SCE 3109 TENAGA DALAM KIMIA

SCE 3109 TENAGA DALAM KIMIA2013

Amali 3Nilai Bahan ApiTujuan: Untuk menentukan nilai bahan api bagi kerosin (minyak tanah), LPG(gas

petroleum) dan lilin.

Bahan: Kerosin, LPG dan lilin.

Radas: Tin kuprum, tungku kaki tiga, termometer (0-100 oC), silinder penyukat 100cm3, lampu minyak, penimbang elektronik, tanah liat segitiga, penghadang angin, bongkah kayu.

Prosedur:1. 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)26 oC28 oC28 oC

Suhu akhir air (C)56 oC58 oC58 oC

Peningkatan suhu (C)30 oC30 oC30 oC

Berat awal lampu minyak (g)167 g554.8 g17.2 g

Berat akhir lampu minyak (g)165 g552.8 g14.4 g

Berat bahan api yang terbakar (g)2 g2 g2.8 g

Perbincangan:

KEROSIN

1) Jisim air = Isipadu air = 200 g

2) Perubahan suhu, T = suhu tertinggi suhu awal

= 56 0C - 26 0C

= 30 0C

3) Tenaga 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 kJ

4) 2 g bahan api membebaskan sebanyak 25.2 kJ haba

1 g bahan api membebaskan sebanyak x 25.2 = 12.6 kJ

5) Nilai bahan api kerosin = 12.6 kJg-1

LPG

1) Jisim air = Isipadu air = 200 g

2) Perubahan suhu, T = suhu tertinggi suhu awal

= 56 0C - 26 0C

= 30 0C

3) Tenaga 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 kJ

4) 2 g bahan api membebaskan sebanyak 25.2 kJ haba

1 g bahan api membebaskan sebanyak x 25.2 = 12.6 kJ

5) Nilai bahan api LPG = 12.6 kJg-1

LILIN

1) Jisim air = Isipadu air = 200 g

2) Perubahan suhu, T = suhu tertinggi suhu awal

= 580C - 280C

= 30 0C

3) Tenaga 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 kJ

4) 2.8 g bahan api membebaskan sebanyak 25.2 kJ haba

1 g bahan api membebaskan sebanyak .8 x 25.2 = 9 kJ

5) Nilai bahan api lilin = 9 kJg-1Langkah berjaga-jaga:

1. Memastikan kipas angin ditutup.

2. Memastikan bebuli termometer tidak menyentuhi dasar tin kuprum.

3. Memegang termometer dihujung atas thermometer.

Kesimpulan:

Haba 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. [6]

bahan api yang murah dan kos operasi yang rendah

pembakaran bahan api yang efisen. mudah didapati mesra alam

mudah dan selamat disimpan

nilai 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.[4]

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. Selain daripada itu LPG mudah dibawa dan lebih selamat. Tahap kekuatan api dari LPG senang dikawal.3. Sekiranya LPG hanya mengandungi butana dan propana, tuliskan persamaan untuk pembakaran kedua-dua hidrokarbon tersebut. [2]

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? [3]

Nilai bahan api yang diperolehi daripada ujikaji adalah lebih rendah daripada teori kerana kebanyakan daripada tenaga haba terbebas kepersekitaran ketika eksperimen dijalankan. Penghadang angin mampu menghalang sebahagian sahaja tenaga haba terbebas ke persekitaran. Selain daripada itu, ketika eksperimen dijalankan api dari LPG dinyalakan secara sederhana, ini menyebabkan suhu air lambat meningkat dan menyebabkan lebih banyak bahan api diperlukan untuk memanaskan air. Ketika eksperimen dijalankan, air didalam tin kuprum tidak dikacau, ini mempengaruhi nilai haba pembakaran.LAMPIRAN

bahan pembakar

tin kuprum

air

termometer

penghalang angin

kad penebat