Kalorimeter mungkin terdengar seperti peralatan sains yang mewah, tetapi sebenarnya ini adalah alat pengukur panas yang sangat sederhana yang dapat Anda buat di rumah menggunakan dua cangkir kopi. Sering digunakan dalam eksperimen proyek sains, ini mengukur jumlah panas yang terlibat dalam proses kimia atau fisik, seperti perpindahan panas atau panas spesifik suatu zat.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Suhu cairan berubah ketika memperoleh atau kehilangan energi. Kalorimeter mengukur massa cairan dan perubahan suhu cairan untuk menentukan jumlah energi yang diperoleh atau hilang oleh cairan.
Komponen Kalorimeter
Kalorimeter memiliki dua bejana: bejana luar dan bejana dalam. Udara antara dua bejana bertindak sebagai isolator panas, artinya tidak ada (atau minimal) pertukaran panas antara apa yang ada di dalam bejana dalam dan lingkungan luar. Kalorimeter yang digunakan di laboratorium sains memiliki cincin serat yang terbuat dari bahan isolasi untuk menahan bejana dalam di tengah bejana luar. Mereka termasuk termometer untuk mengukur suhu cairan di bejana bagian dalam dan pengaduk untuk mengaduk cairan dan mendistribusikan panas ke seluruh bejana. Sangat mudah untuk membuat kalorimeter di rumah dengan cangkir polistiren, penutup, termometer, dan pengaduk. Namun, kalorimeter "cangkir kopi" memungkinkan lebih banyak pertukaran panas dengan sekitarnya dan menghasilkan hasil yang kurang akurat.
Mengukur Perpindahan Panas
Jika reaksi eksotermik (reaksi kimia yang melepaskan energi oleh cahaya atau panas) terjadi dalam larutan dalam kalorimeter, larutan tersebut menggunakan panas, yang menaikkan suhunya. Jika reaksi endoterm (reaksi yang menyerap energi dari sekitarnya) terjadi, larutan kehilangan panas, yang menurunkan suhunya. Perbedaan suhu, bersama dengan panas spesifik dan massa larutan, memungkinkan Anda untuk mengetahui berapa banyak panas yang digunakan reaksi. Misalnya, jika Anda menempatkan sepotong tembaga panas dalam sejumlah air dingin di dalam kalorimeter, panas akan mengalir dari tembaga ke air. Temperatur tembaga akan menurun, dan temperatur air akan meningkat hingga temperaturnya sama (kesetimbangan termal). Anda tidak mendapatkan atau kehilangan panas selama proses karena kalorimeter memungkinkan semua perpindahan panas terjadi antara dua zat.
Mengukur Panas Spesifik
Kalor jenis adalah jumlah energi yang diperlukan untuk menghasilkan perubahan suhu 1 derajat Celcius per gram zat, dan itu bervariasi antar zat. Misalnya, kalor jenis air adalah 1,00 kalori/gram derajat Celcius. Untuk menentukan kalor jenis logam yang tidak diketahui, tempatkan sepotong logam yang dipanaskan dalam air di bejana bagian dalam kalorimeter. Setelah Anda mengukur suhu akhir logam dan air, seperti suhu tertinggi yang dicapai air, Anda dapat menghitung kalor jenis logam. Pertama, kalikan massa air dengan panas spesifik air dengan perubahan suhu air, kemudian kalikan massa logam dengan perubahan suhu logam. Bagilah jawaban pertama Anda dengan jawaban kedua Anda untuk menentukan kalor jenis logam.