PERCOBAAN CALORIE WORK DENGAN MENGGUNAKAN KALORIMETER

Disusun oleh:

MUHAMMAD DIDIK UJIANTO

1406608536

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIA

Nomor dan Nama Percobaan :KR02 / Calorie Work

Minggu Percoban : Pekan I

Tanggal Percobaan : 27 Februari 2015

Grup Praktikum :12

Rekan Praktikum : Ahmad Ariq Naufal

Arini Mulia Salsabila

Nadira Kamilia Permatasari

Pritamara Wahyuningtyas

Rianto Wibowo

Riovaldi Royaldi

LABORATORIUM FISIKA DASAR

UPP IPD

UNIVERSITAS INDONESIA

2015

I. Tujuan Percobaan :

Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.

II. Peralatan :

1 unit sumber tegangan yang dapat divariasikan

1 buah kawat konduktor bermassa 2 gr

1 buah termometer

1 unit amperemeter dan voltmeter

I unit adjustable power supply

Camrecorder

Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

III. Landasan Teori

Kita mengetahui bahwa arus listrik yang mengalir pada suatu rangkaian menghasilkan

panas. Pada peralatan–peralatan yang menggunakan arus listrik sebagai sumber energinya,

apabila kita aktifkan dalam jangka waktu tertentu, maka akan timbul panas pada bagian

rangkaian listrik yang merupakan tempat/pusat aktifitas arus listrik. Kenyataan tersebut perlu

dikaji lebih lanjut mengingat panas yang ditimbulkan tergantung oleh beda potensial, arus

listrik serta waktu yang diperlukan.

Hukum kekekalan energi menyatakan energi tidak dapat dimusnahkan dan diciptakan

melainkan hanya dapat diubah dari satu bentuk kebentuk lain. Di alam ini banyak terdapat

energi seperti energi listrik, energi kalor, energi bunyi, namum energi kalor hanya dapat

dirasakan seperti panas matahari. Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering melihat alat-alat

pemanas yang menggunakan energi listrik seperti teko pemanas, penanak nasi, kompor listrik

ataupun pemanas ruangan. Pada dasarnya alat-alat tersebut memiliki cara kerja yang sama

yaitu mengubah energi listrik yang mengalir pada kumparan kawat menjadi energi

kalor/panas. Sama halnya dengan kalorimeter yaitu alat yang digunakan untuk mengukur

jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan.

Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum,

untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu

benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar,

begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit. Besar

kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda (zat) bergantung pada 3 faktor berikut:

1. Massa zat

2. Jenis zat (kalor jenis)

3. Perubahan suhu

Kalorimetri adalah pengukuran kalor yang menggunakan alat kalorimeter.

Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kalor atau energi panas. Pertukaran

energi kalor merupakan dasar teknik yang dikenal dengan nama kalorimetri, yang merupakan

pengukuran kuantitatif dari pertukaran kalor. Yang mendasari percobaan kalorimeter ini

adalah teori asas Black. Pada praktikum ini akan dilakukan penghitungan tara panas listrik.

Tara panas listrik merupakan perbandingan antar kalor yang merupakan salah satu bentuk

energi dengan satuan kalori dan energi dengan satuan Joule. Pada kalorimeter akan dialirkan

arus listrik, yang kemudian menimbulkan perubahan suhu atau panas, yang tahanan

penghantar dan lamanya arus mengalir yang terjadi. Arus listrik yang mengalir pada suatu

rangkaian akan menghasilkan panas pada bagian rangkaian listrik yang merupakan tempat

atau pusat dari aktifitas arus listrik.

Dalam kalorimeter terjadi perubahan energi listrik menjadi energi panas. Dalam

percobaan kali ini pun kita diharapkan memahami sistem kerja dalam kalorimeter.

Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum

untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu

benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar,

begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit.

Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan

suatu benda(zat) bergantung pada 3 faktor yaitu :

1. massa zat

2. jenis zat (kalor jenis)

3. perubahan suhu

Sehingga secara matematis dapat dirumuskan :

Q = m.c.(t2 – t1)

Dimana :

Q adalah kalor yang dibutuhkan (J)

m adalah massa benda (kg)

c adalah kalor jenis (J/kgC)

(t2 – t1) adalah perubahan suhu (C)

Kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis. Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu.

Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten), persamaan yang digunakan

dalam kalor laten ada dua macam yaitu

Q = m.U dan Q = m.L.

Dengan :

U adalah kalor uap (J/kg) dan L adalah kalor lebur (J/kg)

Dalam pembahasan kalor ada dua kosep yang hampir sama tetapi berbeda yaitu

kapasitas kalor (H) dan kalor jenis (c). Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang

diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1 derajat celcius.

H = Q/(t2 – t1)

Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar

1 derajat celcius. Alat yang digunakan untuk menentukan besar kalor jenis adalah

kalorimeter.

c = Q/m.(t2 – t1)

Bila kedua persamaan tersebut dihubungkan maka terbentuk persamaan baru.

H = m.c

Hubungan antara kalor dengan energi listrik.

Kalor merupakan bentuk energi maka dapat berubah dari satu bentuk kebentuk yang

lain. Berdasarkan Hukum Kekekalan Energi maka energi listrik dapat berubah menjadi energi

kalor dan juga sebaliknya energi kalor dapat berubah menjadi energi listrik. Dalam

pembahasan ini hanya akan diulas tentang hubungan energi listrik dengan energi kalor. Alat

yang digunakan mengubah energi listrik menjadi energi kalor adalah ketel listrik, pemanas

listrik, dll.

Besarnya energi listrik yang diubah atau diserap sama dengan besar kalor yang dihasilkan.

Sehingga secara matematis dapat dirumuskan.

W = Q

Untuk menghitung energi listrik digunakan persamaan sebagai berikut :

W = P.t

Keterangan :

W adalah energi listrik (J)

P adalah daya listrik (W)

t adalah waktu yang diperlukan (s)

Bila rumus kalor yang digunakan adalah Q = m.c.(t2 – t1) maka diperoleh

persamaan :

P.t = m.c.(t2 – t1)

Kalorimeter

Kalorimeter adalah alat untuk menentukan kalor jenis suatu zat. Prinsip kerja

kalorimeter adalah sebagai berikut: Kalorimeter terdiri atas bejana logam yang jenisnya telah

diketahui, dinding penyekat dari isolator yang berfungsi untuk mencegah terjadinya

perambatan kalor ke lingkungan sekitar, termometer, dan pengaduk. Bejana logam berisi air

yang suhu awalnya dapat diketahui dari termometer. Jika sebuah bahan yang belum diketahui

kalor jenisnya dipanaskan, kemudian dimasukkan ke dalam kalorimeter dengan cepat, kalor

jenis itu dapat dihitung.

Kalorimeter tidak hanya digunakan untuk mengukur kalor jenis bahan logam,

melainkan dapat juga digunakan untuk keperluan lain yang berkaitan dengan kalor (jumlah

kalor). Beberapa kegunaan kalorimeter yang lain adalah untuk menunjukkan asas Black,

mengukur kesetaraan kalor listrik, mengukur kalor lebur es, mengukur kalor uap, dan

mengukur kalor jenis cairan.

Jenis-jenis kalorimeter

Kalorimeter bom

Merupakan kalorimeter yang khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi

pembakaran. Kalorimeter bom digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang

dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa, bahan makanan,

bahan bakar. Kalorimeter ini terdiri dari sebuah bom (tempat berlangsungnya reaksi

pembakaran, terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan

tinggi) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas. Reaksi pembakaran

yang terjadi di dalam bom, akan menghasilkan kalor dan diserap oleh air dan bom.

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan, maka :

Q reaksi = – (Qair + Qbom )

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus :

Q air = m x c x ∆T

dengan :

m = massa air dalam kalorimeter ( g )

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J / g.°C ) atau ( J / g. K )

∆T = perubahan suhu (°C atau K )

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus :

Q bom = C bom x ∆T

dengan :

C bom = kapasitas kalor bom ( J / °C ) atau ( J / K )

∆T = perubahan suhu (°C atau K )

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap ( ∆V

= nol ). Oleh karena itu, perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi

dalamnya.

DE = q + w

dimana :

w = - P. DV ( jika DV = nol maka w = nol )

maka :

DE = qv

Contoh kalorimeter bom adalah kalorimeter makanan.

Gambar 1. Kalorimeter makanan

Kalorimeter makanan

Alat untuk menentukan nilai kalor zat makanan karbohidrat, protein, atau lemak.Alat ini

terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan garis menengahnya

kurang lebih 7,5 cm. Bagian dasarnya melengkung ke atas membentuk sebuah penyungkup.

Penyungkup ini disumbat dengan sebuah sumbat karet yang berlubang di bagian tengah.

Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit yang bundar. Di dalam tabung

kaca itu terdapat sebuah pengaduk, yang tangkainya menembus tutup ebonit, juga terdapat

sebuah pipa spiral dari tembaga. Ujung bawah pipa spiral itu menembus lubang sumbat karet

pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah. Pada tutup ebonit

itu masih terdapat lagi sebuah lubang, tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke

dalam tabung kaca. Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah keping asbes dan ditahan oleh

3 buah keping. Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 9,5 cm. Di

bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik

bila digunakan. Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium. Di atas cawan itu

tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping

asbes. Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh

arus listrik. Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen.

Kalorimeter larutan

Alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat pada reaksi kimia dalam

sistem larutan. Pada dasarnya, kalor yang dibebaskan/diserap menyebabkan perubahan suhu

pada kalorimeter. Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung

kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut. Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian

cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran.

Asas Black

Asas Black adalah suatu prinsip dalam termodinamika yang dikemukakan oleh Joseph

Black. Asas ini menjabarkan :

Jika dua buah benda yang berbeda yang suhunya dicampurkan, benda yang panas

memberi kalor pada benda yang dingin sehingga suhu akhirnya sama.

Jumlah kalor yang diserap benda dingin sama dengan jumlah kalor yang dilepas

benda panas.

Benda yang didinginkan melepas kalor yang sama besar dengan kalor yang diserap

bila dipanaskan.

Bunyi Asas Black adalah sebagai berikut:

"Pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat yang suhunya lebih tinggi

sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendah."

Secara umum rumus Asas Black adalah

Qlepas = Qterima

Keterangan:

Qlepas adalah jumlah kalor yang dilepas oleh zat.

Qterima adalah jumlah kalor yang diterima oleh zat.

Rumus berikut adalah penjabaran dari rumus diatas :

(M1 × C1)(T1 – Ta) = (M2 × C2)(Ta – T2)

Keterangan :

M1 = Massa benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih tinggi.

C1 = Kalor jenis benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih tinggi.

T1 = Temperatur benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih tinggi.

Ta = Temperatur akhir pencampuran kedua benda.

M2 = Massa benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih rendah.

C2 = Kalor jenis benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih rendah.

T2 = Temperatur benda yang mempunyai tingkat temperatur lebih rendah.

Pada pencampuran antara dua zat, sesungguhnya terdapat kalor yang hilang ke

lingkungan sekitar. Misalnya, wadah pencampuran akan menyerap kalor sebesar hasil kali

antara massa, kalor jenis dan kenaikan suhu wadah.

Hukum Kekekalan Energi

Hukum kekekalan energi menyatakan energi tidak dapat dimusnahkan dan dapat

diciptakan melainkan hanya dapat diubah dari satu bentuk kebentuk lain.Di alam ini banyak

terdapat energi seperti energi listrik, energi kalor, energi bunyi, namun energi kalor hanya

dapat dirasakan seperti panas matahari .Dalam kehidupan sehari-hari kita sering melihat alat-

alat pemanas yang menggunakan energi listrik seperti teko pemanas, penanak nasi, kompor

listrik ataupun pemanas ruangan. Pada dasarnya alat-alat tersebut memiliki cara kerja yang

sama yaitu merubah energi listrik yang mengalir pada kumparan kawat menjadi energi

kalor/panas. Sama halnya dengan kalorimeter yaitu alat ayang digunakan untuk mengukur

jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan.

Energi memiliki hukum kekekalan, di mana energi itu tidak diciptakan dan tidak

dapat hilang terpakai atau musnah tetapi hanya berubah. Banyaknya energi yang berubah

menjadi bentuk energi lain sama dengan banyaknya energi yang berkurang sehingga total

energi dalam sistem tersebut adalah tetap. Dengan demikian, dapat kita simpulkan bahwa

energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya dapat berubah bentuk menjadi

bentuk energi lain. Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Kekekalan Energi.

Perubahan Bentuk Energi

Suatu bentuk energi dapat berubah menjadi bentuk energi yang lain. Perubahan

bentuk energi yang biasa dimanfaatkan sehari-hari antara lain sebagai berikut:

Energi kimia menjadi energi listrik. Perubahan energi pada baterai dan aki merupakan

contoh perubahan energi kimia menjadi energi listrik.

Energi mekanik menjadi energi panas. Contoh perubahan energi mekanik menjadi

energi panas adalah dua buah benda yang bergesekan.

Energi listrik menjadi energi panas. Contoh perubahan energi listrik menjadi energi

panas terjadi pada mesin pemanas ruangan, kompor listrik, setrika listrik, heater,

selimut listrik, dan solder. Misalnya, ketika kamu menggosok-gosokkan telapak

tanganmu maka kamu akan merasa panas.

Energi listrik menjadi energi cahaya dan kalor. Perubahan energi listrik menjadi

energi cahaya dan kalor terjadi pada berpijarnya bohlam lampu. Seperti telah

disebutkan sebelumnya bahwa energi cahaya biasanya disertai bentuk energi lainnya,

misalnya kalor. Coba dekatkan tanganmu ke bohlam lampu yang berpijar! Lama

kelamaan tanganmu akan merasa semakin panas.

Energi mekanik menjadi energi bunyi. Perubahan energi mekanik menjadi energi

bunyi dapat terjadi ketika kita bertepuk tangan atau ketika kita memukulkan dua buah

benda keras.

Energi cahaya menjadi energi kimia. Perubahan energi cahaya menjadi energi kimia

dapat kita amati pada proses pemotretan hingga terbentuknya foto.

Rumus atau persamaan mekanik yang berhubungan dengan Hukum Kekekalan Energi :

Em = Ep + Ek

keterangan:

Em = energi mekanik

Ep = energi kinetik

Ek = energi kinetik

IV. Prosedur Percobaan :

Eksperimen rLab ini dapat dialakukan dengan meng – klik tombol rLab di bagian bawah

halaman jadwal.

1. Mengaktifkan Web-Cam (meng-klik icon video pada halaman web rLab).

2. Memberikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor.

3. Menghidupkan Power Supply dengan meng-klik radio button desebelahnya.

4. Mengambil data perubahan temperatur, tegangan dan arus listrik pada kawat konduktor

setiap 1 detik selama 10 detik dengan cara meng-klik icon ukur.

5. Memperhatikan temperatur kawat yang terlihat di Web-Cam, menunggu hingga mendekati

temperatur awal saat diberika tegangan V0.

6. Mengulangi langkah 2 hingga 5 untuk tegangan V1, V2 dan V3

Data Pengamatan

1. Hubungan waktu dengan Perubahan

temperatur pada saat tegangan 0 V

Waktu I V Temp3 23.84 0.00 22.76 23.84 0.00 22.79 23.84 0.00 22.712 23.84 0.00 22.715 23.84 0.00 22.718 23.84 0.00 22.821 23.84 0.00 22.724 23.84 0.00 22.727 23.84 0.00 22.730 23.84 0.00 22.7

2. Hubungan waktu dengan Perubahan temperatur pada saat tegangan 0,65 V

Waktu I V Temp3 35.13 0.65 22.36 35.13 0.65 22.49 35.13 0.65 22.612 35.13 0.65 22.815 35.13 0.65 22.918 35.13 0.65 23.121 35.13 0.65 23.324 35.25 0.65 23.427 35.25 0.65 23.530 35.13 0.65 23.6

3. Hubungan waktu dengan Perubahan temperatur pada saat tegangan 1,57V

Waktu I V Temp3 50.99 1.56 22.16 51.10 1.56 22.69 51.10 1.56 23.512 50.99 1.57 24.515 51.10 1.57 25.418 51.10 1.57 26.321 51.10 1.57 27.124 51.10 1.57 27.827 51.10 1.57 28.430 51.10 1.57 29.1

4. Hubungan waktu dengan Perubahan temperatur pada saat tegangan 1,05V

Waktu I V Temp3 42.09 1.05 23.26 42.09 1.05 23.39 42.09 1.05 23.712 42.09 1.05 24.115 42.09 1.05 24.518 42.09 1.05 24.921 42.09 1.05 25.224 42.09 1.05 25.527 42.09 1.05 25.830 42.09 1.05 26.1

Grafik

Grafik pada saat Vo = 0 V

Grafik pada saat V1 = 0,65 V

Grafik pada saat V2 = 1,57 V

Grafik pada saat V3 = 1,05 V

Pengolahan Data

Dari persamaan di atas, energi listrik sama dengan energi kalor, sehingga :

Jika direfleksikan ke persamaan garis y = mx, maka T ≈ y, t ≈ x, V . Im. c

≈ m

Untuk V0 = 0

i Xi Yi Xi2 Yi2 XiYi1 3 22,7 9 515,29 68,12 6 22,7 36 515,29 136,23 9 22,7 81 515,29 204,34 12 22,7 144 515,29 272,45 15 22,7 225 515,29 340,56 18 22,8 324 519,84 410,47 21 22,7 441 515,29 476,78 24 22,7 576 515,29 544,89 27 22,7 729 515,29 612,9

𝑊 = 𝑄𝑉 . 𝐼 . 𝑡 = m . 𝑐 . Δ𝑇

𝑇=

10 30 22,7 900 515,29 681Σ 165 227,1 3465 5157,45 3747,3

Saat v=0

m=n Σ xy−( Σx )(Σy)

n Σ x2−(Σ x)2

m=10 (3747,3 )−(165 )(227,1)

10 (3465 )−(27225)

m= 1,57425

=2,0202 ×10−4

m= VImc

c= VIm m

¿(0 ) . (23,84 ×10−3 )

(0,002 ) ( 2,0202× 10−4 )

c0=0 J /k goC

Untuk V1 = 0,65 V

i Xi Yi Xi2 Yi2 XiYi1 3 22,3 9 497,29 66,92 6 22,4 36 501,76 134,43 9 22,6 81 510,76 203,44 12 22,8 144 519,84 273,65 15 22,9 225 524,41 343,56 18 23,1 324 533,61 415,87 21 23,3 441 542,89 489,38 24 23,4 576 547,56 561,69 27 23,5 729 552,25 634,5

10 30 23,6 900 556,96 708Σ 165 229,9 3465 5287,33 3831

Saat v=0,65

m=n Σ xy−( Σx )(Σy)

n Σ x2−(Σ x)2

m=10 (3831 )−(165 )(229,9)

10 (3465 )−(27225)

m=376,57425

=0,0507

m= VImc

c= VIm m

¿(0,65 ) . (35,48× 10−3 )

(0,002 ) (0,0507 )

c0=227,4358 J /k goC

Untuk V2 = 1.57 V

i Xi Yi Xi2 Yi2 XiYi1 3 22,1 9 488,41 66,32 6 22,6 36 510,76 135,63 9 23,5 81 552,25 211,54 12 24,5 144 600,25 2945 15 25,4 225 645,16 3816 18 26,3 324 691,69 473,47 21 27,1 441 734,41 569,18 24 27,8 576 772,84 667,29 27 28,4 729 806,56 766,8

10 30 29,1 900 846,81 873Σ 165 256,8 3465 6649,14 4437,9

Saat v=1,57

m=n Σ xy−( Σx )(Σy)

n Σ x2−(Σ x)2

m=10 (4437,9 )−(165 )(256,8)

10 (3465 )−(27225)

m=20077425

=0,2703

m= VImc

c= VIm m

¿(1,57 ) . (52,02×10−3 )

(0,002 ) (0,2703 )

c0=151,0754 J /k go C

Untuk V3 = 1,05 V

i Xi Yi Xi2 Yi2 XiYi1 3 23,2 9 538,24 69,62 6 23,3 36 542,89 139,83 9 23,7 81 561,69 213,34 12 24,1 144 580,81 289,25 15 24,5 225 600,25 367,56 18 24,9 324 620,01 448,27 21 25,2 441 635,04 529,28 24 25,5 576 650,25 6129 27 25,8 729 665,64 696,6

10 30 26,1 900 681,21 783Σ 165 246,3 3465 6076,03 4148,4

Saat v=1,05

m=n Σ xy−( Σx )(Σy)

n Σ x2−(Σ x)2

m=10 (4148,4 )−(165 )(246,3)

10 (3465 )−(27225)

m=844,57425

=0,1137

m= VImc

c= VIm m

¿(1,05 ) . ( 42,55 ×10−3 )

(0,002 ) (0,1137 )

c0=196,4709 J / k goC

Kalor Jenis Percobaan

∆c = c1+c2+c3

3

∆c = 227,4358+151,0754+196,4709

3

∆c = 191,6607 J/KgoC

Nilai kalor jenis yang didapat mendekati nilai kalor jenis timah hitam sebesar 130

J/KgoC. Maka dapat dihitung kesalahan literaturnya sebesar :

Kesalahan literatur = |c percobaan−c literaturc literatur |x100%

= |191,6607−130130 |x100 % = 47,43 %

V. Analisis :

Analisis Percobaan

Pada percobaan R-Lab KR-02 Calori Work terdapat 1 jenis percobaan untuk mencari

data kuat arus yang mengalir (i), dan suhu yang dihasilkan oleh kawat penghantar terhadap

perbedaan tegangan dan diukur tiap perubahan waktu sebesar 3 sekon. Dalam percobaan ini

dilakukan tujuh kali pengulangan terhadap pengukuran data, dimana pada masing-masing

pengulangan menggunakan besar tegangan dari catu daya yang berbeda-beda (V0=0V,

V1=0,65V, V2=1,57V, dan V3=1,05V). Pada percobaan ini memanfaatkan prinsip dari

kesetimbangan energi, dan azas Black, dimana jumlah dari energi yang dipindahkan melalui

suatu medium akan sama besarnya dengan jumlah energi yang diterima oleh medium lain

meskipun wujud dari medium tersebut berbeda. Kawat penghantar yang dialiri arus listrik

mengandung elektron-elektron yang akan merambat pada batang konduktor tersebut. Pada

perambatan elektron di kawat konduktor tersebutlah terjadi peristiwa Joule Heating.

Peristiwa Joule Heating dapat terjadi akibat elektron-elektron yang mengalir pada suatu

kawat penghantar dari kutub bertegangan tinggi ke kutub yang bertegangan lebih rendah akan

memungkinkan terjadinya tubrukan antara elektron tersebut dengan ion-ion positif pada

kawat penghantar, sehingga dengan terjadinya tumbukan secara terus-menerus antara ion-ion

positif dengan elektron yang mengalir selama kawat masih dialiri arus listrik mengakibatkan

timbulnya energi kalor (panas) pada batang kawat penghantar tersebut. perubahan bentuk

energi yang terjadi adalah antara energi mekanik dengan energi kalor, meskipun belum tentu

semua dari energi mekanik akibat dari pergerakan elektron-elektron tersebut berubah secara

keseluruhan menjadi energi kalor. Dimungkinkan juga terjadinya perambatan energi pada

medium yang berbeda-beda (radiasi pada udara), selain dalam hal ini yang jadi pengukuran

kenaikan suhu adalah kenaikan suhu dari kawat penghantar. Dengan diberi tegangan yang

berbeda-beda dari catu daya pada setiap pengulangan percobaan, maka nilai kuat arus (i) dan

suhu yang dihasilkan setiap 3 sekon pun akan membentuk kecenderungan nilai yang berbeda-

beda namun dengan pola perubahan yang hampir sama.

Pada percobaan ini menggunakan alat-alat seperti sumber tegangan (catu daya), kawat

penghantar, voltmeter dan amperemeter, termometer, dan praktikan terhubung dengan PC

beserta Camcorder melalui sambungan jaringan internet agar dapat berinteraksi secara

langsung dengan alat percobaan agar dapat mendapatkan data percobaan yang diminta.

Setelah percobaan dengan menggunakan tegangan V0 selesai dilakukan, maka pada saat

ingin melakukan pengulangan percobaan dengan sumber tegangan V1 terlebih dahulu

praktikan harus menunggu suhu pada termometer mendekati suhu T0 dari percobaan

menggunakan tegangan V0. Dengan tujuan agar tingkat ketelitian pada saat praktikan

melakukan perhitungan data percobaan untuk mendapatkan nilai dari kalor jenis kawat

penghantar (c) didapat seakurat mungkin. Terdapat sedikit anomali yang terjadi pada

percobaan ini, yaitu pada saat dilakukan perhitungan kuat arus (i) dan suhu pada selang 3

detik. Data terakhir pada termometer sebelum tombol hitung ditekan menunjukkan nilai yang

berbeda dengan T0 dari data percobaan yang didapat pada tabel. Suhu pada tabel data

percobaan cenderung bernilai lebih kecil 30C dibandingkan dengan nilai pada layar

termometer. Hal ini membuat praktikan harus mengulangi percobaan ini lebih dari 1 kali,

agar data percobaan yang didapat sesuai dengan ketentuan dari prosedur percobaan.

Analisis Hasil

Dari data percobaan yang diolah untuk mendapatkan nilai kalor jenis dari kawat

penghantar, ditemukan bahwa nilai kalor jenis yang didapat dari masing-masing pengulangan

percobaan menunjukkan nilai yang berbeda-beda. Hal ini dapat terjadi salah satunya mungkin

diakibatkan dari anomali yang terjadi pada data percobaan..

Setelah dilakukan percobaan maka didapat total sebanyak 40 data yang didapat dari

tujuh variasi percobaan. Pada tegangan pertama yaitu 0V perubahan suhu tidak terjadi, hanya

terjadi satu kali itu pun terjadi karena terpengaruh oleh suhu lingkungan. Selanjutnya pada

tegangan 0,65V suhu mengalami kenaikan dari 22,3oC hingga 23,6oC selama 30 detik.

Selanjutnya pada 1,57V suhu mengalami kenaikan dari 22,1 oC menjadi 29,1 oC selama 30

detik. Terakhir pada tegangan 1.05V suhu mengalami kenaikan dari 23,2 oC menjadi 26,1 oC.

setelah dilakukan pencatatan tersebut maka dilakukan penghitungan least square untuk

mencari kalor jenis setiap percobaan. Pada percobaan dengan Vo=0V didapatkan Co= 0 J/Kg oC, lalu V1=0.65V menghasilkan kalor jenis sebesar 227,4358 J/Kg oC. Sedangkan pada V2

dan V3 dihasilkan C2 dan C3 sebesar 151,0754J/Kg oC dan 196,4709J/Kg oC. Setelah

didapatkan kalor jenis masing-masing maka perlu dicari rata-rata kalor jenisnya untuk

menentukan jenis kawat apa yang digunakan pada percobaan maka didapat ∆C = 191,6607

J/KgoC yang mendekati kalor jenis timah hitam sebesar 130 J/KgoC

Analisis Kesalahan

Pada percobaan 2 (V1=0,65 V) didapat nilai kesalahan relatifnya adalah 5,10%. Pada

percobaan 3 (V2=1,57 V) didapat nilai kesalahan relatifnya adalah 2.47%. Sedangkan pada

percobaan 4 dengan (V3=1,05 V) didapat nilai kesalahan relatifnya adalah 3.67%. Dan nilai

kesalahan literatur dari ketiga percobaan diatas adalah 47,43%. kesalahan yang terjadi dapat

timbul akibat :

Kesalahan praktikan dalam menentukan waktu yang tepat untuk menekan tombol

hitung pada layar percobaan.

Timbul anomali pada saat percobaan, dimana nilai T0 dari masing-masing

percobaan nilainya berbeda-beda antara nilai pada layar termometer dengan nilai

yang didapat di dalam tabel data percobaan.

Tingkat keakuratan pengambilan data percobaan yang belum stabil, karena harus

bergantung dari kecepatan jaringan internet yang digunakan sebagai media

memberikan perintah kepada komputer server.

Analisa Grafik

Grafik hasil perhitungan telah dilakukan dan berdasarkan pengamatan yang diperoleh

dapat dilihat bahwa grafik tidak sepenuhnya berbentuk garis lurus, seharusnya grafik yang

dihasilkan adalah grafik garis lurus. Hal ini kemungkinan disebabkan hal yang sama seperti

analisis hasil yaitu temperatur awal yang salah. Grafik menunjukkan variabel x yang diwakili

oleh waktu (s) dan variabel y diwakili oleh suhu (oC).

Dari grafik yang didapat pada percobaan ini, ditunjukkan bahwa perbandingan nilai

data percobaan dengan nilai grafik regresi liniernya menunjukkan hasil yang tidak jauh

berbeda. Hal ini dapat dilihat pada grafik regresi linier, dimana selisih antara grafik data

percobaan dengan grafik regresi liniernya menunjukkan hasil yang tidak jauh berbeda.

Karena skala pada grafik yang dipakai tidak sama, sehingga nilai gradien dari grafik

yang didapat tidak digambarkan dengan baik pada grafik regresi liniernya. Jika digunakan

skala grafik yang sama, maka grafik akan menggambarkan hasil yang lebih sejajar dengan

sumbu x pada grafik tersebut.

Gambar dari grafik ini menunujkan hubungan antar nilai ∆ T dengan waktu (t) yang

menunjukkan ∆ T yang mengalami perubahan seiring dengan lamanya waktu. Nilai ∆ T yaitu

merepresentasikan sumbu y dan nilai t mereprentasikan sumbu x.

Gradien semakin besar bila nilai t semakin besar. Hal ini menunjukan bahwa nilai ∆ T

bergantung dengan dari nilai t yaitu ∆ T sebanding dengan t, semakin besar nilai t maka

semakin besar pula nilai ∆ T nya.

VI. Kesimpulan :

Setiap konduktor memiliki nilai kalor jenis yang khas dan spesifik Semakin tinggi arus listrik yang mengalir maka temperatur kawat akan semakin besar.

Benda yang mempunyai kalor jenis yang kecil, benda tersebut mempunyai

konduktivitas yang tinggi, karena dapat menaikkan suhunya dengan energi yang

relatif kecil.

Benda yang mempunyai kalor jenis besar menandakan konduktivitas yang rendah,

karena benda tersebut membutuhkan energi yang besar untuk menaikkan suhunya.

VII. Daftar Pustaka :

Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Edisi V Jilid I. Jakarta : Erlangga.

Halliday, David. dkk. 2011. Fundamental of Physics Extended 9th edition. New Jersey: John

Wiley & Sons.

http://www.scribd.com/doc/111553010/Kalorimeter-Dan-Korelasinya-Dengan-Asas-Black

(Diakses pada tanggal 8 Maret 2015 pukul 08.25 WIB)

http://id.wikipedia.org/wiki/Kalorimeter

(Diakses pada tanggal 8 Maret 2015 pukul 10.11 WIB)