52

Kalor

Panas sebagai bentuk energi Kesetaraan energi

Konstanta Joule

Prinsip Dasar

Gbr.1. Susunan peralatan menentukan konstanta Joule

Energi merupakan ukuran dari kerja yang tersimpan dan dapat memiliki berbagai bentuk serta dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Pada sistem tertutup, total energi sistem kekal dalam proses perubahan energi. Pada percobaan ini, kesetaraan energi listrik Elistrik dan energi panas Epanas dibuktikan secara eksperimental. Pasokan energi diubah menjadi panas mengunakan kumparan panas yang mengakibatkan kenaikan suhu dalam kalorimeter. Energi listrik (W) yang digunakan oleh alat dengan beda tegangan V dan arus listrik I selama waktu t adalah

[J] (1)

Sedangkan panas (H) yang ditimbulkan yaitu sebesar

[kal] (2)

dengan NA adalah nilai air kalorimeter [kal/g.°C], m

massa air [g], c kalor jenis air [kal/g.°C], dan ∆T perubahan suhu kalorimeter [°C]. Tara kalor listrik didefinisikan sebagai perbandingan antara energi yang digunakan dengan kalor yang ditimbulkan:

[J/kal] (3)

Tujuan Percobaan

� Mempelajari kesetaraan antara energi panas

dan energi listrik

� Menghitung konstanta Joule

KM 04

53

Prosedur Percobaan

A. Menentukan nilai air kalorimeter

1. Ukurlah massa kalorimeter kosong yang akan dipakai pada percobaan beserta pengaduknya, masukkan air kira-kira ¼ bagian ke dalam kalorimeter dan timbang kembali !

2. Catat suhu awal air ! 3. Pasang selubung luar dari kalorimeter ! 4. Didihkan air dalam bejana logam dan catat

suhunya kemudian tuang air mendidih ke dalam kalorimeter sampai kira-kira memenuhi ¾ bagian !

5. Aduk dengan menggunakan pengaduk hingga suhu setimbang yang tertera pada termometer. Catat suhu saat setimbang !

6. Timbang kembali kalorimeter setelah suhu kesetimbangan tercapai !

7. Masing-masing penimbangan dilakukan lima kali !

B. Mengukur konstanta joule

1. Masukkan air kran kira-kira ⅔ bagian ke dalam kalorimeter ! Catat suhu awal air !

2. Susun rangkaian percobaan sesuai dengan Gbr. 1 !

3. Berikan arus sebesar 1 A, catat kenaikan suhu setiap 2 menit selama 20 menit !

4. Catat tegangan listrik sewaktu percobaan ! 5. Ulangi langkah 1 s/d 4 untuk arus 1,5A & 2A !

Pengolahan Data dan Evaluasi

1. Hitung nilai air kalorimeter ! 2. Buat grafik hubungan waktu dan perubahan

suhu untuk masing-masing arus ! 3. Cari gradien garis pada daerah linear dengan

metode kuadrat terkecil ! 4. Hitung harga tara kalor listrik percobaan ini.

Pergunakan gradien yang telah didapat ! 5. Bandingkan harga yang diperoleh sat

percobaan dengan literatur !

6. Buat analisis dan beri kesimpulan percobaan ini !

Peralatan 1 Kalorimeter dengan pemanas

1 Catu daya DC

1 Amperemeter

1 Voltmeter

1 Tahanan geser

1 Termometer

1 Pemanas listrik

1 Bejana logam