Laporan Praktikum Fisika Dasar I Calori Work

CALORI WORK Laporan Remote Lab KR-02

Nama : Andrea Devina

NPM : 1406575393

Fakultas : Teknik

Program Studi : Teknologi Bioproses

UNIT PELAKSANA PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN DASAR

(UPP-IPD)

UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK

P a g e | 1

Calori Work

I. Tujuan

Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.

II. 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

III. Teori

Energi merupakan kemampuan suatu benda untuk melakukan usaha(kerja) atau gerak.

Dalam sistem internasional (SI), energi dinyatakan dalam satuan joule (J). Satuan energi yang

lain adalah kalori. Satuan kalori biasanya digunakan untuk menyatakan besar energi panas

(kalor).

1 joule = 0,24 kalori

Energi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Seringkali perubahan energi

melibatkan perpindahan energi dari satu benda ke benda lainnya, dan diiringi dengan adanya

kerja. Namun, jika energi tersebut dipindahkan atau diubah, tidak ada energi yang hilang

pada proses tersebut, maka inilah yang disebut dengan hukum kekekalan energi, yang

berbunyi :

“Energi total tidak berkurang dan juga tidak bertambah pada proses apa pun. Energi

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

lainnya, tetapi jumlah totalnya tetap konstan.”

P a g e | 2

Atau dapat dirumuskan dengan :

E awal = E akhir

Berikut merupakan macam-macam bentuk energi yaitu :

Energi panas adalah energi yang dimiliki oleh benda-benda yang dapat menimbulkan

panas atau kalori. Contohnya: matahari dan api

Energi kimia adalah energi yang terkandung dalam zat-zat kimia yang dihasilkan

dari reaksi kimia. Contohnya: batu baterai dan accu

Energi listrik adalah energi yang dimiliki oleh alat-alat listrik. Contohnya: strika

listrik dan dinamo

Energi bunyi adalah energi yang terkandung dalam benda-benda yang dapat

menghasilkan bunyi. Contohnya: sirine dan lonceng

Energi nuklir adalah energi yang terkandung dalam inti atom. Contohnya: ledakan

bom atom

Energi mekanik adalah energi yang dimiliki benda karena gerak dan kedudukannya.

Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena kedudukannya.

Salah satu contoh perubahan bentuk energi dapat kita lihat pada percobaan calori work. Pada

percobaan kali ini akan dilakukan pengkonversian energi dari energi listrik menjadi energi

panas (kalor).

Energi Listrik

Energi listrik merupakan kemampuan untuk menghasilkan usaha listrik atau

kemampuan untuk memindahkan muatan dari satu titik ke titik yang lain. Kelistrikan

merupakan sifat benda yang muncul dari adanya muatan listrik. Listrik merupakan kondisi

dari partikel subatomik tertentu, seperti elektron dan proton, yang menyebabkan penarikan

dan penolakan gaya di antaranya. Biasanya, listrik mengalir dalam bentuk energi listrik

dengan media perantara kabel.

Energi listrik adalah energi yang timbul akibat aliran listrik. Satuan tegangan listrik

disebut Volt (V). Alat untuk mengukur tegangan listrik adalah Voltmeter. Sedangkan, Watt

(W) adalah satuan energi listrik setiap detik atau disebut juga dengan daya listrik. Alat untuk

mengukur arus listrik adalah Amperemeter. Satuan arus listrik disebut Ampere (A). Selain

P a g e | 3

hambatan dan tegangan, energi listrik juga melibatkan satu komponen lain, yaitu hambatan

listrik. Satuan hambatan listrik disebut Ohm (Ω) dan alat untuk mengukur hambatan listrik

adalah Ohmmeter. Alat gabungan untuk mengukur arus listrik, tegangan listrik dan hambatan

listrik adalah multimeter (avometer).

Perumusan yang digunakan untuk menentukan besar energi listrik adalah :

W = Q.V

Keterangan :

W = Energi listrik ( Joule)

Q = Muatan listrik ( Coulomb)

V = Beda potensial ( Volt )

Pada percobaan ini, energi listrik dihasilkan oleh suatu catu daya pada suatu konduktor yang

mempunyai resistansi dinyatakan dengan persamaan :

W = V.I.t

Apabila persamaan tersebut dihubungkan dengan hukum Ohm ( V = I.R) maka diperoleh

perumusan :

W = I.R.I.t

Satuan energi listrik lain yang sering digunakan adalah kalori, dimana 1 kalori sama dengan

0,24 Joule selain itu juga menggunakan satuan kWh (kilowatt jam).

Energi Kalor

Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum

untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu

benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar,

begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit. Dari hasil

percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda(zat)

bergantung pada 3 faktor yaitu :

1. massa zat

2. jenis zat (kalor jenis)

3. perubahan suhu

P a g e | 4

Pada percobaan ini, 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.(T2 – T1)

Keterangan :

Q = kalor yang dibutuhkan (J)

m = massa benda (kg)

c = kalor jenis (J/kgoC)

(T2-T1) = perubahan suhu (oC)

Dalam pembahasan kalor ada dua kosep yang hampir sama tetapi berbeda yaitu kapasitas

kalor (H) dan kalor jenis (c). Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk

menaikkan suhu benda sebesar 1 derajat celcius.

H = Q/(T2-T1)

Sedangkan kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg

zat sebesar 1 derajat celcius. Alat yang digunakan untuk menentukan besar kalor jenis adalah

kalorimeter.

c = Q/m.(T2-T1)

Tabel 1. Kalor Jenis Zat

P a g e | 5

Bila kedua persamaan tersebut dihubungkan maka terbentuk persamaan baru

H = m.c

Kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis

Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu

Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten), persamaan yang

digunakan dalam kalor laten ada dua macam Q = m.U dan Q = m.L. Dengan U adalah

kalor uap (J/kg) dan L adalah kalor lebur (J/kg)

Analisis grafik perubahan wujud pada es yang dipanaskan sampai menjadi uap. Dalam grafik

ini dapat dilihat semua persamaan kalor digunakan.

Keterangan :

Pada Q1 es mendapat kalor dan digunakan menaikkan suhu es, setelah suhu sampai pada 0 C

kalor yang diterima digunakan untuk melebur (Q2), setelah semua menjadi air barulah terjadi

kenaikan suhu air (Q3), setelah suhunya mencapai suhu 100 C maka kalor yang diterima

digunakan untuk berubah wujud menjadi uap (Q4), kemudian setelah berubah menjadi uap

semua maka akan kembali terjadi kenaikan suhu kembali (Q5).

Asas Black

Menurut asas Black apabila ada dua benda yang suhunya berbeda kemudian disatukan atau

dicampur maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang

bersuhu rendah. Aliran ini akan berhenti sampai terjadi keseimbangan termal (suhu kedua

benda sama). Secara matematis dapat dirumuskan :

http://id.wikipedia.org/wiki/Termodinamika

https://alljabbar.files.wordpress.com/2008/03/grafik-es.png

P a g e | 6

Q lepas = Q terima

Yang melepas kalor adalah benda yang suhunya tinggi dan yang menerima kalor adalah

benda yang bersuhu rendah. Bila persamaan tersebut dijabarkan maka akan diperoleh :

m1.c1.(T1 – Ta) = m2.c2.(Ta-T2)

Hubungan antara kalor dengan energi listrik

Kalor merupakan bentuk energi maka dapat berubah dari satu bentuk kebentuk yang

lain. Berdasarkan Hukum Kekekalan Energi maka energi listrik dapat berubah menjadi energi

kalor dan juga sebaliknya energi kalor dapat berubah menjadi energi listrik. Dalam

pembahasan ini hanya akan diulas tentang hubungan energi listrik dengan energi kalor. Alat

yang digunakan mengubah energi listrik menjadi energi kalor adalah ketel listrik, pemanas

listrik, dll.

Prinsip kerja dari percobaan ini adalah 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. Besarnya energi listrik yang

diubah atau diserap sama dengan besar kalor yang dihasilkan. Dalam percobaan tersebut, dapat

kita lihat hubungan antara energi kalor dengan energi listrik yaitu:

W = Q

V . I . t = m . c . (T2-T1)

Gambar 1. Diagram Eksperimen Calori Work

P a g e | 7

IV. Cara Kerja

1. Meng-klik tombol rLab di bagian bawah halaman web sitrampil untuk memulai

eksperimen.

2. Mengaktifkan Web cam (mengklik icon video pada halaman web r-Lab) .

3. Memberikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor

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

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

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

6. Memperhatikan temperatur kawat yang terlihat di web cam, menunggu hingga

mendekati temperatur awal saat diberikan V0 .

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

V. Data Hasil Percobaan

No Waktu I V Temp

1 3 23,84 0,00 22,30

2 6 23,84 0,00 22,30

3 9 23,84 0,00 22,20

4 12 23,84 0,00 22,10

5 15 23,84 0,00 22,10

6 18 23,84 0,00 22,10

7 21 23,84 0,00 22,00

8 24 23,84 0,00 22,00

9 27 23,84 0,00 21,90

10 30 23,84 0,00 21,80

11 3 35,13 0,65 21,60

12 6 35,25 0,65 21,60

13 9 35,25 0,65 21,80

14 12 35,13 0,65 21,90

15 15 35,13 0,65 22,10

16 18 35,13 0,65 22,20

17 21 35,13 0,65 22,30

18 24 35,25 0,65 22,40

19 27 35,13 0,65 22,50

20 30 35,13 0,65 22,60

21 3 51,10 1,56 22,60

22 6 51,10 1,56 22,80

23 9 51,10 1,57 23,60

24 12 51,10 1,57 24,60

25 15 51,10 1,57 25,40

P a g e | 8

26 18 51,10 1,57 26,20

27 21 51,10 1,57 26,90

28 24 51,10 1,57 27,50

29 27 51,10 1,57 28,10

30 30 51,10 1,57 28,70

31 3 42,09 1,05 29,10

32 6 42,09 1,05 28,70

33 9 42,09 1,05 28,40

34 12 42,09 1,05 28,30

35 15 42,09 1,05 28,10

36 18 42,09 1,05 28,10

37 21 42,09 1,05 28,10

38 24 42,09 1,05 28,10

39 27 42,09 1,05 28,00

40 30 42,09 1,05 27,90

VI. Tugas Evaluasi

1. Berikut merupakan grafik yang menggambarkan hubungan antara temperatur

dan waktu untuk setiap tegangan (V0, V1, V2, V3) yang diberikan ke kawat

konduktor.

Pada saat V0

Waktu I V Temp

3 23,84 0,00 22,30

6 23,84 0,00 22,30

9 23,84 0,00 22,20

P a g e | 9

12 23,84 0,00 22,10

15 23,84 0,00 22,10

18 23,84 0,00 22,10

21 23,84 0,00 22,00

24 23,84 0,00 22,00

27 23,84 0,00 21,90

30 23,84 0,00 21,80

Data yang digunakan untuk membuat grafik hubungan antara temperatur dan waktu

adalah :

Waktu Temp

3 22,30

6 22,30

9 22,20

12 22,10

15 22,10

18 22,10

21 22,00

24 22,00

27 21,90

30 21,80

y = -0.0521x + 22.367

21.50

21.60

21.70

21.80

21.90

22.00

22.10

22.20

22.30

22.40

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Tem

pe

ratu

r (o

C)

Waktu (s)

Grafik Hubungan Temperatur dan Waktu

Temperatur terhadapWaktu

Linear (Temperaturterhadap Waktu)

P a g e | 10

Pada saat V1

Waktu I V Temp

3 35,13 0,65 21,60

6 35,25 0,65 21,60

9 35,25 0,65 21,80

12 35,13 0,65 21,90

15 35,13 0,65 22,10

18 35,13 0,65 22,20

21 35,13 0,65 22,30

24 35,25 0,65 22,40

27 35,13 0,65 22,50

30 35,13 0,65 22,60


adalah :

Waktu Temp

3 21,60

6 21,60

9 21,80

12 21,90

15 22,10

18 22,20

21 22,30

24 22,40

27 22,50

30 22,60

P a g e | 11

Pada saat V2

Waktu I V Temp

3 51,10 1,56 22,60

6 51,10 1,56 22,80

9 51,10 1,57 23,60

12 51,10 1,57 24,60

15 51,10 1,57 25,40

18 51,10 1,57 26,20

21 51,10 1,57 26,90

24 51,10 1,57 27,50

27 51,10 1,57 28,10

30 51,10 1,57 28,70


adalah :

Waktu Temp

3 22,60

6 22,80

9 23,60

12 24,60

15 25,40

18 26,20

21 26,90

24 27,50

y = 0.1188x + 21.447

21.00

21.20

21.40

21.60

21.80

22.00

22.20

22.40

22.60

22.80

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Tem

pe

ratu

r (o

C)

Waktu (s)




P a g e | 12

27 28,10

30 28,70

Pada saat V3

Waktu I V Temp

3 42,09 1,05 29,10

6 42,09 1,05 28,70

9 42,09 1,05 28,40

12 42,09 1,05 28,30

15 42,09 1,05 28,10

18 42,09 1,05 28,10

21 42,09 1,05 28,10

24 42,09 1,05 28,10

27 42,09 1,05 28,00

30 42,09 1,05 27,90


adalah :

Waktu Temp

3 29,10

6 28,70

9 28,40

12 28,30

15 28,10

18 28,10

y = 0.7224x + 21.667

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Tem

pe

ratu

r (o

C)

Waktu (s)




P a g e | 13

21 28,10

24 28,10

27 28,00

30 27,90

2. Nilai kapasitas panas ( c ) dari kawat konduktor yang digunakan untuk tegangan

V1 , V2 dan V3

Pada percobaan ini, terjadi perubahan bentuk energi, yaitu dari energi listrik menjadi

energi kalor. Dengan demikian, dengan menggunakan hukum kekekalan energi, besar

kapasitas kalor maupun kalor jenis dari kawat konduktor yang digunakan saat tegangan

sebesar V1, V2, dan V3 diberikan pada konduktor dapat ditentukan melalui persamaan berikut.

Q = W

m.c. ΔT = V.I.t

Oleh karena itu untuk menghitung kalor jenis (c) dapat dirumuskan dengan persamaan

berikut :

c =

Sedankan untuk kapasitas kalor dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :

H =m c

y = -0.1079x + 28.873

27.00

27.50

28.00

28.50

29.00

29.50

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Tem

pe

ratu

r (o

C)

Waktu (s)




P a g e | 14

Dengan menggabungkan kedua persamaan diatas, maka kapasitas kalor dari konduktor yang

digunakan pada percobaan ini dapat dihitung menggunakan persamaan berikut :

H =

Dari percobaan tersebut, didapat bahwa massa dari kawat konduktor tersebut adalah 2 gram

yang setara dengan 0,002 kg, dengan temperatur awal adalah 22,30oC.

Pada saat V0

No. Waktu

(s)

Arus

Listrik

(A)

Tegangan

(V)

Temperatur

(oC)

Perubahan

Suhu (oC)

Kalor

Jenis

(J/kgoC)

Kapasitas

Kalor

(J/oC)

1 3 0,02384 0,00 22,30 0,00 0 0

2 6 0,02384 0,00 22,30 0,00 0 0

3 9 0,02384 0,00 22,20 -0,10 0 0

4 12 0,02384 0,00 22,10 -0,20 0 0

5 15 0,02384 0,00 22,10 -0,20 0 0

6 18 0,02384 0,00 22,10 -0,20 0 0

7 21 0,02384 0,00 22,00 -0,30 0 0

8 24 0,02384 0,00 22,00 -0,30 0 0

9 27 0,02384 0,00 21,90 -0,40 0 0

10 30 0,02384 0,00 21,80 -0,50 0 0

Kalor jenis rata-rata = 0 J/kg 0C

Kapasitas kalor rata-rata = 0 J/ 0C

Pada saat V1

No. Waktu

(s)

Arus

Listrik

(A)

Tegangan

(V)

Temperatur

(oC)

Perubahan

Suhu (oC)

Kalor

Jenis

(J/kgoC)

Kapasitas

Kalor

(J/oC)

1 3 0,03513 0,65 21,60 -0,70 -48,931 -0,098

2 6 0,03525 0,65 21,60 -0,70 -98,196 -0,196

3 9 0,03525 0,65 21,80 -0,50 -206,213 -0,412

4 12 0,03513 0,65 21,90 -0,40 -342,517 -0,685

5 15 0,03513 0,65 22,10 -0,20 -856,294 -1,713

6 18 0,03513 0,65 22,20 -0,10 -2055,11 -4,110

7 21 0,03513 0,65 22,30 0,00 0,00000 0,000

8 24 0,03525 0,65 22,40 0,10 2749,50 5,499

9 27 0,03513 0,65 22,50 0,20 1541,33 3,083

10 30 0,03513 0,65 22,60 0,30 1141,73 2,283

Kalor jenis rata-rata = 182,530 J/kg 0C

Kapasitas kalor rata-rata = 0,365 J/ 0C

P a g e | 15

Pada saat V2

No. Waktu

(s)

Arus

Listrik

(A)

Tegangan

(V)

Temperatur

(oC)

Perubahan

Suhu (oC)

Kalor

Jenis

(J/kgoC)

Kapasitas

Kalor

(J/oC)

1 3 0,05110 1,56 29,10 6,80 17,5844 0,035

2 6 0,05110 1,56 28,70 6,40 37,3669 0,075

3 9 0,05110 1,57 28,40 6,10 59,1839 0,118

4 12 0,05110 1,57 28,30 6,00 80,2270 0,160

5 15 0,05110 1,57 28,10 5,80 103,742 0,207

6 18 0,05110 1,57 28,10 5,80 124,490 0,249

7 21 0,05110 1,57 28,10 5,80 145,239 0,290

8 24 0,05110 1,57 28,10 5,80 165,987 0,332

9 27 0,05110 1,57 28,00 5,70 190,011 0,380

10 30 0,05110 1,57 27,90 5,60 214,894 0,430



Pada saat V3

No. Waktu

(s)

Arus

Listrik

(A)

Tegangan

(V)

Temperatur

(oC)

Perubahan

Suhu (oC)

Kalor

Jenis

(J/kgoC)

Kapasitas

Kalor

(J/oC)

1 3 0,04209 1,05 29,10 6,80 9,74879 0,019

2 6 0,04209 1,05 28,70 6,40 20,7162 0,041

3 9 0,04209 1,05 28,40 6,10 32,6025 0,065

4 12 0,04209 1,05 28,30 6,00 44,1945 0,088

5 15 0,04209 1,05 28,10 5,80 57,1481 0,114

6 18 0,04209 1,05 28,10 5,80 68,5777 0,137

7 21 0,04209 1,05 28,10 5,80 80,0073 0,160

8 24 0,04209 1,05 28,10 5,80 91,4369 0,183

9 27 0,04209 1,05 28,00 5,70 104,6712 0,209

10 30 0,04209 1,05 27,90 5,60 118,3781 0,237



3. Jenis kawat konduktor yang digunakan berdasarkan nilai c yang diperoleh.

Jenis konduktor yang digunakan pada percobaan ini dapat diketahui melalui nilai

kapasitas kalor ataupun kalor jenis yang telah diperoleh pada perhitungan sebelumnya.

Karena ada tiga nilai kapasitas kalor dan kalor jenis untuk tiga tegangan yang berbeda,

P a g e | 16

maka sebelum membandingkan hasil yang diperoleh dengan literatur, terlebih dahulu

dicari nilai kapasitas kalor dan kalor jenis rata-rata dari perhitungan di atas.

crata-rata = (c1+c2+c3)/3

= (182,530+ 113,872 + 62,7481) / 3

= 119,717 J/kg0C

Hrata-rata = (H1+H2+H3)/3

= (0,365 + 0,228 + 0.126) / 3

= 0,240 J/0C

Nilai kapasitas kalor rata-rata dan kalor jenis rata-rata ini, kemudian dibandingkan dengan

daftar kalor jenis yang telah dipaparkan pada dasar teori. Setelah dibandingkan, nilai kalor

jenis yang didapat paling mendekati dengan nilai kalor jenis konduktor jenis emas, timah

hitam, atau timbal yang ketiganya memiliki besar kalor jenis yang sama yaitu 130 J/kg 0C.

Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa konduktor yang digunakan pada percobaan ini

adalah salah satu dari emas, timah hitam, ataupun timbal.

Kesalahan Literatur dalam penghitungan sebesar :

–

x 100% = 7,91%

VII. Analisis

1. Analisis Percobaan

Percobaan Calori Work in menggunakan fasilitas Remote Laboratory yang tersedia di

www.sitrampil.com. Untuk melakukan percobaan ini, diperlukan koneksi internet dan tidak

dilakukan secara manual, sehingga praktikan hanya perlu menekan tombol yang telah

disediakan. Percobaan dimulai dengan masuk (log in) ke situs http://www.rlab.ui.ac.id.

Langkah selanjutnya adalah mengklik tombol video untuk mengamati kerja dari alat yang

digunakan. Dalam percobaan ini, praktikan perlu menyesuaikan suhu logam konduktor

dengan suhu awal. Setelah itu praktikan mencatat suhu awal yang diberikan oleh kawat yang

bersangkutan dengan cara menyalakan power supply ke dalam posisi on dan memilih

tegangan V0. Tegangan yang diberikan pada konduktor, dapat merubah suhu secara perlahan.

Perubahan suhu setiap tegangan dicatat selama 30 detik dan dicatat setiap 3 detik sekali,

sehingga kita akan mendapatkan 10 data untuk tegangan yang pertama. Setelah praktikan

mendapatkan data V0, praktikan kemudian menggantinya dengan V1, V2, dan V3. Hal ini

http://www.sitrampil.com/

http://www.rlab.ui.ac.id/

P a g e | 17

dilakukan untuk melihat hubungan antara tegangan dan temperatur yang dihasilkan. Selain itu

pengulangan percobaan dilakukan bertujuan untuk mendapatkan data yang lebih akurat. Data

tersebut dapat diperoleh dengan mendownloadnya dalam bentuk microsoft excel, beserta

grafik yang dihasilkan.

2. Analisis Hasil Percobaan

Data yang didapatkan dari percobaan ini adalah berupa waktu, tegangan, besarnya

arus, dan temperatur. Kemudian setelah praktikan melakukan pengolahan data, akan

diketahui pula besarnya kalor jenis dan kapasitas kalor, beserta dengan jenis kawat yang

digunakan.

Pengukuran pertama menggunakan tegangan V0 yaitu sebesar 0 volt. Pada percobaan

ini, tegangan 0 volt yang diberikan ternyata menyebabkan penurunan temperatur. Namun

data yang seharusnya didapatkan adalah temperatur konstan. Hal ini dikarenakan tegangan

tidak diberikan pada sistem, sehingga tidak adanya energi yang mengalir untuk menggerakan

elektron dan mengubahnya menjadi energi panas, yang menyebabkan kalor jenis rata-rata

sebesar 0 J/kg 0C dan kapasitas kalor rata-rata sebesar 0 J/

0C.

Pengukuran kedua dilakukan dengan memilih V1 yaitu sebesar 0,65 volt. Dalam

pengukuran yang kedua ini, terjadi kenaikan temperatur dimana temperatur pada detik ke-3

adalah sebesar 21, 6oC dan temperatur yang dihasilkan pada detik ke-30 adalah sebesar

22,6oC. Selain itu praktikan juga mendapatkan kalor jenis rata-rata sebesar 182,530 J/kg

0C

dan kapasitas kalor rata-rata sebesar 0,365 J/ 0C

Pengukuran selanjutnya adalah menggunakanV2, namun praktikan mendapatkan dua

variasi data tegangan yaitu sebesar 1,56 volt dan 1,57 volt. Sama seperti dengan pengukuran

yang kedua, dalam pengukuran ini juga terjadi kenaikan temperatur. Temperatur pada detik

ke-3 adalah sebesar 22,6oC dan temperatur pada detik ke-30 adalah sebesar 28,7

oC. Pada

tegangan V2 ini diketahui bahwa kalor jenis rata-rata sebesar 113,872 J/kg 0C , sedangkan

kapasitas kalor rata-rata sebesar 0,228 J/ 0C.

Pengukuran yang terakhir adalah menggunakan tegangan V3 yaitu sebesar 1,05 volt.

Temperatur pada detik ke-3 tercatat sebesar 29,1oC dan temperatur pada detik ke-30 adalah

sebesar 27,9oC, sehingga dapat diketahui bahwa terjadi penurunan suhu. Namun seharusnya

data yang didapat adalah terjadinya kenaikan suhu, karena tegangan yang semakin besar akan

menghasilkan kalor yang lebih besar untuk menaikkan temperatur. Kalor jenis rata-rata pada

tegangan ini adalah sebesar 62,7481 J/kg 0C dan kapasitas kalor rata-rata sebesar 0,126 J/

0C.

P a g e | 18

Oleh karena itu dari data yang didapatkan kita dapat mengetahui bahwa semakin besar

tegangan, maka akan semakin besar kenaikan temperatur yang terjadi. Hal ini memenuhi

persamaan W = V.I.t, dimana besarnya energi listrik sebanding dengan besarnya tegangan.

Tegangan yang diperbesar akan menyebabkan energi listrik yang dihasilkan semakin besar

dan begitu pula sebaliknya. Energi listrik yang semakin besar akan menyebabkan elektron

bergerak semakin cepat dan menyebabkan kenaikan temperatur. Bersarnya energi listrik akan

sebanding dengan besarnya energi panas (kalor) yang dihasilkan. Hal ini akan memenuhi

persamaan W = Q.

Selain itu dari data-data yang telah didapat, praktikan dapat mencari besarnya kalor

jenis dengan menggunakan persamaan

. Dari persamaan tersebut, praktikan dapat

mengetahui kawat konduktor yang digunakan. Diketahui bahwa massa kawat adalah sebesar

0,002 kg dan kalor jenis yang didapat adalah sebesar 119,717 J/kg0C, yang paling mendekati

dengan besarnya kalor jenis emas, timah hitam, ataupun timbal. Kesalahan literatur yang

didapat dari percobaan ini adalah 7,91%.

3. Analisis Grafik

Dalam percobaan ini, dapat digambarkan 4 buah grafik yang menggambarkan

hubungan setiap tegangan dengan temperatur setiap waktunya.

Pada grafik yang pertama, tegangan yang dipilih adalah V0 sebesar 0 volt. Namun

pada tegangan ini ternyata terjadi penurunan temperatur, dimana semestinya temperatur yang

dihasilkan konstan. Hal ini menyebabkan persamaan garis yang dihasilkan yaitu y = -0,0521x

+ 22,367.

Pada grafik kedua, tegangan yang digunakan adalah V1 sebesar 0,65 volt. Pada

pengukuran ini terjadi kenaikan temperatur. Temperatur pada detik ke-3 adalah sebesar 21,

6oC dan temperatur yang dihasilkan pada detik ke-30 adalah sebesar 22,6

oC, sehingga

persamaan garis yang didapat adalah y = 0,1188x + 21,447.

Kemudian pada grafik ketiga, tegangan yang digunakan adalah V2 sebesar 1,56 volt

dan 1,57 volt. Temperatur pada detik ke-3 adalah sebesar 22,6oC dan temperatur pada detik

ke-30 adalah sebesar 28,7oC dan terjadi kenaikan suhu. Oleh karena itu persamaan garis yang

didapatkan adalah y = 0,7224x + 21,667.

Pada grafik yang terakhir adalah pada tegangan yaitu V3 sebesar 1,05 volt.

Temperatur pada detik ke-3 tercatat sebesar 29,1oC dan temperatur pada detik ke-30 adalah

P a g e | 19

sebesar 27,9oC, sehingga dapat diketahui bahwa terjadi penurunan suhu. Persamaan garis

yang didapat dari grafik ini adalah y = -0,1079x + 28,873.

4. Analisis Kesalahan

Dari penghitungan menggunakan persamaan kesalahan yang telah dilakukan,

kesalahan literatur yang didapat adalah 7,91%. Kesalahan literatur tersebut cukup kecil,

sehingga penghitungan yang dilakukan oleh praktikan dapat dikatakan cukup akurat.

Kesalahan dari percobaan dapat disebabkan oleh :

1. Faktor lingkungan, misalnya koneksi internet yang kadang terputus, yang juga

menyebabkan masalah ketika praktikan melihat temperatur dari webcam. Selain itu

waktu untuk loading data cukup lama, yang menyebabkan pengambilan data menjadi

terhambat. Praktikum yang dilakukan secara online juga membuat praktikan tidak

dapat melihat keseluruhan kesalahan yang terjadi, seperti dalam grafik pertama dan

grafik keempat yang seharusnya temperatur konstan dan terjadi kenaikan temperatur,

tetapi data yang didapat menunjukkan penurunan temperatur.

2. Faktor pengamatan, misalnya ketidaktelitian praktikan dalam melihat temperatur.

3. Kesalahan dalam perhitungan, misalnya dalam pembulatan angka yang dapat

mempengaruhi ketepatan perhitungan.

VIII. Kesimpulan

Besarnya energi listrik yang dihasilkan sama dengan besarnya energi panas (kalor)

yang dihasilkan. Hal ini untuk memenuhi hukum kekekalan energi dan adanya

konversi dari energi.

Sesuai dengan persamaan W=Q, semakin besar tegangan maka akan menghasilkan

perubahan temperatur yang semakin besar pula. Hal ini menunjukkan bahwa

temperatur dan tegangan memiliki perbandingan yang lurus.

Besarnya kalor jenis dipengaruhi oleh besarnya tegangan, besarnya arus listrik,

waktu, massa, dan perubahan suhu. Sedangkan besar kapasitas kalor dipengaruhi

oleh besarnya tegangan, besarnya arus listrik, waktu, dan perubahan suhu.

Kapasitas kalor yang semakin besar, akan menyebabkan arus listrik yang mengalir

semakin kecil.

Nilai kapasitas kalor dan kalor jenis yang diperoleh dari percobaan adalah sebagai

berikut.

P a g e | 20

Saat tegangan V0 (0 volt)

Kalor jenis rata-rata = 0 J/kg 0C

Kapasitas kalor rata-rata = 0 J/ 0C

Saat tegangan V1(0,65 volt)



Saat tegangan V2 (1,56 volt dan 1,57 volt)



Saat tegangan V3(1,05 volt)



Percobaan ini menggunakan kawat konduktor berbahan emas atau timah hitam atau

timbal, dimana kalor jenis rata-rata yang didapat adalah 119,717 J/kg0C dan paling

mendekati dengan kalor jenis emas atau timah hitam atau timbal sebesar 130

J/kg0C

IX. 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.

Tipler, PA. dan Mosca, G. 2008. Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics. 5th

Edition. New York: W.H. Freeman and Company.

Young, Freedman. 2006. Fisika Universitas. Jakarta : Erlangga.

X. Lampiran

No Waktu I V Temp

1 3 23,84 0,00 22,30

2 6 23,84 0,00 22,30

3 9 23,84 0,00 22,20

4 12 23,84 0,00 22,10

5 15 23,84 0,00 22,10

6 18 23,84 0,00 22,10

7 21 23,84 0,00 22,00

8 24 23,84 0,00 22,00

P a g e | 21

9 27 23,84 0,00 21,90

10 30 23,84 0,00 21,80

11 3 35,13 0,65 21,60

12 6 35,25 0,65 21,60

13 9 35,25 0,65 21,80

14 12 35,13 0,65 21,90

15 15 35,13 0,65 22,10

16 18 35,13 0,65 22,20

17 21 35,13 0,65 22,30

18 24 35,25 0,65 22,40

19 27 35,13 0,65 22,50

20 30 35,13 0,65 22,60

21 3 51,10 1,56 22,60

22 6 51,10 1,56 22,80

23 9 51,10 1,57 23,60

24 12 51,10 1,57 24,60

25 15 51,10 1,57 25,40

26 18 51,10 1,57 26,20

27 21 51,10 1,57 26,90

28 24 51,10 1,57 27,50

29 27 51,10 1,57 28,10

30 30 51,10 1,57 28,70

31 3 42,09 1,05 29,10

32 6 42,09 1,05 28,70

33 9 42,09 1,05 28,40

34 12 42,09 1,05 28,30

35 15 42,09 1,05 28,10

36 18 42,09 1,05 28,10

37 21 42,09 1,05 28,10

38 24 42,09 1,05 28,10

39 27 42,09 1,05 28,00

40 30 42,09 1,05 27,90

P a g e | 22

Laporan Praktikum Fisika Dasar I Calori Work

Documents

Transcript of Laporan Praktikum Fisika Dasar I Calori Work