LAPORAN PRAKTIKUM

Nama/NPM : Irma Rahma Yanti

Fakultas : Teknik Metalurgi & Material

Departemen : Teknik Metalurgi & Material

Group : B3

No. & Nama Percobaan : KR02- Calori Work

Tanggal Percobaan : Maret 2013

Laboratorium Fisika Dasar

Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar

Universitas Indonesia

Calori Work

KR02- Calori Work

1. Tujuan

Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.

2. Alat

1. Sumber tegangan yang dapat divariasikan

2. Kawat konduktor ( bermassa 2 gr )

3. Termometer

4. Voltmeter dan Ampmeter

5. Adjustable power supply

6. Camcorder

7. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

3. Teori

Hubungan kekekalan energi menyatakan energi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan.

Energi hanya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Pada percobaan kali ini akan

dilakukan pengkonversian energi dari energi listrik menjadi energi panas.

Energi listrik dihasilkan oleh suatu catu daya pada suatu konduktor yang mempunyai

resistansi dinyatakan dengan persamaan :

𝑊 = 𝑉 . 𝑖 . 𝑡

Dimana

W = energi listrik ( joule )

v = Tegangan listrik ( volt )

i = Arus listrik ( Ampere )

t = waktu / lama aliran listrik ( sekon )

Energi kalor yang dihasilkan oleh kawat konduktor dinyatakan dalam untuk kenaikan

temperatur.

Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu zat dinyatakan dengan persamaan :

𝑄 = 𝑚 . 𝑐 (𝑇𝑎 − 𝑇)

Dimana :

Q = Jumlah kalor yang diperlukan ( kalori )

m = massa zat ( gram )

c = kalor jenis zat ( kal/gr0C)

Ta = suhu akhir zat (K)

T= suhu mula-mula (K)

Sebuah kawat dililitkan pada sebuah sensor temperatur. Kawat tersebut akan dialiri arus

listrik sehingga mendisipasikan energi kalor. Perubahan temperatur yang terjadi akan diamati

oleh sensor kemudian dicatat oleh sistem instrumentasi. Tegangan yang diberikan ke kawat

dapat dirubah sehingga perbuahan temperatur dapat bervariasi sesuai dengan tegangan yang

diberikan.

4. Cara Kerja

Eksperimen rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol rLab di bagian bawah

halaman ini.

1. Mengaktifkan Web cam. (klik icon video pada halaman web r-Lab)

2. Memberikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor

3. Menghidupkan Power Supply dengan meng’klik’ radio button disebelahnya.

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

konduktor tiap 1 detik selama 10 detik dengan cara meng’klik” icon “ukur”

5. Memperhatikan temperatur kawat yang terlihat di web cam, tunggulah hingga

mendekati temperatur awal saat diberikan V0 .

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

5. Data pengamatan

a. Data yang diambil pada saat V0

Waktu I V Temp

3 23.84 0.00 25.0

6 23.84 0.00 25.0

9 23.84 0.00 25.0

12 23.84 0.00 25.0

15 23.84 0.00 24.9

18 23.84 0.00 24.9

21 23.84 0.00 24.9

24 23.84 0.00 24.9

27 23.84 0.00 24.9

30 23.84 0.00 24.9

Grafik

24.84

24.86

24.88

24.9

24.92

24.94

24.96

24.98

25

25.02

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Temperatur vs Waktu

Column1

b. Data yang diambil pada saat V1

Waktu I V Temp

3 35.48 0.67 25.0

6 35.48 0.67 25.1

9 35.48 0.67 25.3

12 35.59 0.67 25.4

15 35.59 0.67 25.6

18 35.48 0.67 25.8

21 35.48 0.67 25.9

24 35.48 0.67 26.0

27 35.59 0.67 26.1

30 35.59 0.67 26.3

Grafik

c. Data yang diambil pada saat V2

Waktu I V Temp

3 52.02 1.63 26.2

6 52.02 1.63 26.6

9 52.02 1.63 27.5

12 51.90 1.63 28.5

15 51.90 1.63 29.4

18 52.02 1.63 30.4

24

24.5

25

25.5

26

26.5

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Temperatur vs Waktu

Column1

21 51.90 1.63 31.1

24 51.90 1.63 31.9

27 51.90 1.63 32.6

30 51.90 1.63 33.1

Grafik

d. Data yang diambil pada saat V3

Waktu I V Temp

3 42.55 1.09 33.3

6 42.55 1.09 32.9

9 42.55 1.09 32.7

12 42.55 1.09 32.6

15 42.55 1.09 32.6

18 42.55 1.09 32.6

21 42.55 1.09 32.6

24 42.55 1.09 32.5

27 42.55 1.09 32.5

30 42.55 1.09 32.5

0

5

10

15

20

25

30

35

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Temperatur vs Waktu

Column1

Grafik

Grafik Hubungan Temperatur dan Waktu

32

32.2

32.4

32.6

32.8

33

33.2

33.4

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Temperatur vs Waktu

Column1

0

20

40

60

80

100

120

140

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

V3

V2

V1

V0

6. Hasil dan Evaluasi

Nilai kapasitas (c) dari kawat konduktor yang digunakan

a. Tegangan V0 = 0

𝑐 = 𝑉 . 𝑖 . 𝛥𝑡

𝑚 . 𝛥𝑇

Diketahui :

V = 0 V

i = 23,84 A

Δt = 27 s

ΔT = 0,1°C

m = 0,002 kg

Jawab :

c = 0

b. Tegangan V1 = 0,67

𝑐 = 𝑉 . 𝑖 . 𝛥𝑡

𝑚 . 𝛥𝑇

Diketahui :

V = 0,67 V

i = 35,48 A

Δt = 27 s

ΔT = 1,3°C

m = 0,002 kg

Jawab

𝑐 = 0,67 . 35,48 .27

0,002 . 1,3

𝑐 = 246858 𝐽/𝑘𝑔°𝐶

c. Tegangan V2 = 1, 63

𝑐 = 𝑉 . 𝑖 . 𝛥𝑡

𝑚 . 𝛥𝑇

Diketahui :

V = 1,63 V

i = 52,02 A

Δt = 27 s

ΔT = 6,9°C

m = 0,002 kg

Jawab

𝑐 = 1,63 . 52,02 .27

0,002 . 6,9

𝑐 = 165898 𝐽/𝑘𝑔°𝐶

d. Tegangan V3 = 1, 09

𝑐 = 𝑉 . 𝑖 . 𝛥𝑡

𝑚 . 𝛥𝑇

Diketahui :

V = 1,09 V

i = 42,55 A

Δt = 27 s

ΔT = 0,8°C

m = 0,002 kg

Jawab

𝑐 = 1,09 . 42,55 .27

0,002 . 0,8

𝑐 = 782654 𝐽/𝑘𝑔°𝐶

7. Analisis

a. Analisis Percobaan

Percobaan KR02 tentang Calori Work ini dilakukan secara online melalui rLab

dengan tujuan menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor. Diawal

percobaan, nyalakan webcam di halaman web r-Lab terlebih dahulu agar praktikan

dapat melihat dan memperhatikan perubahan suhu yang tertera pada webcam tersebut

sehingga praktikan dapat memastikan bahwa sebelum melakukan percobaan, alat

percobaan sudah kembali ke kondisi awal.

Percobaan dimulai dengan praktikan mengatur tegangan ke kawat konduktor dan

menyalakan power supply. Setelah itu, akan didapat data arus listrik dan temperatur

kawat. Data yang didapat dari percobaan ini adalah perubahan temperatur tiap tiga

detik selama tiga puluh detik. Data diambil sebanyak 10 kali, dengan tujuan, data

yang didapatkan memiliki grafik dengan nilai yang diharapkan mendekati kebenaran.

Data yang diambil pun diharapkan bisa mewakili keselurahan data yang dibutuhkan.

Tegangan yang digunakan untuk percobaan kali ini ada 4 tegangan yang divariasikan,

dengan V0 = 0 volt, V1 = 0,67 volt, V2 = 1,63 volt,dan V3 = 1,09 volt. Tegangan ini

divariasikan agar kita dapat mengetahui besarnya pengaruh tegangan tersebut

terhadap kenaikan suhu disetiap waktunya.

Pada percobaan ini, dapat dibuktikan bahwa semakin besar tegangan yang diberikan

maka kuat arus listrik yang dihasilkan akan semakin besar pula. Karena kuat arus

listrik yang dihasilkan bertambah besar, maka akan bertambah besar pula energi

listrik yang dihasilkan. Maka dapat disimpulkan bahwa energi kalor dari kawat dalam

percobaan ini juga akan bertambah besar.

b. Analisis Hasil

Percobaan Calori Work ini, bertujuan untuk mendapat nilai kapasitas panas kawat

konduktor dengan cara menghitung rata-rata dari keempat data yang diperoleh, namun

karena hasil saat V=0 adalah 0, maka hasil dari data V=0 tidak dihitung.

𝑐 = 246858 + 165898 + 782654

3

𝑐 = 398470 𝐽/𝑘𝑔°𝐶

Percobaan kali ini, dapat diambil kesimpulan bahwa kawat konduktor yang digunakan

adalah berbahan perak karena hasil perhitungan nilai kapasitas panas yang didapat,

398470 𝐽/𝑘𝑔°𝐶

c. Analisis Kesalahan

Dalam melakukan perhitungan, praktikan tidak akan mendapatkan hasil yang sama

persis dengan data perhitungan universal, tentu ada faktor faktor yang menyebabkan

hal tersebut terjadi. Dalam hal ini praktikan mencoba untuk membandingkan data

telah diperoleh melalui perhitungan dengan data yang ada pada literatur. Adapun

kesalahan literaturnnya adalah sebagai berikut.

𝑐 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛 − 𝑐 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟

𝑐 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟 𝑥 100%

398470 − 231840

231840 𝑥 100% = 71,87 %

Kesalahan diperoleh sebanyak 71,87% dalam hasil data percobaan. Adapun

penyimpangan yang besar ini terjadi karena pada saat melakukan percobaan, sangat

sulit untuk menyamakan suhu awal dengan suhu pada percobaan-percobaan

selanjutnya. Kesalahan juga dapat terjadi pada saat melakukan perhitungan, dimana

dilakukan pembulatan berulang kali dan hal tersebut mengakibatkan data yang

dihasilkan terdapat penyimpangan terhadap data yang telah ada berdasarkan

kesepakatan.

d. Analisis Grafik

Dengan data yang didapat, dapat dilihat di grafik terakhir bahwa tiap garis

membentuk garis yang linier walaupun dengan kemiringan yang berbeda. Hal ini

menunjukkan bahwa data yang didapat termasuk data yang baik, walaupun tidak

terlalu akurat. Dalam grafik ini juga menunjukkan bahwa kenaikan suhu berbanding

lurus dengan pertambahan waktu.

8. Kesimpulan

a. Energi tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk

lain.

b. Pada percobaan KR02 energi listrik diubah menjadi energi kalor. Namun tidak

seluruhnya diubah menjadi energi kalor karena sebagian energi ada yang terbuang

ke luar sistem.

c. Semakin besar tegangan yang diberikan dan semakin lama listrik dialirkan,

suhunya akan semakin naik.

d. Kenaikan suhu berbanding lurus dengan pertambahan waktu yang membuktikan

bahwa rumus yang tertera diatas adalah benar.

e. Kapasitas kalor bergantung pada besarnya tegangan, arus, massa bahan,

perubahan suhu, dan juga waktu.

9. Referensi

Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall, NJ,

2000.

Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition,

John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.

10. Link rLab

http://sitrampil4.ui.ac.id/kr02