SCE 3109 TENAGA DALAM KIMIA

AMALI 3 NILAI BAHAN APITujuanUntuk menentukan nilai bahan api bagi kerosin (minyak tanah), LPG (Gas Petroleum) dan lilin.

BahanKerosin, LPG dan lilin.

RadasTin Kuprum, Tungku Kaki Tiga, Termometer (0-100C), Silinder Penyukat 100cm3, Lampu Minyak, Penimbang Elektronik, Tanah Liat, Segitiga, Penghadang Angin, Bongkah Kayu.

Prosedur1. 200cm3 air dituang ke dalam tin kuprum dengan menggunakan Silinder Penyukat.2. Tin kuprum diletakkan di atas tungku kaki tiga.3. Suhu awal air disukat dan direkodkan.4. Penghadang angin diletakkan seperti dalam Gambarajah 3.5. 50cm3 kerosin dituangkan ke dalam bekas lampu minyak dan berat lampu dan kandungannya direkodkan.6. Bekas lampu minyak diletakkan di bawah tin kuprum seperti dalam Gambarajah 3 dan lampu minyak tersebut dinyalakan dengan segera.7. Air dikacau sepanjang eksperimen ini.8. Api dipadam apabila perubahan suhu air telah mencecah 30C. Suhu tertinggi air direkodkan.9. Berat lampu minyak serta kandungannya ditimbang dan direkod.10. Prosedur 1 hingga 9 diulang menggunakan lilin.11. Prosedur 1 hingga 9 diulang menggunakan LPG.

Gambarajah 3: Menentukan nilai bahan api untuk kerosin, LPG dan lilin.

Keputusan KerosinLPGLilin

Suhu awal air (C)29 oc29 oc29 oc

Suhu akhir air (C)59 oc59 oc59 oc

Peningkatan suhu (C)30 oc30 oc30 oc

Berat awal lampu minyak (g)276.33 g74.03 g29.13 g

Berat akhir lampu minyak (g)264.59 g70.23 g27.19 g

Berat bahan api yang terbakar (g)2.74 g3.8 g1.94 g

PerbincanganKerosinJisim air = Isipadu air = 200 gPerubahan suhu, T = suhu tertinggi suhu awal = 59 0C - 29 0C = 30 0CTenaga haba yang dibebaskan oleh pembakaran bahan api = haba yang diserap oleh air. Q = m x c x T = 200 g x 4.2 Jg-1 0C-1 x 30 0C = 25200 J = 25200 /1000 = 25.2 kJ2 g bahan api membebaskan sebanyak 25.2 kJ haba1 g bahan api membebaskan sebanyak 25.2 2 = 12.6 kJNilai bahan api kerosin = 12.6 kJ g-1LPGJisim air = Isipadu air = 200 gPerubahan suhu, T = suhu tertinggi suhu awal = 59 0C - 29 0C = 30 0CTenaga haba yang dibebaskan oleh pembakaran bahan api = haba yang diserap oleh air. Q = m x c x T = 200 g x 4.2 Jg-1 0C-1 x 30 0C = 25200 J = 25200 /1000 = 25.2 kJ2 g bahan api membebaskan sebanyak 25.2 kJ haba1 g bahan api membebaskan sebanyak 25.2 2 = 12.6 kJNilai bahan api LPG = 12.6 kJ g-1LilinJisim air = Isipadu air = 200 gPerubahan suhu, T = suhu tertinggi suhu awal = 590C - 290C = 30 0CTenaga haba yang dibebaskan oleh pembakaran bahan api = haba yang diserap oleh air. Q = m x c x T = 200 g x 4.2 Jg-1 0C-1 x 30 0C = 25200 J = 25200 /1000 = 25.2 kJ2.8 g bahan api membebaskan sebanyak 25.2 kJ haba1 g bahan api membebaskan sebanyak 25.2 2.8 = 9 kJNilai bahan api lilin = 9 kJ g-1Semasa menjalankan eksperimen ini, terdapat beberapa langkah berjaga-jaga yang perlu dilaksanakan:1. Memastikan kipas angin ditutup.2. Memastikan bebuli termometer tidak menyentuhi dasar tin kuprum.3. Memegang termometer dihujung atas thermometer.

KesimpulanHaba yang dibebaskan daripada pembakaran 1g kerosin (12.6 kJ g-1) adalah sama dengan haba yang dibebaskan daripada pembakaran 1g LPG (12.6 kJ g-1) manakala haba yang dibebaskan daripada pembakaran 1g lilin (9 kJ g-1). Oleh itu, kerosin dan LPG merupakan bahan api yang lebih berkesan berbanding dengan lilin.

Soalan:1. Nyatakan 6 faktor yang mempengaruhi pemilihan bahan api yang digunakan dalam bidang perindustrian. Bahan api yang murah dan kos operasi yang rendahMesra alam

Pembakaran bahan api yang efisen.Mudah dan selamat disimpan

Mudah didapatiNilai bahan api yang tinggi.

2. Dalam suatu perkhemahan, anda diminta untuk menjalankan aktiviti memasak. Anda dibekalkan dengan lilin, kerosin dan LPG. Bahan api yang manakah yang akan anda akan memilih untuk menjalankan aktiviti tersebut? Jelaskan.Saya akan memilih untuk menggunakan LPG walaupun nilai bahan api antara LPG dan kerosin adalah sama. Ini kerana LPG merupakan bahan api yang kurang bergelaga berbanding kerosin dan lilin. LPG juga mudah dibawa dan selamat disimpan. Ia juga merupakan bahan api yang mudah didapati dan kosnya murah. Tahap kekuatan api dari LPG senang dikawal dan efisen.

3. Sekiranya LPG hanya mengandungi butana dan propana, tuliskan persamaan untuk pembakaran kedua-dua hidrokarbon tersebut.C4 H10 + 6 O2 4 CO2 + 5 H2O (Butana)

C3 H8 + 5 O2 4 CO2 + 5 H2O (Propana)

4. Jelaskan kenapa nilai bahan api yang diperolehi daripada ujikaji adalah lebih rendah daripada nilai secara teori? Nilai bahan api yang diperolehi daripada ujikaji adalah lebih rendah daripada teori kerana kebanyakan daripada tenaga haba telah dibebaskan ke persekitaran apabila eksperimen dijalankan. Penghalang angin yang diletak pada kedudukan yang tidak betul menyebabkan angin yang masuk akan menjejaskan kejituan eksperimen itu. Semasa menjalankan eksperimen, api yang disediakan tidak mencapai tin kuprum menyebabkan pembakaran tidak dijalanakan dengan sempurna, Ketika eksperimen dijalankan, air di dalam tin kuprum tidak dikacau akan mempengaruhi nilai haba pembakaran.