4 =11 mm = 0,011 m
Δh4 =
= ½ x 1 mm =0,5 mm =0,0005 m
KR = x 100%
x 100%
= x 100%
= 4,54 % (3 AP)
x 100%
= 4,54 % (3 AP)
(h4 ±
Δh4) = (1,10 ± 0,05)
10-2 m.
v
Untuk
interval waktu 60 detik
ü h0 =19 mm = 0,019 m
Δh0 =
= ½ x 1 mm =0,5 mm =0,0005 m
KR = x 100%
x 100%
= x 100%
= 2,63 % (3 AP)
x 100%
= 2,63 % (3 AP)
(h0 ± Δh0)
= (1,90 ± 0,05) 10-2 m.
ü h1 =17 mm = 0,017 m
Δh1 =
= ½ x 1 mm =0,5 mm =0,0005 m
KR = x 100%
x 100%
= x 100%
= 2,94 % (3 AP)
x 100%
= 2,94 % (3 AP)
(h1 ±
Δh1) = (1,70 ± 0,05)
10-2 m.
ü h2 =14 mm = 0,014 m
Δh2 =
= ½ x 1 mm =0,5 mm =0,0005 m
KR = x 100%
x 100%
= x 100%
= 3,57 % (3 AP)
x 100%
= 3,57 % (3 AP)
(h2 ±
Δh2) = (1,40 ± 0,05)
10-2 m.
ü h3 =11 mm = 0,011 m
Δh3 =
= ½ x 1 mm =0,5 mm =0,0005 m
KR = x 100%
x 100%
= x 100%
= 4,54 % (3 AP)
x 100%
= 4,54 % (3 AP)
(h3 ±
Δh3) = (1,10 ± 0,05)
10-2 m.
ü h4 =8 mm = 0,008 m
Δh4 =
= ½ x 1 mm =0,5 mm =0,0005 m
KR = x 100%
x 100%
= x 100%
= 6,25 % (2 AP)
x 100%
= 6,25 % (2 AP)
(h4 ±
Δh4) = (8,0 ± 0,5)
10-3 m.
b. Menghitung
kesalahan relatif temperature (T)
v
Untuk
interval waktu 30 detik
ü T0 = 79 0C
ΔT0 =
= ½ x 1 0C
KR = 
x 100%
x 100%
= 
x 100%= 0,63 % (3 AP)
x 100%= 0,63 % (3 AP)
(T0 ± ΔT0)
= (7,90 ± 0,05) 101 0C
ü T1 = 74 0C
ΔT1 =
= ½ x 1 0C
KR = x 100%
x 100%
= x 100%= 0,67 % (3 AP)
x 100%= 0,67 % (3 AP)
(T1 ±
ΔT1) = (7,40 ± 0,05)
101
0C
ü T2 = 67 0C
ΔT2 =
= ½ x 1 0C
KR = x 100%
x 100%
= x 100%= 0,74 % (3 AP)
x 100%= 0,74 % (3 AP)
(T2 ±
ΔT2) = (6,70 ± 0,05)
101
0C
ü T3 = 62 0C
ΔT3 =
= ½ x 1 0C
KR = x 100%
x 100%
= x 100%= 0,80 % (3 AP)
x 100%= 0,80 % (3 AP)
(T3 ±
ΔT3) = (6,20 ± 0,05)
101
0C
ü T4 = 56 0C
ΔT4 =
= ½ x 1 0C
KR = x 100%
x 100%
= x 100%= 0,89 % (3 AP)
x 100%= 0,89 % (3 AP)
(T4 ±
ΔT4) = (5,60 ± 0,05)
101
0C
v
Untuk
interval waktu 60 detik
ü T0 = 85 0C
ΔT0 =
= ½
x 1 0C
KR = x 100%
x 100%
= x 100%= 0,58 % (3 AP)
x 100%= 0,58 % (3 AP)
(T0 ± ΔT0)
= (8,50 ± 0,05) 101 0C
ü T1 = 75 0C
ΔT1 =
= ½ x 1 0C
KR = x 100%
x 100%
= x 100%= 0,66 % (3 AP)
x 100%= 0,66 % (3 AP)
(T1 ±
ΔT1) = (7,50 ± 0,05)
101
0C
ü T2 = 65 0C
ΔT2 =
= ½ x 1 0C
KR = x 100%
x 100%
= x 100%= 0,76 % (3 AP)
x 100%= 0,76 % (3 AP)
(T2 ±
ΔT2) = (6,50 ± 0,05)
101
0C
ü T3 = 55 0C
ΔT3 =
= ½ x 1 0C
KR = x 100%
x 100%
= x 100%= 0,90 % (3 AP)
x 100%= 0,90 % (3 AP)
(T3 ±
ΔT3) = (5,50 ± 0,05)
101
0C
ü T4 = 50 0C
ΔT4 =
= ½ x 1 0C
KR = x 100%
x 100%
= x 100%= 1 % (3 AP)
x 100%= 1 % (3 AP)
(T4 ±
ΔT4) = (5,00 ± 0,05)
101
0C
v
Tabel
untuk interval waktu 30 detik
|
(h
 ) m |
(T
 0
C |
|
(1,60
 -2 m |
(7,90
1 0 C |
|
(1,40
-2 m |
(7,40
1 0 C |
|
(1,30
-2 m |
(6,70
1 0 C |
|
(1,20
-2 m |
(6,20
1 0 C |
|
(1,10
-2 m |
(5,60
1 0 C |
v
Tabel
untuk interval waktu 60 detik
|
(h
) m |
(T
0
C |
|
(1,90
-2 m |
(8,50
1 0 C |
|
(1,70
-2 m |
(7,50
1 0 C |
|
(1,40
-2 m |
(6,50
1 0 C |
|
(1,10
-2 m |
(5,50
1 0 C |
|
(8,0
 -3 m |
(5,00
1 0 C |
2.
Menentukan volume gas pada posisi yang berbeda-beda
v
Untuk interval waktu
30 detik
ü h0 =
50mm =0,05m
Δh0 = =
= 0,5 mm = 0,0005 m
D =
32,5 mm = 0,0325 m
V0 = ¼ π D2 h0
=0,0000415
L
Δ V0 = 
x V0
x V0
=
0,0000004 L
KR =
x
100%
x
100%
=0,96% (3AP)
(V0 ± ΔV0) =
(4,15± 0,04) 10-5
ü h1 =
49mm = 0,049m
Δh1 = =
= 0,0005 m
D =
0,0325 m
V1 = ¼ π D2 h1
=
0,000082915625 x 0,049 =0,0000406 liter
Δ V1 = x V1
x V1
=
0,0000004
KR =
x
100%
x
100%
= 1,0% (3AP)
(V1 ± ΔV1) =
(4,06 ± 0,04) 10-5 L
ü h2 =
48mm = 0,048m
Δh2 =
0,0005 m
D =
0,0325 m
V2 = ¼ π D2 h2
=
0,0000829 x 0,048 = 0,00000039
Δ V2 = x V2
x V2
=
0,01 x 0,0000039
=
0,000000039 L
KR =
x
100%
x
100%
=1% (3AP)
(V2 ± ΔV2) =
(3,90 ± 0,39) 10-7L
ü h3 =
47 mm = 0,047m
Δh3 =
0,0005 m
D =
0,0325
V3 = ¼ π D2 h3
=
0,0000829 x 0,047 =0,00000038
Δ V3 = x V3
x V3
=
0,01 x 0,00000038 = 0,000000038
KR =
x
100%
x
100%
= 1% (3AP)
(V3 ± ΔV3) =
(3,80± 0,38) 10-7
v
Untuk interval waktu
60 detik
ü h0 =
0,053 m
Δh0 =
0,0005 m
D =
0,0325 m
V0 = ¼ π D2 h0
= 0,0000829
x 0,053 =0,00000439
Δ V0 = x V0
x V0
=
0,0094 x 0,00000439 = 0,00000004
KR =
x
100%
x
100%
= 0,9% (3AP)
(V0 ± ΔV0) = (4,39 ±
0,04) 10-6 L
ü h1 =
51mm = 0,051m
Δh1 =0,0005
m
D =
0,0325 m
V1 = ¼ π D2 h1
=
0,0000829 x 0,051= 0,000004
Δ V1 = x V1
x V1
=
0,0098 x 0,000004 = 0,00000004
KR =
x
100%
x
100%
= 1% (3AP)
(V1 ± ΔV1) =
(4,00± 0,04) 10-6 L
ü h2 =
49 mm = 0,049m
Δh2 =0,0005
m
D =
0,0325
V2 = ¼ π D2 h2
=
0,0000829 x 0,049 =0,00000406
Δ V2 = x V2
x V2
=
0,01 x 0,00000406 = 0,00000004
KR =
x
100%
x
100%
= 1% (3AP)
(V2 ± ΔV2) =
(4,06± 0,04) 10-6 L
ü h3 =
47 = 0,047m
Δh3 =
0,0005 m
D =
0,0325 m
V3 = ¼ π D2 h3
=
0,0000829 x 0,047 =0,0000039 L
Δ V3 = x V3
x V3
=
0,0106 x 0,0000039 = 0,00000004
KR =
x
100%
x
100%
= 1,02%
(3AP)
(V3 ± ΔV3) =
(3,90± 0,04)10-6 L
3.
Table Hasil Pengamatan
v
Untuk interval waktu 30 detik
|
(h ± Δh) satuan
|
(T ± ΔT) satuan
|
(V ± ΔV) satuan
|
|
(h0 ± Δh0)=(5,00±0,05)10-2
m
(h1 ± Δh1)=(4,90±0,05)10-2
m
(h2±Δh2)=(4,80± 0,05)10-2
m
(h3±Δh3)=(4,70 ± 0,05)10-2
m
|
(T0 ± ΔT0)=(8,10±0,05)10°C
(T1 ± ΔT1)=(7,70±0,05)10°C
(T2 ± ΔT2)=(7,30±0,05)10°C
(T3 ± ΔT3)=(6,90±0,05)10°C
|
(V0±ΔV0)=(4,15±0,04)10-5
(V1±ΔV1)=(4,06±0,04)10-5
(V2±ΔV2)=(3,90±0,39)10-7
(V3±ΔV3)=(3,80±0,38)10-7
|
v
Untuk interval waktu 60 detik
|
(h ± Δh) satuan
|
(T ± ΔT) satuan
|
(V ± ΔV) satuan
|
|
(h0±Δh0)=(5,30±0,05)10-2m
(h1±Δh1)=(5,10±0,05)10-2
m
(h2±Δh2)=(4,90±0,05)10-2
m
(h3±Δh3)=(4,70±0,05)10-2
m
|
(T0±ΔT0)=(8,40±0,05)10°C
(T1±ΔT1)=(7,60±0,05)10°C
(T2±ΔT2)=(6,80±0,05)10°C
(T3±ΔT3)=(6,00±0,05)10°C
|
(V0±ΔV0)=(4,39±0,04)10-6
(V1±ΔV1)=(4,00±0,04)10-6
(V2±ΔV2)=(4,06±0,04)10-6
(V3±ΔV3)=(3,90±0,04)10-6
|
v
Grafik hubungan antara temperature (T) dan volume (V)
ü Untuk interval waktu 30 detik
Interpretasi
grafik :
Temperatur berjalaan searah dengan
volume. Volume suatu benda dipengaruhi oleh temperatur, semakin tinggi volume
maka temperatur juga semakin tinggi.
ü Untuk interval waktu 60 detik
Interpretasi
grafik :
Dengan melihat grafik ,bisa
ditarik kesimpulan bahwa volume suatu benda di pengaruhi oleh temperatur.
Sehingga antara volume dan temperatur berbanding lurus.
4.
Kesimpulan
Hukum Charles adalah hukum gas ideal pada tekanan tetap yang menyatakan bahwaPada tekanan tetap, volume gas ideal bermassa tertentu
berbanding lurus terhadap temperaturnya (dalam Kelvin).
Pengaruh tekanan gas oleh Gaguef
Charles. Beliau mendapati gas akan mengembang apabila di panaskan pada tekanan
tetap. Semua gas nyata akan terkondensas ijika disejukkan pada suhu yang cukup
rendah dan didapati garis anter sebut akan bertemu pada titik yang sama yaitu
bersamaan dengan isi padu sifat dan suhu 273,15 °C atau 0 K. Suhu ini adalah
suhu terendah yang boleh dicapai dan disebut suhu mutlak. Untuk kegunaan umum
seperti dalam perkiraan, kita hanya akan menggunankan 3 angka berarti yaitu 273
K.
5.
Kemungkinan Kesalahan
1.
Kesalahan dalam pengambilan data
2.
Tidak telitinya Mahasiswa saat melakukan pengukuran
3. Kesalahan dalam pengolahan data
