LAPORAN PRAKTIKUM

Nama/NPM : Cecilia Ratna P S

NPM : 1206244586

Fak/Prog. Studi : Teknik / Teknik Sipil

Group : Group B7

No. & Nama Percobaan : KR02 – Calori Work

Minggu Percobaan : Ke-3

Tanggal Percobaan : 17 Oktober 2012

Laboratorium Fisika Dasar

UPP IPD

Universitas Indonesia

KR02 - Calori Work

A. Tujuan

Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.

B. 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

C. Teori

Hukum 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 :

Dimana

W = energi listrik ( joule )

v = Tegangan listrik ( volt )

i = Arus listrik ( Ampere )

t = waktu / lama aliran listrik ( sekon )

Kalor adalah suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang menyebabkan benda

tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya.

Kapasitas kalor (C) : jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur suatu benda

atau sampel bahan sebesar 1 Co.

Q = C T

Kapasitas panas dari beberapa benda, sebanding dengan massanya, maka lebih mudah bila

didefinisikan kalor jenis, c :

Kalor jenis (c) : jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur dari 1 gr massa

bahan sebesar 1 Co.

Q = m c T

T2

Bila harga c tidak konstan : Q = m c dT

T1

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.

D. 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, menunggu hingga

mendekati temperatur awal saat diberikan V0 .

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

E. Pengolahan Data

a. Pada saat V0

Waktu I V Temp

3 23.84 0.00 16.5

6 23.84 0.00 16.5

9 23.84 0.00 16.5

12 23.84 0.00 16.5

15 23.84 0.00 16.5

18 23.84 0.00 16.5

21 23.84 0.00 16.6

24 23.84 0.00 16.6

27 23.84 0.00 16.5

30 23.84 0.00 16.5

b. Pada saat V1

Waktu I V Temp

3 35.48 0.67 16.6

6 35.48 0.67 16.6

9 35.48 0.67 16.9

12 35.48 0.67 17.1

15 35.48 0.67 17.2

18 35.48 0.67 17.4

21 35.48 0.67 17.5

24 35.48 0.67 17.6

27 35.48 0.67 17.8

30 35.48 0.67 17.9

c. Pada saat V2

Waktu I V Temp

3 51.79 1.62 17.9

6 51.79 1.62 18.2

9 51.79 1.62 19.0

12 51.79 1.62 19.9

15 51.90 1.62 20.9

18 51.79 1.62 21.7

21 51.90 1.62 22.4

24 51.79 1.62 23.1

27 51.79 1.62 23.6

30 51.79 1.62 24.2

d. Pada saat V3

Waktu I V Temp

3 42.43 1.08 23.4

6 42.43 1.08 23.1

9 42.43 1.08 23.0

12 42.55 1.08 22.9

15 42.43 1.08 22.9

18 42.55 1.08 22.9

21 42.43 1.08 23.0

24 42.43 1.08 23.0

27 42.55 1.08 22.9

30 42.43 1.08 22.9

F. Tugas & Evaluasi

1. Berdasarkan data yang di dapat , Buatlah grafik yang menggambarkan hubungan

antara temperatur dan waktu untuk setiap tegangan yang diberikan ke kawat

konduktor.

Grafik T vs t pada V0 (V=0.00)

Grafik T vs t pada V1 (V=0.67)

16,44

16,46

16,48

16,5

16,52

16,54

16,56

16,58

16,6

16,62

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Suh

u

Grafik Hubungan Suhu dengan Waktu

15,5

16

16,5

17

17,5

18

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Suh

u

Grafik Hubungan Suhu dengan Waktu

Grafik T vs t pada V2 (V=1.62)

Grafik T vs t pada V3 (V=1.08)

2. Untuk tegangan V1 , V2 dan V3 , hitunglah nilai kapasitas panas ( c ) dari kawat

konduktor yang digunakan.

Pada V1

Diketahui:

v = 1,62 V

i = 35,48 mA

ΔT = 0,74°c

0

5

10

15

20

25

30

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Suh

u

Grafik Hubungan Suhu dengan Waktu

22,6

22,7

22,8

22,9

23

23,1

23,2

23,3

23,4

23,5

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Suh

u

Grafik Hubungan Suhu dengan Waktu

Δt = (30-3) s = 27 s

massa = 2 gram

Ditanya : C

Dijawab:

= 0,67 . 35,48 . 27. 0,239

= 153,4 . kal

C = 105,3 / (17,26-16,52)

= 142,30 kal/°c

Pada V2

Diketahui:

v = 1,62 V

i = 51,81 mA

ΔT = 21,09 - 16,52 = 4,57°c

Δt = (30-3) s = 27 s

massa = 2 gram

Ditanya : C

Dijawab:

= 1,62 . 51,81 . 27. 0,239

= 541,6 kal

C = 541,6 / 4,57

= 118,5 kal/°c

Pada V3

Diketahui:

v = 1,08 V

i = 42,47

ΔT = 23- 16,52 = 6,48°c

Δt = (30-3) s = 27 s

massa = 2 gram

Ditanya : C

Dijawab:

= 1,08 . 42,47 . 27. 0,239

= 296 kal

C = 296 / 6,48

= 45,6 kal/°c

kal/°c

Maka, kapasitas kalor yang digunakan pada percobaan ini adalah:

kal/°c

3. Berdasarkan nilai c yang saudara peroleh, tentukan jenis kawat konduktor yang

digunakan.

C = 102,13 kal/°c

Maka c (kalor jenis) adalah kapasitas kalor per massa

Berdasarkan literature c perak =

perak = 55.2 kal/grC0

Kesalahan literatur :

Jadi, jenis kawat yang digunakan adalah perak.

4. Berilah analisis dari hasil percobaan ini.

a. Analisis grafik

Pada grafik yang didapat dari hasil percobaan Calori Work, dapat dilihat bahwa bahwa

perubahan suhu berbanding lurus dengan besar tegangan yang diberikan. Pada grafik T vs t

yang pertama (V0), garis hampir menunjukkan garis lurus karena seharusnya temperature

tidak akan berubah karena tidak ada energy yang dialirkan. Hal ini karena tidak ada tegangan

yang diberikan atau tegangan = 0. Tetapi garis tidak menunjukkan garis yang lurus, hal ini

disebabkan karena terjadinya kesalahan dalam melakukan percobaan.

Begitu juga dengan grafit T vs t yang kedua dan ketiga (V1 dan V2), kedua grafik ini

hampir menunjukkan garis lurus, tetapi dari grafik ini terlihat jelas bahwa waktu tegangan

sebanding dengan temperature. Berbeda dengan grafik keempat (V3), sebenarnya grafik ini

juga menunjukkan bahwa temperature dengan tegangan berbanding lurus, dalam grafik

hampir lurus, tetapi yang ditunjukkan dari grafik keempat ini adalah bila tegangan mengalami

penurunan begitu juga dengan temperatur.

Hampir semua grafik yang didapat dari hasil percobaan menunjukkan garis lurus atau

linear, sehingga dapat kita simpulkan bahwa perubahan suhu berbanding lurus dengan besar

tegangan yang diberikan. Tetapi tidak sepenuhnya garis yang terbentuk membentuk garis

lurus (linear), hal ini disebabkan oleh berbagai macam kesalahan yang terjadi selama

percobaan.

c

b. Analisis percobaan

Pada percobaan remote lab ini praktikan berkesempatan untuk melakukan percobaan

dengan judul Calori Work. Percobaan Calori Work ini bertujuan untuk menghitung nilai

kapasitas kalor suatu kawat konduktor. Percobaan Calori Work ini adalah percobaan

pengaliran listrik pada jenis kawat tertentu untuk membuktikan kebenaran hokum kekekalan

energy. Dimana hukum itu mengatakan bahwa energi tidak akan hilang tetapi energi dapat

berubah bentuk. Energi yang akan dirubah melalui percobaan calory work ini adalah energy

listrik, yang akan diubah menjadi energi panas.

Untuk memulai percobaan, praktikan harus log in ke eLaboratory dan juga login ke

remote lab. Setelah berhasil masuk ke r lab, praktikan diharuskan untuk mengaktifkan

webcam. Agar memudahkan dalam penvisualisasian pengunaan alat serta bagaimana cara

kerja alat. Selain itu agar praktikan dapat melihat suhu yang tertera. Hal ini bertujuan agar

praktikan dapat melihat perubahan suhu yang terjadi sehingga sebelum praktikan merubah

tegangan, suhu kembali pada suhu awal.

Setelah itu praktikan melanjutkan percobaan dengan cara mengganti tegangan dengan V0,

V1, V2, serta V3. Kemudian nyalakan power supply dan ukur. Pada percobaan ini data

diambil dengan interval 3 detik selama 10 kali tiap tegangan. Pada tegangan pertama, yaitu 0

volt terlihat bahwa temperature tidak memliki perubahan yang signifikan. Walaupun sempat

naik, tetapi kemudian temperatur stabil kembali dan kemudian turun dan kembali ke

temperatur awal dan stabil kembali. Perubahan temperatur yang hampir tidak terjadi ini

menunjukkan bahwa ketika tegangan = 0, tidak ada energi yang dihasilkan. Hal ini sesuai

dengan W=v.i.t. Dimana ketika 0 dimasukkan sebagai pengganti V, hasilnya adalah 0, yang

berarti energi = 0 atau tidak ada energi yang dihasilkan.

Kemudian pada V1, V2, dan V3, tegangan selalu naik, kecuali pada V3. Pada saat

tegangan naik ini dapat dilihat bahwa temperatur juga selalu menunjukkan penambahan suhu.

Begitu juga dengan arus, bila tegangannya dinaikkan, arus juga menunjukkan penambahan

angka. Dan ketika tegangan diturunkan (pada V3), terlihat bahwa temperature pun menurun

seiring berjalannya waktu. Arus juga ikut menurun ketika tegangan diturunkan.

Dari percobaan tersebut dapat dikatakan bahwa temperature dan tegangan sebanding.

Karena ketika tegangannya dinaikkan, temperature pun selalu menunjukkan kenaikan angka.

Namun ketika tegangan diturunkan, temperature menunjukkan penurunan. Hal itu juga terjadi

pada arus. Hal ini menunjukkan bahwa tidak hanya tegangan dan temperature saja yang

berbanding lurus, tapi juga arus.

c. Analisis data

Dari percobaan Calori Work yang telah dilakukan, didapatkan data-data yang kemudian

diolah dan dapat dikatakan bahwa arus, temperature, dan tegangan berbanding lurus. Hal ini

sesuai dengan yang dinyatakan dalam hukum kekekalan energy

Selain itu, praktikan juga mendapatkan nilai kapasitas kalor kawat konduktor:

1. V = 0,67; C = 142,30 kal/°c

2. V = 1,62; C = 118,5 kal/°c

3. V = 1,08; C = 45,6 kal/°c

Pada percobaan ini pula, praktikan mendapatkan jenis bahan yang digunakan sebagai

kawat konduktor dengan nilai kapasitas kalor kawat konduktor. Dengan pendekatan nilai

kalor jenis praktikan menentukan bahan apa ang digunakan. Didapatkan nilai kalor jenis

sebesar 51,065 kal/gr°c. Dengan pendekatan nilai kalor jenis, berdasarkan literature, nilai kalor jenis

yang didapat praktikan mendekati nilai kalor jenis perak, yaitu sebesar 55,2 kal/gr°c. Sehingga

praktikan menyimpulkan bahwa jenis kawat yang digunakan adalah perak dengan kesalahan literature

sebesar 7.49%.

G. Kesimpulan

Jenis kawat yang digunakan dalam percobaan ini adalah kawat perak dengan kesalahan

relative sebesar 7.49%

Kapasitas kalor suatu bahan dapat dicari menggunakan percobaan ini dan menggunakan

persamaan-persamaan sebagai berikut :

W = v.i.t

W = Q

Q = m.c. ∆T

C = m.c

C = Q/∆T

Dari percobaan ini terlihat bahwa waktu tegangan dan temperature berbanding lurus,

ketika waktu meningkat, temperatur juga meningkat. Begitu pula sebaliknya, ketika

waktu tegangan menurun, temperature pun menurun.

H. 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.