Laporan_Praktikum_KR02

L a p o r a n R L A B F i s i k a D a s a r K R 0 2

Laporan Praktikum R-LAB

Fisika DasarNama : Clarissa

NPM : 1206238974

Fakultas : Teknik

Departemen : Teknik Kimia

Nomor dan Nama Percobaan : KR02 dan Calori Work

Tanggal Percobaan : 12 Maret 2013

Koordinator Asisten : Haryo Sokoidanto

Laporan Fisika Dasar

Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar (UPP IPD)

Universitas Indonesia

Depok


Calori Work

I. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan dari percobaan ini adalah menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat

konduktor.

II. PERALATANPeralatan yang digunakan untuk melakukan percobaan ini adalah sebagai berikut :

o Sumber tegangan yang dapat divariasikan

o Kawat konduktor (bermassa 2 gram)

o Termometer

o Voltmeter dan Amperemeter

o Adjustable power supply

o Camcorder

o Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

III. LANDASAN TEORIDi zaman yang semakin maju ini, teknologi sudah sangat canggih dan manusia

terus menerus mengembangkan pengetahuan untuk menunjang kehidupannya, namun tak

bisa dipungkiri bahwa manusia menaruh perhatian yang besar mengenai segala sesuatu

tentang energi. Energi memegang peran yang sangat penting di dalam kehidupan. Tanpa

adanya energi tidak akan ada yang dapat hidup, bergerak, dan bekerja. Misalnya saja,

energi panas yang digunakan oleh petani yang bersumber dari matahari untuk

mengeringkan hasil panennya dan jika matahari tidak lagi memancarkan panas, maka

hasil panen akan gagal, dan semua orang akan merasakan akibatnya baik dari segi

finansial maupun sosial. Contoh lainnya adalah gerak yang dilakukan oleh manusia juga


termasuk ke dalam energi, jika tidak ada energi, manusia tidak akan dapat bergerak dan

akan terbujur kaku.

Energi itu sendiri didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja.

Energi pun dapat dibagi lagi menjadi banyak jenis energi diantaranya adalah energi

gerak, energi panas, energi listrik, energi bunyi, dan lain-lain. Salah satu jenis energy

yang mempunyai peran yang besar di dalam kehidupan manusia adalah energy panas.

Energi panas atau kalor adalah suatu energi yang dimiliki oleh suatu benda karena

suhunya. Secara umum hal yang dilakukan untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki

oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhu dari benda

tersebut tinggi, maka kalor yang dikandung oleh benda tersebut jugalah besar. Begitu

juga sebaliknya, jika suhu benda tersebut rendah maka kalor yang dikandung oleh benda

tersebut jugalah sedikit.

Sebagai suatu energi, energi panas atau kalor itu mempunyai sifat yang sesuai

dengan Hukum Kekekalan Energi yang mengatakan “Energi tidak dapat diciptakan atau

dimusnahkan, energy hanya dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk lainnya”. Hukum

Kekekalan Energi diciptakan oleh James Prescott Joule, seorang ahli fisika yang berasal

dari Inggris. Untuk menghormati beliau sebagai pencetus hukum ini, maka namanya

diabadikan menjadi satuan energy yaitu Joule. Hukum Kekekalan Energi dapat

dirumuskan sebagai berikut:

Eawal = Eakhir

Keterangan : energi total tidak akan berkurang dan juga tidak akan bertambah.

Dari percobaan-percobaan yang sering dilakukan untuk mengetahui besar

kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda atau zat, didapat hasil dimana besar kecilnya

kalor tersebut dipengaruhi oleh 3 faktor sebagai berikut:

1. Massa zat


2. Jenis zat (kalor jenis dari zat itu sendiri)

3. Perubahan suhu

Sehingga secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut:

Q = m . c . (t2 – t1 )

Keterangan : Q adalah kalor yang dibutuhkan (satuan Joule)

m adalah massa benda tersebut (satuan kilogram)

c adalah kalor jenis benda tersebut (satuan J/kgOC)

(t2 – t1 ) adalah perubahan suhu yang biasa disimbolkan dengan ΔT

(satuan OC)

Sebagai bagian dari energi, kalor dapat dibagi lagi menjadi 2 jenis yaitu kalor

yang digunakan untuk menaikkan suhu dan kalor yang digunakan untuk mengubah wujud

atau yang dapat disebut juga kalor laten. Kalor laten juga dapat dibagi menjadi 2 jenis

yaitu kalor uap dan kalor lebur yang masing-masing dapat dibuat menjadi suatu

persamaan matematis sebagai berikut:

Q = m . U

dan

Q = m . L

Keterangan : Q adalah kalor yang dibutuhkan (satuan Joule)


U adalah kalor uap (satuan J/kg)

L adalah kalor lebur (satuan J/kg)


Sebagai suatu energi, kalor mempunyai hubungan dengan energy lainnya.

Hubungan tersebut bisa seperti pembentukan kalor atau perubahan kalor menjadi energy

lainnya. Salah satu contohnya adalah hubungan kalor dengan energi listrik. Kalor

merupakan bentuk energy maka dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Hal ini

diperkuat oleh adanya hukum kekekalan energi dimana energi tidak dapat diciptakan

maupun dimusnahkan, namun energi dapat berubah dari satu jenis energi ke jenis yang

lain, sama halnya seperti perubahan energy listrik menjadi energi kalor dan juga

sebaliknya yaitu perubahan energi kalor menjadi energi listrik. Alat yang digunakan

untuk mengubah energy listrik menjadi energy kalor misalnya adalah pemanas, solder,

setrika, dan kompor listrik. Alat yang mengubah energy listrik menjadi energy panas

dilengkapi dengan adanya elemen pemanas. Listrik yang dialirkan pada elemen pemanas

diubah menjadi energy panas. Elemen pemanas tersebut dibuat dari bahan yang

mempunyai daya tahan yang tinggi, sehingga listrik yang mengalir melalui bahan tersebut

dapat berbah menjadi panas. Berikut ini merupakan salah satu alat yang dapat mengubah

energy listrik menjadi energy kalor adalah setrika.

Bagian-bagian utama setrika listrik adalah sebagai berikut :

1. Elemen pemanas2. Pemegang setrika yang dibuat dari bahan isolator3. Kabel penghubung4. Logam yang berbahan besi atau baja


Berikut ini saya akan memberikan penjabaran secara singkat mengenai cara kerja dari salah satu alat yang menggunakan prinsip pengubahan energy listrik menjadi energy kalor yaitu setrika:

Pada waktu seterika dihubungkan ke sumber tegangan listrik dan dihidupkan

(ON), maka arus listrik mengalir melalui elemen pemanas. Dengan adanya arus

listrik yang mengalir ini, elemen pemanas membangkitkan panas. Panas ini

kemudian disalurkan secara konduksi pada permukaan dasar seterika (permukaan

yang digunakan untuk melicinkan pakaian). Panas yang dibangkitkan ini akan

terus meningkat bila arus listrik terus mengalir. Oleh karena itu, bila seterika tidak

dilengkapi dengan pengatur suhu, untuk mencegah terjadinya panas lebih seterika

harus diputuskan dari sumber listriknya dan disambungkan kembali bila suhu

mulai kurang. Demikian kondisi ini terjadi secara berulang. Namun, bila seterika

sudah dilengkapi dengan pengatur suhu, maka seterika akan memutuskan aliran

listriknya secara otomatis bila suhu telah mencapai maksimal. Sebaliknya bila

suhu menurun sampai harga tertentu, seterika juga akan secara otomatis

menghubungkan aliran listrikya.

Besarnya energi listrik yang diubah atau disersap sama dengan besar kalor yang akan dihasilkan. Sehingga secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :

W = QKeterangan : W adalah energi listrik yang diubah atau diserap (satuan Joule)

Q adalah kalor yang akan dihasilkan (satuan Joule)

Untuk menghitung energy listrik digunakan persamaan sebagai berikut :

W = P . t

= V . i . tKeterangan : W adalah energi listrik yang diubah atau diserap (satuan Joule)

P adalah daya listrik (satuan Watt)

T adalah waktu yang dibutuhkan (satuan sekon)


V adalah tegangan listrik (satuan volt)

i adalah arus listrik (satuan Ampere)

t adalah waktu atau lama aliran listrik (satuan sekon)

Bila rumus kalor yang digunakan adalah Q = m . c . (t2 – t1 ) , maka akan diperoleh persamaan :

P . t = m . c . (t2 – t1)Keterangan: P adalah daya listrik (satuan Watt)

T adalah waktu yang dibutuhkan (satuan sekon)


c adalah kalor jenis benda tersebut (satuan J/kgOC)

(t2 – t1 ) adalah perubahan suhu yang biasa disimbolkan dengan ΔT

(satuanOC)

Didalam hubungan energi listrik dengan energy kalor, akan terjadi perubahan

suhu dan wujud yang erat kaitannya dengan kalor. Fenomena ini dibahas secara terperinci

oleh Asas Black, dimana apabila ada dua benda yang suhunya berbeda kemudian kedua

benda tersebut disatukan atau dicampur maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang

bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu lebih rendah. Aliran ini akan berhenti sampai

terjadi keseimbangan termal (suhu kedua benda yang dicampurkan telah sama). Secara

matematis Asas Black dapat dirumuskan sebagai berikut:

Qlepas = Qterima

m1 . c1 . (t1 – ta ) = m2 . c2 . (ta – t2 )

Keterangan: m1 adalah massa benda satu (satuan kilogram)

m2 adalah massa benda dua (satuan kilogram)

c1 adalah kalor jenis benda satu (satuan J/kgOC)


c2 adalah kalor jenis benda dua (satuan J/kgOC)

(t1 – ta ) adalah perubahan suhu yang biasa disimbolkan dengan ΔT

pada benda satu yang suhunya lebih tinggi dibanding benda dua

(satuanOC)

(ta – t2 ) adalah perubahan suhu yang biasa disimbolkan dengan ΔT

pada benda dua yang suhunya lebih rendah dibanding benda satu

(satuanOC)

Percobaan calori work ini dilakukan untuk mengetahui nilai kapasitas kalor suatu

kawat konduktor. Kapasitas kalor itu sendiri adalah banyaknya kalor yang diperluklan

untuk menaikkan suhu benda sebesar 1OC yang dapat dirumuskan sebagai berikut:

H = Q / (t2 – t1 )

Keterangan : H adalah kapasitas kalor (satuan J/oC)

Q adalah kalor yang dibutuhkan (satuan Joule)

(t2 – t1 ) adalah kenaikan suhu yang biasa disimbolkan dengan ΔT

(satuan OC)

Lain halnya dengan kapasitas kalor, suatu benda jugalah mempunyai kalaor jenis,

bilamana kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu 1 kg

zat sebesar 1OC. alat yang digunakan untuk menentukan besarnya kalor jenis suatu zat

adalah calorimeter. Persamaan kalor jenis adalah sebagai berikut:

c = Q / m . (t2 – t1 )

Keterangan : C adalah kalor jenis zat (satuan J/kgoC)

Q adalah kalor yang dibutuhkan (satuan Joule)


m adalah massa zat tersebut (satuan kilogram)

(t2 – t1 ) adalah kenaikan suhu yang biasa disimbolkan dengan ΔT

(satuan OC)

Berikut ini akan disediakan tabel yang berisi daftar kalor jenis beberapa zat:


Bila kedua persamaan kapasitas kalor dan kalor jenis diatas dihubungkan maka

akan terbentuk suatu persamaan baru sebagai berikut :

H = m . c

Keterangan : H adalah kapasitas kalor (satuan J/oC)

C adalah kalor jenis zat (satuan J/kgoC)

m adalah massa zat tersebut (satuan kilogram)

Kapasitas panas bersifat ekstensif yang berarti bahwa jumlahnya tergantung dari

besarnya sampel yang diambil, misalnya untuk menaikan suhu 1 gram air sebesar 100C

diperlukan 4,18 Joule, namun untuk menaikkan suhu 100 gram air sebesar 100C

diperlukan energy 100 kali lebih banyak yaitu sekitar 218 Joule. Sehingga 1 gram sampel

tersebut mempunyai kapasitas panas sebesar 4,18 Joule/0C sedangkan 100 gram sampel

mempunyai kapasitas panas sebesar 418 Joule/0C.

Percobaan calori work dilakukan dengan cara melilitkan sebuah kawat pada

sensor temperature. 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.

IV. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Mengaktifkan Web cam dengan cara meng”klik” icon video yang terdapat 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 temperature, tegangan dan arus listrik pada kawat

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

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

mendekati temperature awal saat diberikan V0.

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

Gambar Prosedur Percobaan Calori Work

V. DATA HASIL PERCOBAAN

Percobaan calori work yang dilakukan dengan cara online yang menggunakan

perangkat elektronik. Percobaan ini dilakukan dengan mengubah-ubah tegangan V0, V1,

V2, dan V3. Dan data hasil percobaan yang diperoleh dari eksperimen yang dilakukan

adalah sebagai berikut:

Tabel Data Percobaan Calori Work

Tegangan V0


No. Waktu (sekon)

Arus Listrik (Ampere)

Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

1 3 23.84 0.00 24.32 6 23.84 0.00 24.33 9 23.84 0.00 24.24 12 23.84 0.00 24.15 15 23.84 0.00 24.16 18 23.84 0.00 24.17 21 23.84 0.00 24.08 24 23.84 0.00 23.99 27 23.84 0.00 23.910 30 23.84 0.00 23.8

Tegangan V1

No. Waktu (sekon)


Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

1 3 35.48 0.67 23.62 6 35.48 0.67 23.63 9 35.48 0.67 23.84 12 35.48 0.67 23.95 15 35.48 0.67 24.16 18 35.48 0.67 24.27 21 35.48 0.67 24.38 24 35.48 0.67 24.49 27 35.48 0.67 24.510 30 35.48 0.67 24.6

Tegangan V2

No. Waktu (sekon)


Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

1 3 52.02 1.63 24.52 6 52.02 1.63 24.93 9 52.02 1.63 25.84 12 52.02 1.63 26.75 15 52.02 1.63 27.66 18 52.02 1.63 28.57 21 52.02 1.63 29.38 24 52.02 1.63 29.99 27 52.02 1.63 30.610 30 42.55 1.63 31.1

Tegangan V3


No. Waktu (sekon)


Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

1 3 42.55 1.09 30.72 6 42.55 1.09 30.33 9 42.55 1.09 30.14 12 42.55 1.09 30.05 15 42.55 1.09 30.06 18 42.55 1.09 30.07 21 42.55 1.09 30.08 24 42.55 1.09 30.09 27 42.55 1.09 30.010 30 42.55 1.09 30.0

VI. PENGOLAHAN DATA

Percobaan calori work ini dilakukan dengan mengubah-ubah tegangan yang ada

menggunakan 4 variasi tegangan yang nilainya berbeda satu dengan yang lain, yaitu V0,

V1, V2, dan V3. Sehingga dari percobaan tersebut kita akan mendapatkan data-data yang

dapat kita olah menjadi grafik. Grafik tersebut merupakan grafik hubungan antara

temperature dengan waktu untuk setiap tegangan yang diberikan ke kawat konduktor.

Selain itu, kita juga akan mendapatkan perhitungan yang akan menghasilkan nilai c atau

kalor jenis sehingga kita dapat menentukan jenis kawat konduktor yang digunakan dalam

percobaan ini. Melalui grafik yang kita dapatkan, kita juga dapat menghitung persamaan

garis sebagai literature sebab dari kesalahan-kesalahan relatif yang terjadi terhadap

literature.

1. Pada saat tegangan Vo ( V = 0 volt)

Data percobaan mengenai temperature kawat dan waktu saat tegangan Vo = 0 volt

yang diberikan pada kawat konduktor adalah sebagai berikut :

No. Waktu (sekon)

Arus Listrik (miliampere)

Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

1 3 23.84 0.00 24.32 6 23.84 0.00 24.33 9 23.84 0.00 24.24 12 23.84 0.00 24.15 15 23.84 0.00 24.1


6 18 23.84 0.00 24.17 21 23.84 0.00 24.08 24 23.84 0.00 23.99 27 23.84 0.00 23.910 30 23.84 0.00 23.8

Untuk mendapatkan grafik hubungan antara temperature dengan waktu yang

diinginkan, maka data yang digunakan adalah sebagai berikut :

Pada percobaan dengan tegangan Vo ini, suhu yang terukur akan digunakan sebagai

suhu awal, yang mana akan dipergunakan dalam perhitungan kalor jenis maupun

kapasitas kalor. Suhu awal yang tertera adalah 23.50C dan suhu inilah yang

digunakan sebagai suhu awal. Persamaan garis literatur yang terdapat dalam grafik

dapat dicari dengan menggunakan persamaan garis antara 2 titik dengan rumus:

y− y1y2− y1

= x−x1x2−x1

Garis literature yang diinginkan dapat didapatkan dengan mensubtitusi variable di

atas dengan nilai temperature dan waktu yang ada. Dengan menggunakan garis

Waktu (sekon)

Temperatur (oC)

3 24.36 24.39 24.212 24.115 24.118 24.121 24.024 23.927 23.930 23.8


linear sebagai hubungan antara data-data grafik tersebut didapat suatu persamaan

linear yaitu y = -0,0167 x + 24,35 . Dengan nilai x berubah-ubah terhadap waktu.

Maka akan diperoleh persamaan y = -0,0167 x + 24,35.

Berikut adalah grafik hubungan antara temperatur dengan waktu pada saat tegangan

yang digunakan adalah Vo (V = 0 m/s) :

2.

Pada

saat tegangan V1 ( V = 0,67 volt)

Data percobaan mengenai temperature kawat dan waktu saat tegangan V1 = 0,67

volt yang diberikan pada kawat konduktor adalah sebagai berikut :

No. Waktu (sekon)


Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

1 3 35.48 0.67 23.62 6 35.48 0.67 23.63 9 35.48 0.67 23.84 12 35.48 0.67 23.95 15 35.48 0.67 24.16 18 35.48 0.67 24.27 21 35.48 0.67 24.38 24 35.48 0.67 24.49 27 35.48 0.67 24.510 30 35.48 0.67 24.6

3 9 15 21 2722

22.222.422.622.8

2323.223.423.623.8

2424.224.424.6

Hubungan antara Temperatur dengan Waktu

Linear (T terhadap t)

Waktu (sekon)

Tem

pera

tur (

oC))




Waktu (sekon)

Temperatur (oC)

3 23.66 23.69 23.812 23.915 24.118 24.221 24.324 24.427 24.530 24.6

Pada percobaan dengan tegangan V1 ini, suhu yang terukur akan digunakan sebagai


kapasitas kalor. Persamaan garis literatur yang terdapat dalam grafik dapat dicari

dengan menggunakan persamaan garis antara 2 titik dengan rumus:

y− y1y2− y1

= x−x1x2−x1




linear yaitu y = 0,003 x + 23,59 . Dengan nilai x berubah-ubah terhadap waktu.

Maka akan diperoleh persamaan y = 0,003 x + 23,59.



yang digunakan adalah V1 (V = 0,67 m/s) :

3.

Pada

saat tegangan V2 ( V = 0,67 volt)



No. Waktu (sekon)


Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

1 3 52.02 1.63 24.52 6 52.02 1.63 24.93 9 52.02 1.63 25.84 12 52.02 1.63 26.75 15 52.02 1.63 27.66 18 52.02 1.63 28.57 21 52.02 1.63 29.38 24 52.02 1.63 29.99 27 52.02 1.63 30.610 30 42.55 1.63 31.1



Waktu (sekon)

Temperatur (oC)

3 9 15 21 2722

22.222.422.622.8

2323.223.423.623.8

2424.224.424.624.8



Waktu (sekon)

Tem

pera

tur (

oC))


3 24.56 24.99 25.812 26.715 27.618 28.521 29.324 29.927 30.630 31.1





y− y1y2− y1

= x−x1x2−x1




linear yaitu y = 0,216 x + 23,85 . Dengan nilai x berubah-ubah terhadap waktu.

Maka akan diperoleh persamaan y = 0,216 x + 23,85.




4. Pada saat tegangan V3 ( V = 0,67 volt)



No. Waktu (sekon)


Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

1 3 42.55 1.09 30.72 6 42.55 1.09 30.33 9 42.55 1.09 30.14 12 42.55 1.09 30.05 15 42.55 1.09 30.06 18 42.55 1.09 30.07 21 42.55 1.09 30.08 24 42.55 1.09 30.09 27 42.55 1.09 30.010 30 42.55 1.09 30.0



Waktu Temperatur

3 9 15 21 2722

22.823.624.425.2

2626.827.628.429.2

3030.831.6



Waktu (sekon)

Tem

pera

tur (

oC))


(sekon) (oC)3 30.76 30.39 30.112 30.015 30.018 30.021 30.024 30.027 30.030 30.0





y− y1y2− y1

= x−x1x2−x1




linear yaitu y = -0,1 x + 31 . Dengan nilai x berubah-ubah terhadap waktu. Maka

akan diperoleh persamaan y = -0,1 x + 31.




Menentukan kalor jenis dari kawat konduktor yang digunakan di dalam

percobaan

Pada percobaan calori work ini, terjadi perubahan energi yang ditandai

dengan terjadinya perbahan suhu. Perubahan bentuk energi terjadi dari energi listrik

menjadi energi kalor. Dengan menggunakan hukum kekekalan energi, besar kalor

jenis maupun besar kapasitas kalor kawat konduktor pada tegangan V0, V1, V2, dan

V3 dapat kita ketahui dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

Q = W

m . c . ΔT = V . I . t

sehingga persamaan akhir dalam mencari kalor jenis adalah

c = V . I . tm.∆T

persamaan diatas digunakan untuk menghitung c atau kalor jenis dari konduktor

yang digunakan di dalam percobaan.

3 9 15 21 2722

22.823.624.425.2

2626.827.628.429.2

3030.831.6



Waktu (sekon)

Tem

pera

tur (

oC))


Lain halnya dengan kapasitas kalor, kapasitas kalor (H) yang merupakan

banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu benda sebesar 1oC ini dapat

dicari dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

H = m. c ….. (1)

Subtitusikan c = V . I . tm.∆T ke dalam persamaan 1

Sehingga persamaan untuk mencari kapasitas kalor dari konduktor yang digunakan

adalah

H = V . I . t∆T

Dimana massa yang akan dimasukkan ke dalam perhitungan nantinya adalah sebesar

0,002 kg.

1. Pada saat tengangan Vo (V = 0 )

Dari tabel diatas, kita dapat mencari nilai rata-rata kalor jenis dan kapasitas kalor pada saat

tegangan V0 adalah sama dengan:

No. Waktu (sekon

)

ArusListrik (miliampere)

Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

PerubahanSuhu (oC)

KalorJenis (J/kgoC)

KapasitasKalor (J/oC)

1 3 23.84 0 24.3 0.3 0 02 6 23.84 0 24.3 0.3 0 03 9 23.84 0 24.2 0.2 0 04 12 23.84 0 24.1 0.1 0 05 15 23.84 0 24.1 0.1 0 06 18 23.84 0 24.1 0.1 0 07 21 23.84 0 24 0 0 08 24 23.84 0 23.9 -0.1 0 09 27 23.84 0 23.9 -0.1 0 0

10 30 23.84 0 23.8 -0.2 0 0


Kalor jenis : kalor jenis1+kalor jenis2+...+kalor jenis1010

Kapasitas kalor : kapasitas kalor1+kapasitas kalor2+...+kapasitas kalor1010

Kalor jenis rata-rata pada tegangan 0 volt = 0 J/kg 0C

Kapasitas kalor rata-rata pada tegangan 0 volt = 0 J/ 0C

2. Pada saat tengangan V1 (V = 0,67 volt )

No. Waktu (sekon

)

ArusListrik (miliampere)

Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

PerubahanSuhu (oC)

KalorJenis (J/kgoC)


1 3 35.48 0.67 23.6 0.1 356.574 0.7131482 6 35.48 0.67 23.6 0.1 713.148 1.4262963 9 35.48 0.67 23.8 0.3 356.574 0.7131484 12 35.48 0.67 23.9 0.4 356.574 0.7131485 15 35.48 0.67 24.1 0.6 297.145 0.594296 18 35.48 0.67 24.2 0.7 305.634857 0.611269717 21 35.48 0.67 24.3 0.8 312.00225 0.62400458 24 35.48 0.67 24.4 0.9 316.954667 0.633909339 27 35.48 0.67 24.5 1 320.9166 0.641833210 30 35.48 0.67 24.6 1.1 324.158182 0.64831636

Dari tabel diatas, kita dapat mencari nilai rata-rata kalor jenis dan kapasitas kalor

pada saat tegangan V1 adalah sama dengan:



Kalor jenis rata-rata pada tegangan 0,67 volt = 365,968156 J/kg 0C

Kapasitas kalor rata-rata pada tegangan 0,67 volt = 0,73193631 J/ 0C



No. Waktu (sekon)

ArusListrik (miliampere

)

Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

PerubahanSuhu (oC)

KalorJenis (J/kgoC)


1 3 52.02 1.63 24.5 1 127.1889 0.25437782 6 52.02 1.63 24.9 1.4 181.698429 0.363396863 9 52.02 1.63 25.8 2.3 165.898565 0.331797134 12 52.02 1.63 26.7 3.2 158.986125 0.317972255 15 52.02 1.63 27.6 4.1 155.108415 0.310216836 18 52.02 1.63 28.5 5 152.62668 0.305253367 21 52.02 1.63 29.3 5.8 153.503845 0.307007698 24 52.02 1.63 29.9 6.4 158.986125 0.317972259 27 52.02 1.63 30.6 7.1 161.225366 0.32245073

10 30 42.55 1.63 31.1 7.6 136.887829 0.27377566















Jenis konduktor yang digunakan

No. Waktu (sekon)

ArusListrik (miliampere

)

Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

PerubahanSuhu (oC)

KalorJenis (J/kgoC)


1 3 42.55 1.09 30.7 7.2 9.66239583 0.01932479

2 6 42.55 1.09 30.3 6.8 20.4615441 0.04092309

3 9 42.55 1.09 30.1 6.6 31.6223864 0.06324477

4 12 42.55 1.09 30.0 6.5 42.8118462 0.08562369

5 15 42.55 1.09 30.0 6.5 53.5148077 0.10702962

6 18 42.55 1.09 30.0 6.5 64.2177692 0.12843554

7 21 42.55 1.09 30.0 6.5 74.9207308 0.14984146

8 24 42.55 1.09 30.0 6.5 85.6236923 0.17124738

9 27 42.55 1.09 30.0 6.5 96.3266538 0.19265331

10 30 42.55 1.09 30.0 6.5 107.029615 0.21405923


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. Untuk menentukan kalor jenis konduktor tersebut, maka kita merata-

ratakan ketiga kalor jenis yang didapat. Dari ketiga percobaan diatas, maka nilai rata-

rata dari kalor jenis yang digunakan adalah:

c rata-rata = (c 1+c2+c3)3

c rata−rata=(365,968156+155,211028+58,6191442)3

=193.2661 J/ kg0C

Dari nilai kalor jenis diatas, maka nilai kapasitas kalor kawat dapat juga dihitung

sesuai dengan persamaan C = m.c dengan nilai massa kawatnya adalah 2 gram atau

setara dengan 0,002 kg, sehingga nilai kapasitas kalornya adalah :

C rata-rata = m.c = 0,002 kg x 193.2661 J/ kg 0C = 0,386532 J/0C

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

dengan informasi pada literatur yang terdapat pada landasan teori. Setelah

dibandingkan, nilai kalor jenis yang paling sesuai dan nilainya mendekati hasil yang

praktikan dapat adalah konduktor jenis perak (0.056 J/g K = 230J/kg K). Jadi, dapat

dikatakan bahwa konduktor yang digunakan pada percobaan ini ialah konduktor

perak.

Sedangkan kesalahan literature dari data yang didapatkan dari percobaan tersebut

dapat dicari dengan persamaan:

Kesalahan literature = 230−193,2661

230x 100 %

= 15,97 %


VII. ANALISIS

1. Analisa PercobaanPercobaan KR-02 yang berjudul Calori Work ini menggunakan peralatan

eletroonik yang berupa computer atau sejenisnya yang dapat terhubung dengan

internet sehingga dapat mengakses www.sitrampil.ui.ac.id. Percobaan ini

menggunakan fasilitas Remote Laboratory (R-Lab) yang memudahkan mahasiswa

untuk melakukan praktikum secara online yang dapat dilakukan dimanapun

asalkan terhubung dengan internet. Ditengah kemudahan tersebut, perangkat

elektronik yang digunakan untuk mengakses sitrampil haruslah ter-install dengan

perangkat lunak Java Runtime Environment (JRE) untuk dapat melihat video

percobaan yang kita lakukan.

Pertama-tama sebelum melakukan percobaan, praktikan harus memastikan

bahwa perangkat elektronik yang kita gunakan sudah terhubung dengan internet.

Lalu setelah itu, praktikan masuk atau log in ke situs http://www.rlab.ui.ac.id.

Setelah itu, masuk ke link yang mengarahkan ke bagian race dan halaman

percobaan. Langkah selanjutnya dilakukan adalah mengklik icon video untuk

mengamati kerja alat yang digunakan. Pengaktifan web cam akan memunculkan

gambar alat yang akan digunakan dalam percobaan. Tegangan listrik yang

diberikan menjadi variabel bebas yang berubah-ubah. Dalam percobaan ini,

tegangan awal yang digunakan adalah nol. Kemudian, tegangan dinaikkan

menjadi V1 yang besarnya 0,67 volt, V2 yang besarnya 1,63 volt, dan V3 yang

besarnya 1,09 volt. Dengan adanya tegangan yang diberikan pada konduktor,

suhu berubah secara perlahan-lahan. Dalam percobaan ini, setiap perubahan suhu

saat tegangan dicatat selama 30 detik dengan selang 3 detik sekali sehingga dalam

setiap nilai tegangan terdapat sepuluh macam nilai temperatur dan sepuluh macam

nilai arus yang sesuai dengan waktu yang digunakan. Sehingga kita akan

mendapatkan data-data yang kita inginkan dan mengolah semua data untuk

mencari data lain yang kita inginkan seperti data untuk grafik hubungan antara

temperature dengan waktu, kalor jenis, dan kapasitas kalor dari kawat konduktor

yang digunakan dalam percobaan R-Lab ini.

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

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


2. Analisa Hasil Percobaan

Dari percobaan yang dilakukan, kita akan mendapatkan nilai perubahan

suhu yang terjadi, kalor jenis, dan kapasitas kalor dari kawat konduktor yang

digunakan di dalam percobaan yang dilakukan secara online ini. Karena

percobaan ini menggunakan variasi dalam tegangan yang diubah-ubah sebanyak 3

kali sehingga praktikan akan mendapatkan 4 variasi data dengan tegangan dengan

perubahan temperature yang berbeda-beda juga dalam 30 detik dengan selang 3

detik.

Dari percobaan pertama yang dilakukan dengan menggunakan tegangan

sebesar 0 volt (V0) , didapat bahwa pada saat tegangan yang diberikan adalah 0

volt atau bisa saja disebut tidak ada tegangan yang diberikan maka suhu hanya

akan mengalami perubahan yang sangat kecil, bahkan dapat dianggap tidak ada.

Hal ini disebabkan pada saat tidak ada tegangan yang diberikan maka tidak ada

energy yang membuat electron-elektron pada logam atau kawat konduktor tidak

mengalami pergerakan yang akan diubah menjadi energy panas. Perubahan kecil

pada suhu tersebut isebabkan oleh suhu system lebih rendah daripada suhu

lingkungan, sehingga terjadi perubahan pada system.

Dari percobaan kedua yang dilakukan dengan menggunakan tegangan

sebesar 0,67 volt (V1), didapat bahwa pada saat tegangan diberikan pada

rangkaian listrik, terjadi perubahan suhu yang cukup signifikan. Suhu awal yang

tercatat adalah sebesar 23.5oC dan suhu akhir yang tercatat pada detik ke-30

adalah sebesar 24,6oC. dan dari perhitungan yang dilakukan, maka diketahui

bahwa besar kalor jenisnya adalah 365,968156 J/kgoC dan kapasitas kalornya

adalah 0,73193631 J/oC

Dari percobaan ketiga yang dilakukan dengan menggunakan tegangan





adalah sebesar 31,3oC. dan dari perhitungan yang dilakukan, maka diketahui

bahwa besari kalor jenisnya adalah 155,211028 J/kgoC dan kapasitas kalornya

adalah 0,31042206 J/oC.

Dari percobaan terakhir yang dilakukan dengan menggunakan tegangan




adalah sebesar 30oC. dan dari perhitungan yang dilakukan, maka diketahui bahwa

besari kalor jenisnya adalah 58,6191442 J/kgoC dan kapasitas kalornya adalah

0,11723829 J/oC.

Jika kita amati perubahan suhu yang dialami oleh system, kita dapat

mengambil kesimpulan bahwa semakin tinggi tegangan yang diberikan kepada

kawat konduktor, akan semakin tinggi pula kenaikan suhu yang terjadi. Hal ini

terjadi karena dengan memperbesar tegangan yang diberikan, berarti

memperbesar juga energy listrik tersebut menurut persamaan W = V . I . t.

Dengan energy listrik yang lebih besar akan menyebabkan electron pada loga atau

kawat konduktor bergerak semakin cepat dan akan mengakibatkan kenaikan suhu

pada system.

Selain itu dari keempat kalor jenis dan kapasitas kalor yang ada, maka kita

akan merata-ratakan data-data tersebut sehingga kita akan mendapatkan kalor

jenis rata-rata dan kapasitas kalor rata-rata yaitu sebesar 193,2661 J/kgoC. Dari

kalor jenis rata-rata yang kita dapatkan dari perhitungan data percobaan maka kita

dapat menentukan jenis konduktor yang digunakan pada percobaan dengan

membandingkan kalor jenis rata-rata yang didapatkan dengan daftar kalor jenis

yang ada di bagian dasar teori. Percobaan ini menggunakan kawat konduktor

berupa perak dengan kalor jenis 230 J/kgK dengan kesalahan literature sebesar

15,97 %

3. Analisa Grafik


Di dalam percobaan calori works terdapat 4 buah grafik yang dapat dibuat

sebagai akibat adanya variasi pada tegangan yang diberikan. Keempat grafik ini

menunjukkan hubungan antara temperature dengan waktu.

Pada grafik pertama dimana tegangan yang diberikan kepada rangkaian

adalah nol, namun karena adanya perbedaan suhu rangkaian dengan suhu

lingkungan maka mengakibatkan terjadinya penyesuaian suhu rangkaian sehingga

suhu bertambah dalam jumlah yang kecil. Dengan cara memplot hubungan

temperature dengan waktu maka kita akan mendapatkan suatu persamaan garis

yaitu y = -0,0167 x + 24,35.

Pada grafik kedua dimana tegangan yang diberikan kepada rangkaian

adalah 0,67 volt. Saat tegangan itu diberikan terjadi perubahan suhu yang cukup

signifikan. Suhu awal yang tercatat adalah sebesar 23.5oC dan suhu akhir yang

tercatat pada detik ke-30 adalah sebesar 24,6oC. Dengan cara memplot hubungan


yaitu y = 0,003 x + 23,59.

Pada grafik ketiga dimana tegangan yang diberikan kepada rangkaian

adalah 1,63 volt. Saat tegangan itu diberikan terjadi perubahan suhu yang cukup

signifikan. Suhu awal yang tercatat adalah sebesar 23.5oC dan suhu akhir yang

tercatat pada detik ke-30 adalah sebesar 31,3oC. Dengan cara memplot hubungan


yaitu y = 0,216 x + 23,85.

Dan pada grafik terakhir dimana tegangan yang diberikan kepada

rangkaian adalah 1,09 volt. Saat tegangan itu diberikan terjadi perubahan suhu

yang cukup signifikan. Suhu awal yang tercatat adalah sebesar 23.5oC dan suhu

akhir yang tercatat pada detik ke-30 adalah sebesar 30oC. Dengan cara memplot

hubungan temperature dengan waktu maka kita akan mendapatkan suatu

persamaan garis yaitu y =-0,1 x + 31.


4 . Analisa Kesalahan Dalam percobaan ini, data tentang temperatur yang diperoleh ternyata berbeda-beda

pada setiap tegangan yang diberikan. Kesalahan-kesalahan yang mungkin dapat

terjadi pada saat percobaan ini adalah :

Kesalahan dalam perhitungan, misalnya dalam hal pembulatan angka. Adanya

pembulatan angka pasti akan mempengaruhi ketepatan perhitungan.

Alat-alat praktikum yang tidak dikalibrasikan sebelumnya, sehingga data

mengenai arus dan tegangan yang diperoleh tiap detik untuk kecepatan angin

yang sama menjadi bervariasi.

Karena praktikum adalah online atau perangkat elektronik yang digunakan tidak

berfungsi dengan baik, maka kita tidak dapat melihat secara keseluruhan

kesalahan yang dapat terjadi.

VII. KESIMPULAN

Besarnya energy listrik yang akan diubah menjadi energy kalor adalah sama

sesuai dengan Hukum Kekekalan Energi.

Semakin besar tegangan yang diberikan, maka perubahan suhu yang terjadi

akan semakin besar. Hal ini disebabkan Karena energy litrik yang diberikan

semakin besar yang akan menyebabkan pergerakan partikel semakin cepat dan

pada akhirnya berdampak kepada perubahan suhu di dalam rangkaian.

Besarnya kalor jenis bergantung kepada waktu, arus listrik yang mengalir,

tegangan yang diberikan, perubahan suhu, dan massa kawat konduktor yang

akan dicari kalor jenisnya. Kalor jenis yang didapatkan dari hasil perhitungan

diatas adalah 193,2661 J/kgOC.

Besarnya kapasitas kalor bergantung kepada waktu, arus listrik yang mengalir,

tegangan yang diberikan, dan perubahan suhu tanpa dipengaruhi oleh massa


konduktor tersebut. Kapasitas kalor yang didapatkan dari hasil perhitungan

diatas adalah 0,386532 J/OC.

Percobaan menggunakan kawat konduktor yang berbahan perak yang

mempunyai kalor jenis 230 J/kgoC.

VIII. REFERENSI

1. Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall, NJ, 2000.

2. Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.

Laporan_Praktikum_KR02

Documents

Transcript of Laporan_Praktikum_KR02