K-1 Aam nich...
-
Author
ryan-prasetiyo -
Category
Documents
-
view
219 -
download
2
Embed Size (px)
description
Transcript of K-1 Aam nich...
BAB I
BAB I
PENDAHULUAN
1. 1 Latar Belakang
Jika dua sistem mempunyai temperatur yang berbeda kemudian disatukan, maka temperatur akhir yang dicapai kedua sistem tersebut berada diantara kedua temperatur permulaan tersebut. Dalam hal ini sistem yang mempunyai temperatur lebih tinggi akan memberikan sebagian kalornya kepada sistem yang mempunyai temperatur rendah sampai keduanya mempunyai temperatur yang sama. Perpindahan kalor merupakan perpindahan energi, karena kalor adalah energi panas dari suatu sistem akibat perbedaan temperatur saja.
Joule dengan eksperimen memperlihatkan bahwa bila suatu kuantitas tenaga mekanis yang diberikan diubah menjadi kalor, maka kuantitas kalor yang sama selalu dihasilkan. Hal ini dipertegas oleh Helmholtz bahwa semua bentuk tenaga adalah ekuivalen dan sejumlah tenaga tidak dapat lenyap tanpa sejumlah tenaga yang sama dalam suatu bentuk yang lain.
1. 2 Identifikasi Masalah
Perpindahan kalor terjadi dari suatu sistem yang bertemperatur tinggi ketemperatur randah. Perbindahan kalor bukanlah perpindahan zatnya tapi perpindahan energi. Dalam percobaan ini akan dilihat bahwa dari suatu pergerakan katrol berbeben akan terjadi gesekan yang akan menimbulkan panas. Panas inilah energi yang akan berpindah ke sistem yang temperaturnya lebih rendah.
1. 3 Tujuan Percobaan
1. Mempelajari konsep pertukaran energi.
2. Menentukan tara mekanik satuan panas.
3. Menghitung banyaknya panas yang diserap oleh pita nylon.
1. 4 Metoda Percobaan
Dalam mempelajari konsep pertukaran energi, menentukan tara mekanik suatu panas dan menghitung banyaknya panas yang diserap oleh pita nylon pad percobaan ini digunakan pesawat Schurholtz yang mana berupa katrol beban pada katrolnya diisi dengan kalorimeter.
Pada prisipnya percobaan ini untuk melihat perubahan energi dari mekanik ke energi panas atau kalor. Prinsip hukum kekekalan energi berlaku pada percobaan ini yaitu energi tidak dapat hilang melainkan berubah menjadi enegi lain. Berlaku juga termodinamika.
I. 5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam laporan ini terdiri dari lima bab pokok bahasan, yaitu :
Bab 1 : Dalam bab pendahuluan ini terdapat inti percobaan, seperti latar belakang, identifikasi masalah, tujuan percobaan, metode percobaan, sistematika pembahasan, waktu serta tempat melakukan percobaan.
Bab 2 : Berisikan teori dasar yang menunjang percobaan ini baik dari penurunan rumus dan pengertian-pengertiannya.
Bab 3 : Pada bab tiga dibahas tentang alat-alat percobaan yang digunakan selama praktikum berlangsung dan prosedur percobaan serta langkah-langkah yang dilakukan selama praktikum berlangsung.
Bab 4 : Dalam bab ini terdapat data yang diperoleh selama praktikum dilakukan beserta pembahasannya dan tugas dari laporan akhir.
Bab 5 : Pada bab ini terdapat kesimpulan serta saran dalam percobaan yang telah dilaksanakan. I. 6 Waktu & Tempat Percobaan
Praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium Fisika Menengah, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Padjadjaran, pada hari Selasa tanggal 29 Maret 2005 pukul 08.00 11.00 WIB.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKAII. 1Pengertian KalorKetika suatu ketel air dingin diletakan diatas kompor, temperatur air akan naik. Kita katakan bahwa kalor mengalir dari kompor ke air yang dingin. Ketika dua benda yang temperaturnya berbeda diletakan saling bersentuhan kalor akan mengalir seketika dari yang panas ke ujung yang dingin. Aliran kalor seketika ini akan selalu dalam arah yang cenderung menyamakan temperaturnya. Teori kalorik mampu menjelaskan banyak proses, seperti hantaran kalor atau pencampuran zat-zat di dalam sebuah kalori meter secara memuaskan. Akan tetapi, konsep kalor sebagai sebuah zat, yang jumlah seluruhnya tetap konstan, akhirnya tidak mendapat dukungan eksperimen. Walaupun demikian, kita masih menjelaskan banyak perubahan temperatur yang lazim sebagai perpindahan sesuatu dari sebuah benda pada suatu temperatur yang lebih tinggi ke sebuah benda pada temperatur yang lebih rendah, dan sesuatu ini kita namakan kalor. Sebuah definisi yang berguna tetapi tidak operasional adalah : kalor merupakan sesuatu yang dipindahkan di antara sebuah sistem dan sekelilingnya sebagai akibat dari hanya perbedaan temperatur.
Pengertian lain dari kalor didefinisikan sebagai tenaga yang mengalir dari sebuah benda ke sebuah benda lain karena adanya perbedaan temperatur di antara kedua benda tersebut. Pemikiran bahwa kalor adalah sesuatu di dalam sebuah benda, seperti yang dianggap oleh teori kalorik, menentang banyak kenyataan eksperimental. Hanyalah jika kalor itu mengalir, karena adanya perbedaan temperatur, tenaga tersebut dinamakan tenaga kalor. Seandainya kalor adalah sebuah zat, atau semacam kalor tertentu yang mempertahankan identitasnya sewaktu terkandung di dalam sebuah sistem, maka kalor tersebut tidak akan mungkin memindahkan kalor selama waktu yang tak terbatas dari sebuah sistem yang berubah.
Kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah. Jika suatu benda menerima / melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naik/turun atau wujud benda berubah.
1 kalori adalah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1C. 1 kalori = 4.18 joule 1 joule = 0.24 kaloriKapasitas kalor (H) adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh zat untuk menaikkan suhunya 1C (satuan kalori/C).Kalor jenis (c) adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan 1 gram atau 1 kg zat sebesar 1C (satuan kalori/gramC atau kkal/kgC). Kalor yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan suhu tanpa mengubah wujud zat :
Q = H . Dt
Q = m . c . Dt
H = m . c
Keterangan :Q = kalor yang dilepas atau diterimaH = kapasitas kalor
Dt = kenaikan/penurunan suhu
m = massa benda
c = kalor jenis
Kalor yang diserap/dilepaskan (Q) dalam proses perubahan wujud benda:
Q = m . L
Dengan :m = massa benda kg
L = kalor laten (kalor lebur, kalor beku. Kalor uap,kalor embun, kalor sublim, kalor lenyap) (R t/kg). Jadi kalor yang diserap ( ) atau yang dilepas ( ) pada saat terjadi perubahan wujud benda tidak menyebabkan perubahan suhu benda (suhu benda konstan ).II. 2. Kalor sebagai transfer energi
Secara umum kita membiarkan aliran kalor-kalor mengalir dari kompor ke ketel kopi, dari matahri ke bumi, dari mulut seseorang ke thermometer. Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor, sampai tercapai kesetimbangan termal.
Menurut asas Black
Kalor yang dilepas = kalor yang diterima
Catatan:
Kalor jenis suatu benda tidak tergantung dari massa benda, tetapi tergantung pada sifat dan jenis benda tersebut. Jika kalor jenis suatu benda adalah kecil maka kenaikan suhu benda tersebut akan cepat bila dipanaskan.Pada setiap penyelesaian persoalan kalor (Asas Black) lebih mudah jika dibuat diagram alirnya. Smua bentuk tenaga adalah ekuivalen dan bahwa sejumlah yang diberikan dari suatu bentuk tenaga tidak dapat lenyap tanpa munculnya jumlah tenaga yang sama dalam bentuk lain,berdasarkan hukum kekekalan enrgi bahwa energi hanya dapat berubah dari bentuk satu ke bentuk lainnya, misalnya dari energi mekanik menjuadi energi panas,energi listrik ke energi mekanik dan sebagainya. Dalam percobaan ini perubahan bentuk dari energi mekanik menjadi energi panas. Joule adalah orang yang memperlihatkan dengan eksperimen bahwa, bila suatu kuantitas tenaga mekanis yang diberikan diubah menjadi kalor, maka kuantitas kalor yang sama selalu dihasilkan. Jadi kalor dan kerja mekanis merupakan suatu bentuk kesetaraan tenaga. Hal ini dipertegas oleh Helmholtz bahwa semua bentuk tenaga adalah eqivalen dan bahwa sejumlah yang diberikan dari suatu bentuk tenaga tidak dapat lenyap tanpa sejumlah tenaga yang sama dalam suatu bentuk yang lain
Usaha mekanik dari panas keduanya merupakan bentuk energi. Dalam keseharian bentuk kedua energi ini biasanya dalam penulisan satuan dinyatakan dengan joule (J) untuk energi mekanik dan kalori (kal) untuk energi yang dihasilkan dalam bentuk panas. Sehingga perlu adanya penyetara anatar kedua besaran energi tersebut.
Pesawat Schurholtz didasarkan pada asas black yang menyatakan bahwa kalor yang diberikan akan sama dengan kalor yang diterima jika sistem tersebut dalam kondisi adiabatik.tara antara energi mekanik dan energi panas dapat diketahui dengan persamaan :
Dari gambar di atas kita dapat melihat bahwa pada lilitkan pita nylon yang diberi beban diperoleh usaha sebesar :
W= F . s
=m . g . ( .Dkal . n Karena satuan usaha dinyatakan dalam joule(J) untuk energi mekanik, dan kalori (kal) untuk energi panas, maka diperlukan penyetara antara kedua besaran energi tersebut yaitu tara mekanik panas e (kal/J), sehingga untuk energi panas yang dilepaskan menjadi :
Q ( e .W
Q=e . m . g . ( .Dkal . nkalor yang diterima oleh air :
Q1 = (ma . ca) . (Tkalor yang diterima oleh pita tembaga dan kalori meter :
Q2 = mkal . ct . (T
menurut Asas Black kalor yang dilepas sama dengan kalor yang diterima sehingga :
Q=Q1 + Q2m . g . ( .Dkal . n=(maca). (T + (mkal.ct). (T
m . g . ( .Dkal . n=[(maca) + (mkal.ct)]. (T
e =[(maca) + (mkal.ct)].(T
m . g . ( .Dkal . n
dimana;
e = tara mekanik panas ( kal/ joule )
Ma = massa air (kg)
Ca = panas jenis air (kal/kg.c)
Mkal = massa kalori meter tembaga (kg)
Ct = panas jenis tembaga (kal/kg.c)
T = perbedaan suhu selama n putaran (c) n = banyaknya putaran
M = massa beban ( Kg )
g = percepatan gravitasi (m/s)
Dkal = diameter kalori tembaga ( m )BAB III
PROSEDUR DAN
ALAT-ALAT PERCOBAAN3 .1 Alat dan Bahan Percobaana. Pesawat Schurholtz, terdiri dari :
1. Beban (5 kg)
2. Engkol pemutar
3. Pita nylon (2 3 lilitan)
4. Kalorimeter (tembaga, alumunium, baja)
5. Pegas pengait
b. Termometer Digital
Berfungsi untuk mengukur kenaikan suhu.c. Neraca Timbangan
Berfungsi untuk menimbang massa kalorimeter. d. Gelas ukur 100 ml
Berfungsi untuk mengukur banyaknya air. e. Air (20 ml, 40 ml, 60ml)
Sebagai bahan yang digunakan untuk percobaan.3 .2 Prosedur Percobaan
a. Menimbang kalorimeter tembaga dalam kering.b. Mengukur diameter luar calorimeter.c. Memasukkan air ke kalorimeter sebanyak 20 ml.d. Menimbang kembali kalorimeter setelah dimasukkan air ke dalamnya.e. Memasang pita nilon pada pegas yang telah dikaitkan, melilitkan pita tersebut 2 lilitan.f. Memasang beban 5 kg pada ujung pita tembaga bagian bawah.g. Memasukkan ujung probe termometer ke dalam calorimeter.h. Mencatat suhu pada keadaan awal.i. Memutar kalorimeter dengan periode yang konstan, mengusahakan system tersebut selalu mendekati adiabatik. j. Mencatat kenaikkan suhu setiap 20 putaran, hingga 500 putaran.k. Melakukan percobaan c s/d k untuk volume air 40 ml dan 60 ml.BAB IV
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGANIV. 1. Tabel Data Pengamatan
KalorimeterMassa
EMBED Equation.3 m (kg)Diameter
EMBED Equation.3 D (m)
Tembaga0.69050.0050.04930.05
Aluminium Kecil0.22410.0050.04910.05
Aluminium Besar0.43950.0050.04900.05
a. Kalorimeter Tembaga :
Suhu awal untuk 2 lilitan = 29.4o C
Suhu awal untuk 3 lilitan = 24.3o CNo.Putaran
ke - Suhu (oC)
2 Lilitan3 Lilitan
12029.824.5
24030.224.9
36030.725.4
48031.225.7
510031.726.1
612032.126.6
714032.727.1
816033.127.6
918033.628.6
1020034.129.0
1122034.529.5
1224035.030.0
1326035.530.5
1428035.930.9
1530036.331.4
1632036.731.9
1734037.332.4
1836037.932.8
1938038.433.3
2040038.833.7
2142039.234.2
2244039.634.6
2346040.035.1
2448040.435.5
2550040.835.9
b. Kalorimeter Aluminium Kecil :
Suhu awal untuk 2 lilitan = 30.1o C
Suhu awal untuk 3 lilitan = 25.3o CNo.Putaran
ke - Suhu (oC)
2 Lilitan3 Lilitan
12030.525.7
24031.226.1
36031.926.6
48032.727.2
510033.427.8
612034.128.4
714034.829.1
816035.529.8
918036.130.5
1020036.931.3
1122037.531.9
1224038.132.5
1326038.833.3
1428039.333.9
1530039.934.5
1632040.535.1
1734041.135.7
1836041.736.3
1938042.236.9
2040042.837.6
2142043.338.1
2244043.838.6
2346044.339.3
2448044.839.7
2550044.940.3
b. Kalorimeter Aluminium Besar : Suhu awal untuk 1 lilitan = 25.7o C
No.Putaran
ke - Suhu (T)
Putaran
ke - Suhu (T)
12026.152033.9
24026.454034.1
36026.756034.4
48027.158034.6
510027.460034.9
612027.862035.2
714028.164035.5
816028.466035.8
918028.76806.0
1020029.170036.2
1122029.472036.5
1224029.774036.7
1326030.076037.0
1428030.378037.2
1530030.680037.5
1632030.982037.7
1734031.284038.0
1836031.586038.2
1938031.888038.5
2040032.190038.7
2142032.492038.9
2244032.794039.2
2346033.096039.4
2448033.398039.6
2550033.6100039.9
Suhu awal untuk 2 lilitan = 28.9o C
No.Putaran
ke - Suhu (T)
Putaran
ke - Suhu (T)
12029.552038.0
24029.954038.3
36030.256038.6
48030.658039.2
510031.060039.5
612031.362039.8
714031.764040.0
816032.166040.3
918032.468040.6
1020032.870040.9
1122033.172041.1
1224033.474041.4
1326033.776041.7
1428034.178041.9
1530034.480042.2
1632034.882042.4
1734035.184042.7
1836035.486042.9
1938035.788043.1
2040036.090043.4
2142036.492043.6
2244036.794043.9
2346037.096044.1
2448037.398044.4
2550037.7100044.6
IV. 2. Perhitungan Data
a. Kalorimeter Tembaga
1. Tara mekanik panas dan sesatannya pada kalorimeter tembaga dihitung dengan rumusan :
e =
Dengan ;ct = kalor jenis tembaga=92 kal/kg oC
( = 3.14
g = percepatan gravitasi= 9.8 m/s2
M= massa beban
= 5 Kg
mkal= massa kalorimeter
= 99,1.10-3 Kg
Dkal = diameter kalorimeter= 4,93.10-2 m
n= banyaknya putaranNilai e pada kalorimeter tembaga untuk 2 lilitan pada putaran ke 20 adalah:e =
= 0.168523 kal/joule
Harga Sesatannya :
= 0.019995 kal/J
Dengan cara yang sama untuk putaran berikutnya baik pada kalorimeter tembaga yang diberi 2 lilitan dan 3 lilitan adalah pada tabel berikut ini :No.
Putaran
ke - 2 Lilitan3 Lilitan
T (oC)e (kal/J)e (kal/J)T (oC)e (kal/J)e (kal/J)
1200.40.1685230.0038880.20.0842620.002005
2400.40.1685230.001940.40.1685230.004001
3600.50.2106540.0016130.50.2106540.004986
4800.50.2106540.0012070.30.1263920.002984
51000.50.2106540.0009640.40.1685230.003969
61200.40.1685230.0006410.50.2106540.004948
71400.60.2527850.0008230.50.2106540.004933
81600.40.1685230.0004790.50.2106540.004918
91800.50.2106540.00053110.4213080.009796
102000.50.2106540.0004770.40.1685230.003904
112200.40.1685230.0003460.50.2106540.004868
122400.50.2106540.0003960.50.2106540.004856
132600.50.2106540.0003650.50.2106540.004844
142800.40.1685230.0002710.40.1685230.003867
153000.40.1685230.0002520.50.2106540.004824
163200.40.1685230.0002360.50.2106540.004814
173400.60.2527850.0003330.50.2106540.004803
183600.60.2527850.0003140.40.1685230.003835
193800.50.2106540.0002470.50.2106540.004785
204000.40.1685230.0001880.40.1685230.003821
214200.40.1685230.0001790.50.2106540.004769
224400.40.1685230.000170.40.1685230.003808
234600.40.1685230.0001630.50.2106540.004753
244800.40.1685230.0001560.40.1685230.003796
255000.40.1685230.0001490.40.1685230.00379
2. Menghitung tara mekanik panas tembaga rata-rata () dan sesatannya () dengan standar deviasi.a. Kalorimeter tembaga untuk 2 lilitan :Tara mekanik panas rata-rata :
= = 0.192116 kal/Jdan sesatannya :
= 0.0011 Kal/J
Jadi Tara mekanik panas untuk 2 lilitan adalah : 0.192116 0.0011 kal/Jb. Kalorimeter tembaga untuk 3 lilitan :Tara mekanik panas rata-rata :
= = 0.195487 kal/Jdan sesatannya :
= 0.0379 Kal/J
Jadi Tara mekanik panas untuk 3 lilitan adalah : 0.195487 kal/J 0.0379 Kal/J3. Menghitung Tara mekanik panas grafik
Dari perumusan tara mekanik panas :
e.M.g.Dkal.n=(maca + mkal .ct)T
nT
Dengan metoda kuadrat terkecil atau least square maka persamaan di atas dirubah menjadi :
T=
n
sehingga diperoleh persamaan :
T=mt.n + nt
mt=
e grafik =
dengan menggunakan rumus :
mt=
nt=
maka diperoleh persamaan grafik untuk masing-masing kalorimeter :
b. Kalorimeter tembaga untuk 2 lilitan :mt = 0,0502 dan nt = 30,375
jadi persamaan least square-nya adalah :
T = 0,0502 n + 29,375
Sehingga egrafik-nya adalah :e grafik =
= 0.182645 kal/Jc. Kalorimeter tembaga untuk 3 lilitan :mt = 0,032 dan nt = 31,472
jadi persamaan least square-nya adalah :
T= 0,032 n + 24,472Sehingga egrafik-nya adalah :e grafik =
= 0.172654 kal/J
4. Grafik Perubahan suhu terhadap n putaran
a. Grafik untuk kalorimeter tembaga untuk 2 lilitan
b. Grafik untuk kalorimeter tembaga untuk 3 lilitan
Analisis grafik :
Dari grafik di atas kita dapat melihat pengaruh banyaknya putaran (n) terhadap kenaikan suhu (T), semakin banyaknya putaran, maka suhu akan bertambah naik.
5. Membandingkan harga erumus dan egrafik , adalah sebagai berikut :
a. Kalorimeter tembaga berisi 20 ml air
KSR = x 100 %
= x 100 % = 4,93 %
b. Kalorimeter tembaga berisi 40 ml air
KSR = x 100 %
= x 100 % = 9,84 %
6. Kemudian dengan menggunakan data ehitung maka kita dapat bandingkan dengan harga elit (0,24 Kal/J) adalah sebagai berikut :
a. Kalorimeter tembaga untuk 2 lilitan :
KSR = x 100 %
KSR= x 100 % = 19,95 %
b. Kalorimeter tembaga untuk 3 lilitan :
KSR = x 100 %
KSR= x 100 % = 18.55 %
b. Kalorimeter Aluminium Kecil1. Tara mekanik panas dan sesatannya pada kalorimeter aluminium kecil dihitung dengan rumusan :
e =
Dengan ;ct = kalor jenis aluminium= 215 kal/kg oC
( = 3.14
g = percepatan gravitasi= 9.8 m/s2
M = massa beban
= 5 Kg
mkal = massa kalorimeter= 224,1.10-3 Kg
Dkal = diameter kalorimeter= 4,91.10-2 m
n = banyaknya putaran
Nilai e pada kalorimeter aluminium kecil untuk 2 lilitan pada putaran ke 20 adalah:e =
= 0.127817 kal/joule
Harga Sesatannya :
= 0.019995 kal/J
Dengan cara yang sama untuk putaran berikutnya baik pada kalorimeter aluminium yang diberi 2 lilitan dan 3 lilitan adalah pada tabel berikut ini :
No.
Putaran
ke - 2 Lilitan3 Lilitan
T (oC)e (kal/J)e (kal/J)T (oC)e (kal/J)e (kal/J)
1200.40.1278170.0048650.40.1278170.004944
2400.40.223680.004250.40.1278170.004937
3600.50.223680.0028280.50.1597710.00616
4800.50.2556340.0024190.60.1917250.007377
51000.50.223680.001690.60.1917250.007362
61200.40.223680.0014060.60.1917250.007347
71400.60.223680.0012040.70.223680.008554
81600.40.223680.0010510.70.223680.008535
91800.50.1917250.00080.70.223680.008517
102000.50.2556340.0009590.80.2556340.009714
112200.40.1917250.0006530.60.1917250.007271
122400.50.1917250.0005980.60.1917250.00726
132600.50.223680.0006430.80.2556340.009663
142800.40.1597710.0004260.60.1917250.007235
153000.40.1917250.0004770.60.1917250.007225
163200.40.1917250.0004460.60.1917250.007216
173400.60.1917250.000420.60.1917250.007206
183600.60.1917250.0003960.60.1917250.007197
193800.50.1597710.0003120.60.1917250.007189
204000.40.1917250.0003560.70.223680.008376
214200.40.1597710.0002820.50.1597710.005976
224400.40.1597710.0002690.50.1597710.005971
234600.40.1597710.0002570.70.223680.00835
244800.40.1597710.0002460.40.1278170.004767
255000.40.0319544.73E-050.60.1917250.007144
2. Menghitung tara mekanik panas aluminium kecil rata-rata () dan sesatannya () dengan standar deviasi.
a. Kalorimeter aluminium kecil untuk 2 lilitan :
Tara mekanik panas rata-rata :
= = 0.189169 kal/Jdan sesatannya :
= 0.0072 kal/J
Jadi Tara mekanik panas untuk 2 lilitan adalah : 0. 0.189169 0.0072 kal/Jb. Kalorimeter aluminium kecil untuk 3 lilitan :
Tara mekanik panas rata-rata :
= = 0.191725 kal/Jdan sesatannya :
= 0.0329 Kal/J
Jadi Tara mekanik panas untuk 3 lilitan adalah : 0.195487 kal/J 0.0329 Kal/J3. Menghitung Tara mekanik panas grafik
Dari perumusan tara mekanik panas :
e.M.g.Dkal.n=(maca + mkal .ct)T
nT
Dengan metoda kuadrat terkecil atau least square maka persamaan di atas dirubah menjadi :
T=
n
sehingga diperoleh persamaan :
T=mt.n + nt
mt=
e grafik =
dengan menggunakan rumus :
mt=
nt=
maka diperoleh persamaan grafik untuk masing-masing kalorimeter :
a. Kalorimeter aluminium kecil untuk 2 lilitan :
mt = 0,0427 dan nt = 30,125
jadi persamaan least square-nya adalah :
T = 0,0427 n + 30,125Sehingga egrafik-nya adalah :e grafik = = 0.178547 kal/Jb. Kalorimeter aluminium kecil untuk 3 lilitan :
mt = 0,032 dan nt = 25,045jadi persamaan least square-nya adalah :
T= 0,032 n + 25,045Sehingga egrafik-nya adalah :e grafik = = 0.178725 kal/J
4. Grafik Perubahan suhu terhadap n putaran
a. Grafik untuk kalorimeter aluminium kecil untuk 2 lilitan
b. Grafik untuk kalorimeter Aluminium kecil untuk 3 lilitan
Analisis grafik :
Dari grafik di atas kita dapat melihat pengaruh banyaknya putaran (n) terhadap kenaikan suhu (T), semakin banyaknya putaran, maka suhu akan bertambah naik.
5. Membandingkan harga erumus dan egrafik , adalah sebagai berikut :
a. Kalorimeter aluminium kecil untuk 2 lilitan :KSR = x 100 %
= x 100 % = 5,62 %b. Kalorimeter aluminium kecil untuk 3 lilitan :KSR = x 100 %
= x 100 % = 6,65 %
6. Kemudian dengan menggunakan data ehitung maka kita dapat bandingkan dengan harga elit (0,24 Kal/J) adalah sebagai berikut :
a. Kalorimeter aluminium kecil untuk 2 lilitan :
KSR = x 100 %
KSR= x 100 % = 21,17 %
b. Kalorimeter aluminium kecil untuk 3 lilitan
KSR = x 100 %
KSR= x 100 % = 20,12 %
c. Kalorimeter Aluminium Besar
1. Tara mekanik panas dan sesatannya pada kalorimeter aluminium besar dihitung dengan rumusan :
e =
Dengan ;ct = kalor jenis aluminium= 215 kal/kg oC
( = 3.14
g = percepatan gravitasi= 9.8 m/s2
M = massa beban
= 5 Kg
mkal = massa kalorimeter= 224,1.10-3 Kg
Dkal = diameter kalorimeter= 4,91.10-2 m
n = banyaknya putaran
Nilai e pada kalorimeter aluminium besar untuk 1 lilitan pada putaran ke 20 adalah:e =
= 0.250672 kal/joule
Harga Sesatannya :
= 0.006941 kal/J
Dengan cara yang sama untuk putaran berikutnya baik pada kalorimeter aluminium besar yang diberi 1 dan 2 lilitan adalah pada tabel berikut ini :
No.
Putaran
ke - 1 Lilitan2 Lilitan
T (oC)e (kal/J)e (kal/J)T (oC)e (kal/J)e (kal/J)
1200.40.2506720.0069410.60.3760080.014358
2400.30.1880040.0051960.40.2506720.009558
3600.30.1880040.0051880.30.1880040.007161
4800.40.2506720.0069050.40.2506720.009538
51000.30.1880040.0051690.40.2506720.009528
61200.40.2506720.0068810.30.1880040.007139
71400.30.1880040.0051520.40.2506720.00951
81600.30.1880040.0051450.40.2506720.0095
91800.30.1880040.0051380.30.1880040.007118
102000.40.2506720.006840.40.2506720.009483
112200.30.1880040.0051220.30.1880040.007106
122400.30.1880040.0051160.30.1880040.007101
132600.30.1880040.0051090.30.1880040.007096
142800.30.1880040.0051030.40.2506720.009453
153000.30.1880040.0050970.30.1880040.007084
163200.30.1880040.0050910.40.2506720.009438
173400.30.1880040.0050850.30.1880040.007073
183600.30.1880040.0050790.30.1880040.007069
193800.30.1880040.0050740.30.1880040.007064
204000.30.1880040.0050680.30.1880040.00706
214200.30.1880040.0050620.40.2506720.009406
224400.30.1880040.0050570.30.1880040.00705
234600.30.1880040.0050520.30.1880040.007045
244800.30.1880040.0050470.30.1880040.007041
255000.30.1880040.0050420.40.2506720.009382
265200.30.1880040.0050370.30.1880040.007032
275400.20.1253360.0033550.30.1880040.007028
285600.30.1880040.0050280.30.1880040.007024
295800.20.1253360.003350.60.3760080.014037
306000.30.1880040.0050210.30.1880040.007013
316200.30.1880040.0050160.30.1880040.007009
326400.30.1880040.0050110.20.1253360.004671
336600.30.1880040.0050070.30.1880040.007004
346800.20.1253360.0033350.30.1880040.007
357000.20.1253360.0033340.30.1880040.006997
367200.30.1880040.0049970.20.1253360.004663
377400.20.1253360.0033290.30.1880040.006991
387600.30.1880040.004990.30.1880040.006988
397800.20.1253360.0033240.20.1253360.004657
408000.30.1880040.0049830.30.1880040.006982
418200.20.1253360.003320.20.1253360.004653
428400.30.1880040.0049760.30.1880040.006977
438600.20.1253360.0033150.20.1253360.00465
448800.30.1880040.004970.20.1253360.004648
459000.20.1253360.0033110.30.1880040.00697
469200.20.1253360.0033090.20.1253360.004645
479400.30.1880040.0049610.30.1880040.006965
489600.20.1253360.0033050.20.1253360.004642
499800.20.1253360.0033040.30.1880040.00696
5010000.30.1880040.0049520.20.1253360.004639
2. Menghitung tara mekanik panas aluminium besar rata-rata () dan sesatannya () dengan standar deviasi.
a. Kalorimeter aluminium kecil untuk 1 lilitan :
Tara mekanik panas rata-rata :
= = 0.177977 kal/Jdan sesatannya :
= 0.0095 kal/J
Jadi Tara mekanik panas untuk 1 lilitan adalah : 0. 0.177977 0.0095 kal/Jb. Kalorimeter aluminium kecil untuk 2 lilitan :
Tara mekanik panas rata-rata :
= = 0.196777 kal/Jdan sesatannya :
= 0.0144 Kal/J
Jadi Tara mekanik panas untuk 2 lilitan adalah : 0.196777 kal/J 0.0144 Kal/J3. Menghitung Tara mekanik panas grafik
Dari perumusan tara mekanik panas :
e.M.g.Dkal.n=(maca + mkal .ct)T
nT
Dengan metoda kuadrat terkecil atau least square maka persamaan di atas dirubah menjadi :
T=
n
sehingga diperoleh persamaan :
T=mt.n + nt
mt=
e grafik =
dengan menggunakan rumus :
mt=
nt=
maka diperoleh persamaan grafik untuk masing-masing kalorimeter :
a. Kalorimeter aluminium besar untuk 1 lilitan :
mt = 0,0455 dan nt = 25,528jadi persamaan least square-nya adalah :
T = 0,0455n + 25,528Sehingga egrafik-nya adalah :e grafik = = 0,165215 kal/Jb. Kalorimeter aluminium besar untuk 2 lilitan :
mt = 0,0554 dan nt = 28,715jadi persamaan least square-nya adalah :
T= 0,0554n + 28,715 Sehingga egrafik-nya adalah :e grafik = = 0,180125 kal/J
4. Grafik Perubahan suhu terhadap n putaran
c. Grafik untuk kalorimeter aluminium besar untuk 1 lilitan
b. Grafik untuk kalorimeter Aluminium besar untuk 2 lilitan
Analisis grafik :
Dari grafik di atas kita dapat melihat pengaruh banyaknya putaran (n) terhadap kenaikan suhu (T), semakin banyaknya putaran, maka suhu akan semakin naik.
5. Membandingkan harga erumus dan egrafik , adalah sebagai berikut :
d. Kalorimeter aluminium besar untuk 1 lilitan :
KSR = x 100 %
= x 100 % = 7,17 %
b. Kalorimeter aluminium besar untuk 2 lilitan :
KSR = x 100 %
= x 100 % = 8,46 %
6. Kemudian dengan menggunakan data ehitung maka kita dapat bandingkan dengan harga elit (0,24 Kal/J) adalah sebagai berikut :
a. Kalorimeter aluminium besar untuk 2 lilitan :
KSR = x 100 %
KSR= x 100 % = 25,84 %
b. Kalorimeter aluminium besar untuk 3 lilitan
KSR = x 100 %
KSR= x 100 % = 18,01 %d. Menghitung Banyaknya Kalor yang diserap Pita Nylon
Langkah selanjutnya kita akan mencari banyaknya kalor yang diserap oleh pita nilon, dengan menggunakan rumus di bawah ini :
Putaran
TembagaAluminium Kecil
2 Lilitan 3 Lilitan2 Lilitan3 Lilitan
2019,22540,827362,4514819,869
4029,49866,86144,9029618,44
6026,34366,740127,3544417,011
8041,09316,08363,3178815,582
10049,128216,91095,7693614,153
12061,639421,99638,2208412,723
14069,674631,339810,672311,294
16082,185936,425213,12389,8651
18096,935241,510615,57538,436
200111,68546,59618,02680,0926
220126,43451,681420,47821,52175
240141,18361,024829,41782,9509
260158,17170,368231,86924,38005
280172,9275,453640,80885,8092
300189,90784,797143,26027,23835
320204,65794,140545,711715,767
340223,882103,48454,651217,1961
360243,107112,82757,102718,6252
380262,333122,17159,554227,1539
400281,558135,77268,493728,583
420300,784145,11677,433237,1116
440320,009154,45986,372838,5408
460339,234168,06188,824247,0694
480360,698181,662104,25255,598
500379,923191,006106,70364,1266
PutaranAlumunium BesarPutaran
Alumunium Besar
1 Lilitan 2 Lilitan1 Lilitan 2 Lilitan
207,4376,437520214,606101,241
4014,84412,874540221,043107,678
6017,3649,864560236,928104,668
8021,7496,855580243,365111,106
10032,18613,292600259,249126,994
12036,62410,282620275,134133,427
14044,06116,724640281,571139,865
16051,49823,157660297,456155,749
18057,93620,147680313,340152,739
20064,37326,585700319,778159,177
22070,81023,575720335,662165,614
24077,24830,012740342,099172,051
26093,13227,007760367,431178,489
28099,56933,444780373,868194,373
300106,00739,878800389,753200,811
320112,44446,314820396,197207,248
340128,32852,752840412,074213,685
360134,76659,189860427,959229,571
380141,20365,626880443,843236,014
400157,08862,617900459,728242,454
420161,47569,054920475,612258,329
440167,45275,491940491,496264,766
460187,01481,929960497,934271,203
480190,24788,366980523,265277,641
500197,55785,3561000539,154293,525
Banyaknya lilitan mengakibatkan usaha mekanik yang dilakukan untuk mengubahnya menjadi panas akan semakin besar sehingga kalorimeter akan semakin cepat panas. Sehingga banyaknya lilitan tidak mempengaruhi perubahan suhu tetapi hanya mempercepat perubahan mekanik menjadi panas.BAB V
KESIMPULAN
Kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah. Jika suatu benda menerima / melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naik/turun atau wujud benda berubah. Dalam percobaan ini perubahan bentuk dari energi mekanik menjadi energi panas.Usaha mekanik dari panas keduanya merupakan bentuk energi. Dalam keseharian bentuk kedua energi ini biasanya dalam penulisan satuan dinyatakan dengan joule (J) untuk energi mekanik dan kalori (kal) untuk energi yang dihasilkan dalam bentuk panas. Sehingga perlu adanya penyetara anatar kedua besaran energi tersebut.
1. Kenaikan suhu T (suhu) juga tergantung dari jumlah volume air yang terkandung di dalam kalorimeter dengan hubungan berbanding terbalik yaitu apabila volume air semakin besar maka kenaikan suhu semakin kecil hal ini diakibatkan karena massa air di kalorimeter meyerap sebagian panas yang diterima oleh kalorimeter.
2. Dari percobaan diatas terjadi perubahan energi dari energi mekanik menjadi energi panas, tetapi perubahan energi tersebut berlangsung dalam sistem yang tidak adiabatik sehingga banyak energi yang lepas ke luar sistem.
3. Dari hukum kekekalan energi dalam percobaan ini Energi yang dilepas berupa energi mekanik yang berasal dari tenaga untuk memutar katrol sedangkan energi yang diterima diserap oleh air dan kalorimeter dan pita nylon berupa energi panas.
4. Bertambahnya jumlah lilitan pada permukaan kalorimeter berpengaruh pada banyaknya penyerapan kalor yang dialami oleh kalorimeter, sehingga harus adanya faktor yang ditambahkan ke dalam persamaan usaha mekanik yang menyatakan banyaknya jumlah lilitan.
PAGE 2
_1174138252.unknown
_1174141804.unknown
_1174142870.unknown
_1174148998.unknown
_1174149385.unknown
_1174151240.unknown
_1174151306.unknown
_1174151317.unknown
_1174153116.unknown
_1174151276.unknown
_1174150408.unknown
_1174150490.unknown
_1174149668.unknown
_1174149149.unknown
_1174149300.unknown
_1174149050.unknown
_1174144937.unknown
_1174147288.unknown
_1174148816.unknown
_1174145941.unknown
_1174143431.unknown
_1174142964.unknown
_1174142809.unknown
_1174139692.unknown
_1174139715.unknown
_1174139748.unknown
_1174139789.unknown
_1174139705.unknown
_1174138401.unknown
_1174132425.unknown
_1174134297.unknown
_1174136841.unknown
_1174137928.unknown
_1174132442.unknown
_1174132426.unknown
_1159299709.unknown
_1173997275.vsdGambar 2.1 Pesawat Schurholtz
Beban
Katrol
Pegas
_1174132411.unknown
_1174132410.unknown
_1084303397.unknown
_1084432437.unknown
_1084474415.unknown
_1084646684.unknown
_1084432412.unknown
_1084432027.unknown
_1084432097.unknown
_1084432000.unknown
_1084303390.unknown
_1035937335.unknown
_1033753644.unknown