Kalorimeter Bom

Nilai kalor bahan bakar adalah suatu besaran yang menunjukkan nilai energi kalor yang dihasilkan dari suatu proses pembakaran setiap satuan massa bahan bakar. Bahan bakar yang banyak digunakan umumnya berbentuk senyawa hidrokarbon. Reaksi umum yang terjadi dari suatu proses pembakaran adalah :

reaktan produk
Enthalpi pembakaran adalah selisih antara enthalpi dari produk dengan enthalpi dari reaktan ketika pembakaran sempurna berlangsung pada temperatur, dan tekanan tertentu (T,P). Pembakaran sempurna terjadi jika semua komponen bahan bakar (seperti C,H & N) terbakar semuanya dan membentuk ikatan dengan komponen-komponen udara membentuk suatu senyawa baru (CO2, H2O, N2).
Secara teoritik, jika diketahui struktur molekul dari bahan bakar (misal: CH4, C8H18, C12H26) dan nilai enthalpi pembentukan untuk setiap komponen reaktan dan produk, harga enthalpi pembakaran bahan bakar dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

dimana : hRP = nilai enthalpi pembakaran
ne &ni = jumlah mol masing-masing komponen produk dan reaktan
he & hi = nilai enthalpi masing-masing komponen produk dan reaktan


Hubungan antara nilai kalor bahan bakar dengan enthalpi pembakaran adalah :

Cara lain untuk menentukan nilai kalor bahan bakar yaitu secara eksperimental dengan menggunakan suatu alat yang disebut kalorimeter bom. Pada pengujian kali ini akan ditentukan nilai kalor bahan bakar dengan menggunakan kalorimeter bom.

Tujuan dari mengetahui nilai bahan bakar adalah untuk :
Memilih bahan bakar yang sesuai untuk keperluan.
Menghitung efisiensi dari suatu sistem yang menggunakan bahan bakar (misal boiler, motor bakar torak) dengan sebelumnya terlebih dahulu menghitung energi kalor yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar.
Menentukan kualitas suatu bahan bakar berdasarkan besar kecilnya nilai kalor yang dimilikinya.

Berdasarkan fasa H2O yang terbentuk sebagai hasil pembakaran, nilai kalor dibagi menjadi dua jenis, yaitu :
LHV (Low Heating Value), yaitu nilai kalor bahan bakar jika H2O yang dihasilkan sebagai produk pembakaran berada dalam fasa uap (gas).
HHV (High Heating Value), yaitu nilai kalor bahan bakar jika H2O yang dihasilkan sebagai produk pembakaran berada dalam fasa cair.
Nilai LHV selalu lebih rendah jika dibandingkan dengan nilai HHV. Hal ini dikarenakan kalor yang dihasilkan pada proses pembakaran dengan LHV sebagian digunakan untuk mengubah H2O dari fasa cair menjadi fasa gas sehingga besar energi kalor yang dapat dimanfaatkan menjadi lebih kecil.









Penurunan rumus NBB
Secara umum, rumus nilai kalor bahan bakar adalah :
Nbb = ((H x ∆T)- (N x m)kp-(Nxm)kw)/m_bb ( kJ/kg)
Dimana :
Nbb = Nilai Kalor Bahan bakar [kJ/kg)]
H = Nilai air kalorimeter = 11,5664 kJ/oC
ΔT = Tf – Ti [oC]
Nkp = Nilai kalor kapsul = 19222,04 kJ/kg
mkp = Massa kapsul [kg]
Nkw = Nilai kalor kawat = 5860,40 kJ/kg
mkw = Massa kawat yang terbakar [kg]
mbb = Massa bahan bakar [kg]

Untuk menentukan harga Tf, Ti dan Tawal digunakan grafik antara temperatur yang diukur terhadap waktu. Selanjutnya Ti dapat dihitung dengan menggunakan rumus perbandingan antara Tf dan Tawal, yaitu sebagai berikut :
.
Harga perbandingan tersebut adalah spesifik untuk kalorimeter bom yang digunakan dalam percobaan ini. Harga tersebut dikeluarkan oleh produsen dari kalorimeter bom. Untuk menentukan harga perbandingan setiap kalorimeter bom, perlu dilakukan kalibrasi kalorimeter bom.