lap.akhir K-1

ABSTRAK

Berdasarkan teori bahwa energi potensial yang hilang sama dengan energi

kalor yang muncul, diperoleh nilai tara mekanik kalor, yaitu ekivalensi energi

mekanik dengan energi kalor.

1 kalori = 4,184 joule

Dalam praktikum kali ini tidak bisa dilepaskan dari hukum kekekalan

energi yang mendasarinya, yaitu dimana energi total tidak berkurang dan juga

tidak bertambah pada proses apapun, energi dapat dirubah dari suatu bentuk ke

bentuk lainnya tetapi jumlahnya konstan.

Selain itu juga asas black mendasari juga dimana kalor yang dikeluarkan

dari sistem tersebut sama dengan kalor yang didapat oleh sistem tersebut. Prinsip

inilah yang menjadi prinsip kerja pesawat Schoulholtz.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Berdasarkan hukum kekekalan energi, bahwa setiap energi tidak dapat

diciptakan atau dihilangkan, tetap energi dapat diubah dari satu bentuk energi

ke bentuk energi yang lainnya, tetapi perubahan tersebut tidak akan merubah

jumlah energi tersebut, sehingga membuat jumlah energi tersebut akan

berkurang.

Salah satu bentuk perubahan energi adalah perubahan energi mekanik

menjadi energi kalor. Besarnya energi mekanik yang diubah dengan energi

kalor yang dihasilkan dapat diubah dengan menggunakan suatu konstanta

pembanding yang disebut Tara mekanik – kalor.

Hal di atas melatarbelakangi percobaan kali ini, alat yang digunakan

yaitu pesawat schoulholts yang prinsip kerjanya berdasarkan asas black.

1.2 Masalah Identifikasi

Dalam percobaan ini masalah yang akan diidentifikasi yaitu :

Membandingkan tara mekanik panas yang didapat dari percobaan dengan

literatur yang ada

Menghitung banyaknya kalor yang diserap oleh pita nilon dengan

menggunakan tara mekanik literatur

Mengetahui pengaruh yang diakibatkan dari banyaknya lilitan pada sistem

pesawat Schurholtz.

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

Metoda yang digunakan dalam praktikum kali ini untuk menghitung tara

mekanik panas yaitu dengan menggunakan pesawat Schurlhotz, praktikan

memutar engkol pesawat dengan kecepatan yang konstan. Dari hasil putaran

tersebut maka timbul lah panas pada calorimeter. Semakin lama engkol

diputar, maka semakin besar panas yang dihasilkan. Dari data perubahan suhu

tersebutlah kemudian dapat dihitung berapa besarnya tara mekanik kalornya.

Untuk menentukan tara mekanik panas tidak dapat dilepaskan dari hukum

kekekalan energi karena disini hanya terjadi perubahan bentuk energi bukan

perubahan jumlah energi sehingga energi yang terjadi tetaplah sama seperti

energi awalnya.

1.5 Sistematika Penulisan

Laporan akhir statistika ini tersusun atas lima bab. Bab I yaitu

pendahuluan yang mempunyai enam subbab yaitu latar belakang,identifikasi

masalah, tujuan percobaan, metoda percobaan, sistematika penulisan dan

waktu dan tempat percobaan. Bab II yaitu tinjauan pustaka yang berisi tentang

teori dan hukum-hukum yng mendasari percobaan. Bab III yaitu metodologi

percobaan yang terdiri dari dua subab yaitu mengenai alat dan bahan

percobaan, dan prosedur percobaan. Bab IV yaitu data dan pembahasan yang

berisi data hasil percobaan beserta perhitungannya. Bab V merupakan bab

terakhir yang berisi kesimpulan dan saran.

.

1.6 Waktu dan Tempat Percobaan

Praktikum ini dilaksanakan pada tanggal 21 dan 28 Desember 2004 pada

pukul 14.00 – 17.00 WIB yang bertempat di Laboratorium Fisika Menengah

Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas

Padjadjaran Jl. Bandung – Sumedang Km 21 Jatinangor 45363.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

USAHA

Asas energi-usaha menjelaskan bahwa usaha gaya resultan yang dilakukan

terhadap sebuah partikel samadengan perubahan energi kinetik partikel tersebut.

Usaha sendiri dalam ilmu fisika dijelaskan sebagai gaya yang bekerja pada benda

sehingga membuat benda itu bergerak,baik bergerak dalam arah horizontal

maupun ke arah vertikal.

Besarnya usaha dapat didefinisikan dalam perumusan matematika sebagai berikut

W = F cos x = Fx . x

usaha adalah besaran skalar yang bernilai positif bila x dan Fx mempunyai tanda

yang sama dan bernilai negatif jika mereka mempunyai tanda yang berlawanan.

HUKUM KEKEKALAN ENERGI

Sebuah gaya dimana kerja yang dilakukan tidak bergantung pada lintasan

tetapi hanya pada posisi awal dan akhir disebut dengan gaya konservatif, salah

satunya yaitu gaya elastis dari sebuah pegas. Sedangkan gaya yang bergantung

pada lintasan disebut gaya non-konservatif, misalnya gaya gesekan.

Berdsarkan prinsip kerja energi, misalkan beberapa gaya bekerja pada

sebuah benda, maka:

W1 + W2 +...+ Wn = ∆K

Jika usaha total yang dilakukan benda oleh gaya-gaya konservatif adalah

ΣWc, usaha yang dilakukan oleh gesekan adalah Wf dan usaha total yang

dilakukan oleh gaya-gaya non-konservatif selain gesekan adalah ΣWnc, maka

persamaan diatas dapat kita tulis:

Σ Wc + Wf + ΣWnc = ∆K

Telah kita lihat bahwa masing-masing gaya konservatif dapat dikaitkan

dengan energi potensial dan gaya gesekan dikaitkan dengan energi dalam, yaitu;

Σ Wc = -Σ ∆P

Wf = -U

Jika disubtitusi, diperoleh:

ΣWnc = ∆K + Σ ∆P + U

Sekarang apapun Wnc, selalu dapat dibentuk macam tenaga baru yang lain,

yang bersesuaian dengan energi ini. Dengan demikian ΣWnc dapat dinyatakan

dengan suatu perubahan lain pada ruas kanan persamaan, sehingga teorema usaha-

energi selalu dapat dituliskan sebagai:

0 = ∆K + Σ ∆P + U + (perubahan energi bentuk lain)

Dengan demikian dapat kita simpulkan suatu pernyataan yang disebut Hukum

Kekekalan Energi :

“Energi total tidak dapat berkurang dan juga bertambah pada proses apapun.

Energi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya, dan dipindahkan dari satu

benda ke benda lain, tetapi jmlah totalnya tetap konstan“.

KALOR

Kalor merupakan energi yang ditransfer dari satu benda ke benda lainnya

karena adanya perbedaan temperature. Ketika dua buah benda yang suhunya

berbeda disentuhkan satu sama lain, akhirnya kedua benda tersebut akan mencapai

suhu yang sama. Dalam keadaan suhu yang sama ini, dikatakan bahwa keduanya

berada dalam kesetimbangan thermal. Satuan yang umum digunakan untuk kalor

adalah kilokalori (kkal) yang didefinisikan sebagi kalor yang dibutuhkan untuk

menaikkn temperatur 1 kg air sebesar 10C. Namun dalam satuan SI, satuan untuk

kalor sebagaimana untuk bentuk energi lain, adalah Joule.

Joseph Black merupakan orang pertama yang menyadari bahwa kenaikkan

suhu suatu benda dapat digunakan untuk menentukan banyaknya kalor yang

diserap oleh benda. Jika sejumlah kalor ∆Q menghasilkan perubahan suhu benda

sebesar ∆T, Kapasitas kalor C didefinisikan sebagai:

Dalam satuan SI, satuan kapasitas kalor adalah J/K.

Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menghasilkan perubahan suhu ∆T

ternyata sebanding dengan massa benda m dan perubahan suhunya. Di samping

itu, banyaknya kalor juga tergantung pada jenis benda.

Dimana besaran c disebut kalor jenis benda. Kalor jenis benda merupakan

karakteristik thermal suatu benda.

Tampak bahwa kalor jenis sama dengan kapasitas kalor per satuan massa,

sehingga satuan SI nya adalah J/Kg.K.

Joseph Black dengan percobaan kalorimeter-nya menemukan bahwa

banyknya kalor yang diserap benda yang dingin Q1 sama dengan banyaknya kalor

yang dilepas oleh benda yang panas Q2.

Qlepas = Qterima

Persamaan ini dikenal dengan Asas Black atau hukum kekekalan energi kalor

yang menyatakan bahwa kalor yang diterima sama dengan kalor yang dilepaskan.

TARA MEKANIK-KALOR

Berdasarkan pengamatan Thompson menyimpulkan bahwa kalor

dihasilkan oleh usaha yang dilakukan oleh kerja mekanis (misalnya gesekan). Satu

kalori didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk menikkan

suhu air sebesar 10C. Menindaklanjuti apa yang telah disimpulkan oleh

Thompson, James Prescot Joule melakukan percobaan untuk menghitung jumlah

energi mekanik yang ekivalen dengan kalor sebanyak 1 kalori. Berdasarkan teori

bahwa energi potensial yang hilang sama dengan energi kalor yang muncul,

diperoleh nilai tara mekanik kalor, yaitu ekivalensi energi mekanik dengan energi

kalor.

1 kalori = 4,184 joule

Untuk menunjukkan terjadinya fenomena pertukaran energi, dalam percobaan ini

digunakan pesawat schurholtz. Pesawat Schurholtz didasarkan pada asas Black yang

menyatakan bahwa kalor yang diberikan akan sama dengan kalor yang diterima jika

sistem tersebut dalam kondisi adiabatik prinsip kerja alat ini adalah merubah energi

mekanik hasil perputaran menjadi energi kalor yang ditimbulkan oleh efek gesekan

selama terjadinya perputaran.

Model untuk pesawat Schurholtz seperti pada gambar dibawah :

Dari gambar di atas kita dapat melihat bahwa pada lilitan pita tembaga

yang diberi beban diperoleh usaha sebesar :

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 kalor e (kal/J), sehingga untuk energi panas

yang dilepaskan menjadi :

kalor yang diterima oleh air :

kalor yang diterima oleh pita tembaga dan kalori meter :

Katrol, pada engkolnya

diisi termometer,

beban

Menurut asas black kalor yang dilepas sama dengan kalor yang diterima

sehingga :

Jadi tara antara energi mekanik dan energi panas dapat diketahui dengan

persamaan :

Dimana :

W = usaha (joule)

F = gaya (newton)

s = jarak (meter)

e = tara mekanik panas (kal/j)

ma = massa air (kg)

ca = kalor jenis air (kal/kg.C)

mkal= massa kalorimeter tembaga (kg)

T = perbedaan waktu selama n putaran (sekon)

n = banyak putaran

M = massa beban (kg)

g = percepatan grafitasi (m/s)

D = diameter kalori tembaga (m)

Karena adanya perputaran pada pesawat tersebut maka pita nilon akan

memberikan gesekan pada kalorimeter yang dipasang sehingga akan timbul kalor

pada kalorimeter tersebut yang diakibatkan gesekan tadi.

Oleh karena aksi = reaksi, maka dinding kalorimeter itu bekerja gaya yang

jumlahnya sama dengan berat beban G. Usaha yang dilakukan untuk satu putaran

sama dengan hasil kali berat G dengan keliling kalorimeter itu. Usaha mekanik ini

berubah menjadi panas yang akan menaikkan temperatur pita dan kalorimeter.

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

1. ALAT-ALAT PERCOBAAN

1. Pesawat Schurholz, bagian-bagian pesawat schurholz terdiri dari : beban,

engkol pemutar, pita tembaga, kalorimeter dan pegas pengait. Alat ini

digunakan sebagai objek dari percobaan untuk menentukan tara mekanik

panas.

2. Termometer Digital, alat ini digunakan untuk mengukur suhu akibat dari

gesekan antara pita tembaga dengan engkol pemutar.

3. Neraca Timbangan, digunakan untuk menimbang kalori meter tembaga

dan pita tembaga.

4. Gelas Ukur, digunakan untuk mengukur volume

2. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Menimbang kalorimeter alumunium pejal (pendek), tembaga pejal

(pendek) dan alumunium pejal (panjang).

2. Mengukur diameter luar kalori meter.

3. Memasang kalorimeter pada engkol yang tersedia.

4. Memasang pita nilon pada pegas yang telah dikaitkan, melilitkan pita

tersebut dua lilitan.

5. Memasang beban 5 kg pada ujung pita tembaga bagian bawah.

6. Memasukkan ujung probe termometer ke dalam kalori meter.

7. Mencatat suhu pada keadaan awal.

8. Memutar kalori meter dengan perioda yang konstan. Mengusahakan

sistem tersebut selalu mendekati adiabatik.

9. Mencatat kenaikkan suhu setiap 20 putaran, hingga 500 putaran, untuk

aluminium dan tembaga pendek, 1000 putaran untuk aluminium panjang.

10. Melakukan percobaan 3 sampai dengan 9 untuk tiga lilitan.Catatan :

BAB IV

DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. DATA

1. Massa dan Diameter Kalorimeter

kalorimeter Tembaga alumunium pendek alumunium panjang

massa (gram) 622.8 217.4 438.5

diameter (cm) 4.71 4.71 4.72

2. Kenaikkan suhu setiap 20 putaran

tembaga Alumunium Pendek

putaran

2 lilitan 3 lilitan

Putaran

2 lilitan 3 lilitan

T0 (°C) =

31.9

T0 (°C) =

31.1

T0 (°C) =

31.2

T0 (°C) =

32.2

T1 (°C) T1 (°C) T1 (°C) T1 (°C)

20 32.5 31.2 20 31.7 32.4

40 33 31.6 40 32.4 32.9

60 33.6 32 60 33.1 33.5

80 34.1 32.4 80 33.8 34.2

100 34.5 32.9 100 34.5 34.9

120 35 33.4 120 35.2 35.5

140 35.4 33.9 140 35.9 36.3

160 35.8 34.4 160 36.6 37

180 36.3 34.9 180 37.2 37.8

200 36.7 35.3 200 37.9 38.3

220 37.2 35.9 220 38.6 39

240 37.7 36.3 240 39.2 39.6

260 38.1 36.8 260 39.8 40.3

280 38.4 37.3 280 40.4 40.9

300 38.8 37.8 300 41 41.5

320 39.2 38.3 320 41.6 42

340 39.7 38.7 340 42.2 42.7

360 40 39.2 360 42.8 43.3

380 40.3 39.6 380 43.3 43.9

400 40.6 40.1 400 43.8 44.5

420 40.9 40.5 420 44.4 45

440 41.3 41 440 44.9 45.6

460 41.6 41.4 460 45.5 46.1

480 42 41.9 480 46 46.7

500 42.4 42.3 500 46.5 47.2

Alumunium Panjang

putaran

2 lilitan 3 lilitan

T0 (°C) =

32

T0 (°C) =

32.4

T1 (°C) T1 (°C)

20 32.7 32.5

40 33 32.6

60 33.4 32.9

80 33.7 33.3

100 34 33.6

120 34.4 34

140 34.7 34.4

160 35 34.7

180 35.4 35.1

200 35.7 35.4

220 36 35.8

240 36.3 36.2

260 36.7 36.5

280 37 36.8

300 37.3 37.2

320 37.6 37.5

340 37.9 37.8

360 38.2 38.2

380 38.6 38.5

400 38.8 38.8

420 39.1 39.1

440 39.4 39.4

460 39.7 39.8

480 40 40.1

500 40.3 40.4

520 40.6 40.7

540 40.8 41

560 41.2 41.3

580 41.4 41.6

600 41.6 41.9

620 41.9 42.2

640 42.1 42.5

660 42.4 42.8

680 42.6 43.1

700 42.9 43.4

720 43.1 43.7

740 43.4 43.9

760 43.6 44.2

780 43.8 44.5

800 44.1 44.8

820 44.3 45.1

840 44.5 45.3

860 44.7 45.6

880 44.9 45.9

900 45.2 46.1

920 45.4 46.4

940 45.6 46.7

960 45.8 46.9

980 46 47.2

1000 46.2 47.4

4.2. PEMBAHASAN

1. Menghitung harga Tara Mekanik-Kalor dan sesatannya

-Tara mekanik-kalor tembaga dengan 2 lilitan

Dengan cara yang sama, maka diperoleh:

2 Lilitan 3 Lilitan

Putaran e (kal/J) sesatan e (kal/J) sesatan

20 0.2372 0.00201 0.03953 0.00034

40 0.21743 0.00184 0.09883 0.00085

60 0.22402 0.00189 0.1186 0.00102

80 0.21743 0.00183 0.12848 0.0011

100 0.20557 0.00173 0.14232 0.00121

120 0.20425 0.00171 0.15154 0.00129

140 0.19767 0.00165 0.15813 0.00134

160 0.19272 0.00161 0.16307 0.00138

180 0.19327 0.00161 0.16692 0.00141

200 0.18976 0.00158 0.16604 0.0014

220 0.19048 0.00158 0.17251 0.00145

240 0.19108 0.00158 0.17131 0.00143

260 0.18854 0.00156 0.17334 0.00145

280 0.18355 0.00152 0.17507 0.00146

300 0.18185 0.0015 0.17658 0.00147

320 0.18037 0.00148 0.1779 0.00148

340 0.18139 0.00149 0.17674 0.00146

360 0.1779 0.00146 0.1779 0.00147

380 0.17478 0.00143 0.17686 0.00146

400 0.17197 0.00141 0.1779 0.00147

420 0.16943 0.00139 0.17696 0.00146

440 0.16891 0.00138 0.1779 0.00146

460 0.16673 0.00136 0.17704 0.00145

480 0.16637 0.00136 0.1779 0.00146

500 0.16604 0.00135 0.17711 0.00145

Alumunium Pendek

2 Lilitan 3 Lilitan


20 0.16125 0.00141 0.0645 0.000537

40 0.1935 0.00168 0.11287 0.000939

60 0.20425 0.00177 0.13975 0.00116

80 0.20962 0.00181 0.16125 0.001338

100 0.21285 0.00183 0.17415 0.001444

120 0.215 0.00184 0.17737 0.001469

140 0.21653 0.00185 0.18889 0.001564

160 0.21768 0.00185 0.1935 0.0016

180 0.215 0.00182 0.20066 0.001658

200 0.21607 0.00183 0.19672 0.001624

220 0.21695 0.00183 0.19936 0.001645

240 0.215 0.00181 0.19887 0.001639

260 0.21334 0.00179 0.20094 0.001655

280 0.21192 0.00178 0.20041 0.00165

300 0.2107 0.00176 0.19995 0.001644

320 0.20962 0.00175 0.19753 0.001624

340 0.20867 0.00174 0.19919 0.001636

360 0.20783 0.00173 0.19887 0.001633

380 0.20538 0.0017 0.19859 0.001629

400 0.20317 0.00168 0.19833 0.001626

420 0.20271 0.00168 0.19657 0.00161

440 0.20083 0.00166 0.19643 0.001608

460 0.20051 0.00165 0.1949 0.001595

480 0.19887 0.00164 0.19484 0.001593

500 0.19737 0.00162 0.1935 0.001581

Alumunium Panjang

2 Lilitan 3 Lilitan


20 0.45437 0.00386 0.06491 0.00055

40 0.32455 0.00275 0.06491 0.00055

60 0.30291 0.00257 0.10818 0.00092

80 0.27587 0.00233 0.14605 0.00123

100 0.25964 0.00219 0.15578 0.00132

120 0.25964 0.00219 0.17309 0.00146

140 0.25037 0.00211 0.18546 0.00156

160 0.24341 0.00205 0.18662 0.00157

180 0.24521 0.00206 0.19473 0.00163

200 0.24017 0.00201 0.19473 0.00163

220 0.23604 0.00197 0.20063 0.00168

240 0.23259 0.00194 0.20555 0.00171

260 0.23467 0.00196 0.20472 0.0017

280 0.23182 0.00193 0.204 0.0017

300 0.22935 0.00191 0.20771 0.00172

320 0.22718 0.00189 0.2069 0.00171

340 0.22528 0.00187 0.20618 0.00171

360 0.22358 0.00185 0.20915 0.00173

380 0.22548 0.00186 0.20839 0.00172

400 0.22069 0.00182 0.20771 0.00171

420 0.21946 0.00181 0.20709 0.0017

440 0.21833 0.0018 0.20653 0.0017

460 0.21731 0.00179 0.20884 0.00171

480 0.21637 0.00178 0.20825 0.00171

500 0.2155 0.00177 0.20771 0.0017

520 5.58224 0.0458 0.20721 0.0017

540 2.85603 0.02342 0.20675 0.00169

560 1.99057 0.0163 0.20632 0.00168

580 1.52538 0.01248 0.20592 0.00168

600 1.24627 0.01019 0.20555 0.00167

620 1.07101 0.00875 0.2052 0.00167

640 0.93656 0.00764 0.20487 0.00167

660 0.84383 0.00688 0.20456 0.00166

680 0.76449 0.00623 0.20427 0.00166

700 0.70752 0.00576 0.204 0.00165

720 0.655 0.00533 0.20374 0.00165

740 0.61664 0.00501 0.20175 0.00163

760 0.5792 0.0047 0.20156 0.00163

780 0.5471 0.00444 0.20139 0.00163

800 0.52361 0.00424 0.20122 0.00162

820 0.49899 0.00404 0.20106 0.00162

840 0.47728 0.00386 0.19937 0.00161

860 0.45797 0.00371 0.19926 0.0016

880 0.4407 0.00356 3.35761 0.02701

900 0.4284 0.00346 3.57148 0.02871

920 0.41419 0.00334 3.77606 0.03033

940 0.40126 0.00324 3.97193 0.03187

960 0.38946 0.00314 4.15964 0.03336

980 0.37864 0.00305 4.33968 0.03477

1000 0.36869 0.00297 4.51253 0.03614

2. Menghitung Nilai terbaik dan sesatannya, menggunakan rumus:

Tara mekanik-kalor terbaik tembaga dengan 2 lilitan:

Dengan cara yang sama, maka didapat:

tembaga

2 lilitan 3 lilitan

0.189548 0.01929 0.15906 0.03255

Alumunium pendek

2 lilitan 3 lilitan

0.206584 0.01166 0.18312 0.03256

Alumunium panjang

2 lilitan 3 lilitan

0.61861 0.86905 0.71854 1.32769

3. Membandingkan Harga Tara Mekanik-Kalor dengan Literatur

e literatur = 0,24

KSR = x 100 %

Membandingkan Tara mekanik-kalor tembaga 2 lilitan dengan literatur:

KSR = x 100 %= 21.0218%


tembaga

2 lilitan 3 lilitan

KSR KP KSR KP

21.0218 78.9782 33.7255 66.2745

Alumunium pendek

2 lilitan 3 lilitan

KSR KP KSR KP

13.9234 86.0766 23.7014 76.2986

Alumunium panjang

2 lilitan 3 lilitan

KSR KP KSR KP

6.72217 93.2778 19.8623 80.1377

4. Analisa terhadap Hasil Perhitungan

Dari hasil data dan perhitungan yang diperoleh dapat disimpulkan

bahwa semakin banyak lilitan akan menyebabkan semakin besar gesekan

yang terjadi sehingga perubahan suhunya juga semakin cepat, namun

jumlah kenaikkan suhunya tidak jauh berbeda dengan percobaan dua

lilitan, sehingga sebenarnya jumlah lilitan tidak berpengaruh pada

besarnya nilai tara mekanik-kalor. Dengan perputaran engkol yang

konstan maka perubahan suhu yang terjadi juga akan konstan, semakin

banyak putaran yang dilakukan maka semakin besar pula panas yang

dihasilkan. Karena energi mekanik yang diubah menjadi energi kalor juga

banyak.

Jika dilihat dari jumlah lilitan, percobaan dengan tiga lilitan

ketelitiannya lebih kecil dari pada percobaan dua lilitan. Misalnya pada:

tembaga

2 lilitan 3 lilitan

KSR KP KSR KP

21.0218 78.9782 33.7255 66.2745

Kesalahan yang terjadi pada percobaan ini disebabkan ketika

memutar engkol seringkali tidak konstan, apalagi pada awal-awal putaran,

sehingga kenaikkan suhu dari suhu awal ke kenaikkan suhu pertama tidak

sama dengan kenaikkan suhu berikutnya. Kesalahan lain yaitu ketika

menimbang massa kalorimeter dan mengukur diameter kalorimeter.

Sebelum menimbang harusnya alat tersebut dikalibrasi terlebih dahulu.

Kesalahan pembacaan alat juga merjadi salah satu penyebab

ketidaktelitian.

5. Membuat Grafik Kenaikkan Suhu terhadap Banyaknya Putaran

(Tembaga, 2 lilitan)

grafik kenaikan suhu terhadap banyaknya putaran

0

510

1520

2530

3540

45

20 60 100

140

180

220

260

300

340

380

420

460

500

banyak putaran

ken

aika

n s

uh

u

(Alumunium Pendek, 2 lilitan)


05

101520253035404550

20 60 100

140

180

220

260

300

340

380

420

460

500

banyak putaran

ken

aika

n s

uh

u

(Alumunium Panjang, 2 lilitan)


05

101520253035404550

20 100

180

260

340

420

500

580

660

740

820

900

980

banyak putaran

ken

aika

n s

uh

u

(tembaga, 3 lilitan)


05

101520

253035

4045

20 60 100

140

180

220

260

300

340

380

420

460

500

banyak putaran

ken

aika

n s

uh

u

(Alumunium Pendek, 3 lilitan)


05

101520253035404550

20 60 100

140

180

220

260

300

340

380

420

460

500

banyak putaran

ken

aika

n s

uh

u

(Alumunium Panjang, 3 lilitan)


0

10

20

30

40

50

60

20 100

180

260

340

420

500

580

660

740

820

900

980

banyak putaran

ken

aika

n s

uh

u

6. Menghitung Tara Mekanik-Panas berdasarkan Grafik

Y = at x + bt

T = n + bt

jadi ; at = dimana

Untuk tembaga dengan 2 lilitan :

at = 0.02032


2 lilitan 3 lilitan

Tembaga

Alumunium

pendek

Alumunium

panjang Tembaga

Alumunium

pendek

Alumunium

panjang

e (kal/J) e (kal/J) e (kal/J) e (kal/J) e (kal/J) e (kal/J)

0.16066 0.19917 0.18005 0.18635 0.20239 0.20109

7. Membandingkan Tara Mekanik-Kalor Grafik dengan Tara Mekanik-

Kalor Hasil Perhitungan

KSR = x 100 %

KP = 100% - KSR

Membandingkan Tara mekanik-kalor tembaga 2 lilitan grafik dengan

hasil perhitungan:

KSR = x 100 %=15,23%

KP = 100% - 15,23% = 84,77%


tembaga

2 lilitan 3 lilitan

KSR KP KSR KP

15.23 84.77 17.16 82.84

Alumunium Pendek

2 lilitan 3 lilitan

KSR KP KSR KP

3.58 96.41 10.52 89.47

Alumunium panjang

2 lilitan 3 lilitan

KSR KP KSR KP

19.57 80.42 4.55 95.44

8. Membandingkan Tara Mekanik-Kalor Grafik dengan Literatur

KSR = x 100 %

KP = 100% - KSR

Membandingkan Tara mekanik-kalor tembaga 2 lilitan grafik dengan

literatur:

KSR = x 100 %=33,06%%

KP = 100% - 33,06% = 66,94%


tembaga

2 lilitan 3 lilitan

KSR KP KSR KP

33.05744903 66.942551 22.35059418 77.64940582

Alumunium Pendek

2 lilitan 3 lilitan

KSR KP KSR KP

17.01159564 82.9884044 15.66787147 84.33212853

Alumunium panjang

2 lilitan 3 lilitan

KSR KP KSR KP

24.97840888 75.0215911 16.21225411 83.78774589

9. Analisa Grafik Kenaikkan Suhu terhadap Banyaknya Putaran

Dari grafik yang didapat pada semua kalorimeter,grafik menunjukan

linier,banyaknya putaran berbanding lurus terhadap kenaikan suhu, hal ini

karena semakin banyak putaran maka semakin banyak pula gesekan yang

terjadi antara pita nilon dengan dinding luar kalorimeter sehingga kalor

yang diterinma oleh pta nilon pun semakin besar.

Berdasarkan hasil perbandingan nilai tara mekaik kalor antara hasil

perhitungan dengan garfik diperoleh ketelitian yang cukup besar, berarti

nilai tara mekanik-kalor grafik dengan perhitungan tidak jauh berbeda.

Namun berdasarkan perbandingan antara tara mekanik-kalor grafik dengan

literatur ketelitiannya lebih kecil jika dibandingkan dengan perhitungan.

Salah satunya yaitu pada percobaan dengan kalorimeter

alumunium panjang, dua lilitan. Jika hasil grafik dibandingkan dengan

hasil perhitungan maka diperoleh:

KSR KP

19.57 80.42

Sedangkan jika hasil grafik dibandingkan dengan literatur maka diperoleh:

KSR KP

24.97840888 75.0215911

Hal ini berarti nilai tara mekanik-kalor grafik lebih mendekati nilai tara

mekanik-kalor percobaan.

10. Menghitung banyaknya kalor yang diserap pita nilon

W.e = Qkalorimeter + Qpita

Kalor yang diserap pita nilon untuk tembaga dengan 2 lilitan:

= 0.40611 kal


putaran

Tembaga

putaran

Alumunium Pendek

2 lilitan 3 lilitan 2 lilitan 3 lilitan

Q (kal) Q (kal) Q (kal) Q (kal)

20 0.40611 29.05491 20 11.41417 25.43647

40 6.54198 40.92054 40 13.48014 36.85064

60 6.94809 52.78617 60 15.54611 43.59071

80 13.084 64.6518 80 17.61208 45.65668

100 24.9496 70.78766 100 19.67804 47.72264

120 31.0855 76.92353 120 21.74401 54.46271

140 42.9511 83.0594 140 23.80998 51.85458

160 54.8167 89.19527 160 25.87595 53.92055

180 60.9526 95.33114 180 32.61602 51.31242

200 72.8182 107.1968 200 34.68199 62.72659

220 78.9541 107.6029 220 36.74796 64.79256

240 85.0899 119.4685 240 43.48803 71.53263

260 96.9556 125.6044 260 50.22809 73.59859

280 114.551 131.7402 280 56.96816 80.33866

300 126.417 137.8761 300 63.70823 87.07873

320 138.282 144.012 320 70.4483 98.4929

340 144.418 155.8776 340 77.18837 100.5589

360 162.013 162.0135 360 83.92844 107.2989

380 179.609 173.8791 380 95.34261 114.039

400 197.204 180.015 400 106.7568 120.7791

420 214.8 191.8806 420 113.4968 132.1932

440 226.665 198.0165 440 124.911 138.9333

460 244.261 209.8821 460 131.6511 150.3475

480 256.126 216.018 480 143.0653 157.0876

500 267.992 227.8836 500 154.4794 168.5017

putaran

Alumunium Panjang

2 lilitan 3 lilitan

Q (kal) Q (kal)

20 -31.1357 25.43077

40 -24.5605 50.86154

60 -27.4129 57.43681

80 -20.8377 54.58434

100 -14.2624 61.15961

120 -17.1149 58.30713

140 -10.5396 55.45465

160 -3.96433 62.02992

180 -6.81681 59.17744

200 -0.24153 65.75272

220 6.333738 62.90024

240 12.90901 60.04776

260 10.05653 66.62303

280 16.6318 73.1983

300 23.20707 70.34582

320 29.78235 76.9211

340 36.35762 83.49637

360 42.93289 80.64389

380 40.08041 87.21916

400 56.08343 93.79443

420 62.6587 100.3697

440 69.23398 106.945

460 75.80925 104.0925

480 82.38452 110.6678

500 88.95979 117.243

520 95.53506 123.8183

540 111.5381 130.3936

560 108.6856 136.9689

580 124.6886 143.5441

600 140.6916 150.1194

620 147.2669 156.6947

640 163.2699 163.2699

660 169.8452 169.8452

680 185.8482 176.4205

700 192.4235 182.9958

720 208.4265 189.571

740 215.0018 205.574

760 231.0048 212.1493

780 247.0078 218.7246

800 253.5831 225.2999

820 269.5861 231.8751

840 285.5892 247.8782

860 301.5922 254.4534

880 317.5952 261.0287

900 324.1705 277.0317

920 340.1735 283.607

940 356.1765 290.1823

960 372.1795 306.1853

980 388.1826 312.7606

1000 404.1856 328.7636

11. Menghitung Nilai terbaik dan sesatannya, menggunakan rumus:

Tara mekanik-kalor terbaik tembaga dengan 2 lilitan:

113,92 kal

Dengan cara yang sama, maka didapat:

tembaga

2 lilitan 3 lilitan

)(kalQ

113.92 85.453 127.667 57.361

Alumunium Pendek

2 lilitan 3 lilitan

62.755 44.927 85.5643 41.081

Alumunium Panjang

2 lilitan 3 lilitan

129.02 131.12 144.477 84.997

11. Analisa pengaruh lilitan terhadap sistem

Jika lilitan pita nilon ditambah, berdasarkan hasil percobaan yang

telah dilakukan, bahwa percobaan dengan 3 lilitan pita kenaikkan

suhunya lebih cepat dari pada dengan 2 lilitan pita. Hal ini disebabkan

gesekkan yang dihasilkan lebih besar. Sedangkan setelah dihitung

besarnya kalor yang diserap pita nilon, terlihat bahwa 3 lilitan pita lebih

banyak menyerap kalor dibandingkan dengan 2 lilitan pita. Jadi dapat

disimpulkan bahwa banyaknya lilitan berpengaruh dalam sistem, namun

tidak mempengaruhi nilai tara mekanik-kalor, karena tara mekanik-kalor

hanya berpengaruh pada perubahan suhu dan banyaknya putaran.

Sedangkan besarnya kenaikkan suhu baik dengan 2 lilitan maupun

dengan 3lilitan adalah konstan, selama pemutaran engkolnya juga

konstan.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari praktikum kita dapat menyimpulkan bahwa energi dapat

berubah dari bentuk energi mekanik menjadi energi kalor seperti dalam

percobaan. Energi mekanik yang dihasilkan dari pemutaran engkol

menyebabkan penambahan suhu pada kalorimeter. Penambahan suhu

tersebut diakibatkan karena adanya gesekan yang terjadi antara dinding

luar kalorimeter dengan pita nilon yang dihubungkan dengan engkol,

dengan perputaran yang konstan akan diperoleh perubahan suhu yang

konstan. Karena banykanya putaran berbanding lurus dengan kenaikkan

suhu, maka semakin banyak putaran yang dilakukan mengakibatkan suhu

semakin naik.

Tara mekanik-kalor merupakan perbandingan antara energi

mekanik yang diubah menjadi energi kalor dengan benyaknya energi kalor

yang dihasilkan. Energi mekanik sendiri dapat dihitung berdasarkan massa

beban, percepatan gravitasi, keliling pita dan banyaknya putaran.

Sedangkan energi kalor dapat dihitung dari massa kalorimeter, kalor jenis

kalorimeter, dan perubahan suhu yang dihasilkan. Sehingga diperoleh nilai

tara mekanik-kalor terbaik sbb:

tembaga

2 lilitan 3 lilitan

0.189548 0.01929 0.15906 0.03255

Alumunium pendek

2 lilitan 3 lilitan

0.206584 0.01166 0.18312 0.03256

Alumunium panjang

2 lilitan 3 lilitan

0.61861 0.86905 0.71854 1.32769

Karena system dihubungkan dengan pita nilo, maka sebagian

energi kalor yang dihasilkan akan diserap oleh pita nilon. Dengan kata lain,

kalor yang diserap pita nilon adalah selisih antara besarnya energi mekanik

dengan kalor yang diserap kalorimeter. Tara mekanik-kalor yang

digunakan adalah tara mekanik-kalor literature. Sehingga diperoleh nilai

kalor yang diserap pita nilon terbaik sbb:

tembaga

2 lilitan 3 lilitan

)(kalQ

113.92 85.453 127.667 57.361

Alumunium Pendek

2 lilitan 3 lilitan

62.755 44.927 85.5643 41.081

Alumunium Panjang

2 lilitan 3 lilitan

129.02 131.12 144.477 84.997

Penambahan lilitan akan mempengaruhi perubahan suhu yang

terjadi akan tetapi tidak akan berpengaruh besar dalam perbandingan

dengan energi kalor yang dihasilkan. Semakin banyak lilitannya maka

semakin cepat perubahan suhu yang terjadi.

5.2 Saran

Dalam praktikum, praktikan saat melakukan putaran pada engkol

duisarankan konstan agar perubahan suhu yang dihasilkan juga konstan,

meskipun perubahannya kecil namun akan sangat berpengaruh pada

perhitungan. Ketelitian dan ketepatan dalam pembacaan skala juga

mempengaruhi , sebelum melakukan percobaan sebaiknya alat yang

digunakan untuk mengukur dikalibrasi terlebih dahulu.

DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, C Douglas. Fisika Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga. 2001.

Sutrisno dan Tan Ik Gie. Fisika Dasar Listrik Magnet dan Termofisika Listrik.,

Bandung: ITB. 1983.

Resnick, Halliday. Fisika Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga. 1987.

lap.akhir K-1

Documents

Transcript of lap.akhir K-1