Muhammad Galih Utomo_1406533554_Jumat Siang_Grup 10 A_Calori Work (KR02)

8/18/2019 Muhammad Galih Utomo_1406533554_Jumat Siang_Grup 10 A_Calori Work (KR02)

1/26

1

Laporan Praktikum R-LAB

Fisika DasarNama : Muhammad Galih Utomo

NPM : 1406533554

Fakultas : Teknik

Departemen / Prodi : Teknik Kimia/Teknologi Bioproses

Nomor dan Nama Percobaan : KR02 Calori Work

Tanggal Percobaan : 6 Maret 2015

Laporan Fisika Dasar

Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar (UPP IPD)

Universitas Indonesia

Depok


2/26

2

Calori Work

I. Tujuan

1. Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.

II. Alat

Sumber tegangan yang dapat divariasikan

Kawat konduktor (bermassa 2 gram)

Termometer

Voltmeter dan Amperemeter

Adjustable power supply

Camcorder

Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

III.

Teori

Energi itu didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja. Energi

memegang peran yang sangat penting di dalam kehidupan karena tanpa adanya energi tidak

akan ada yang dapat hidup, bergerak, dan bekerja. Yang paling sederhana adalah kebutuhan

manusia akan energi dari makanan untuk bertahan hidup. Energi pun dapat dibagi lagi

menjadi banyak jenis energi diantaranya adalah energi gerak, energi panas, energi listrik,

energi bunyi, dan lain-lain.

Menurut hukum kekekalan energi, energi tidak dapat dimusnahkan maupun

diciptakan, tetapi hanya bisa berubah bentuknya. Berikut adalah bunyi hukum kekekalan

energi:“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.”

Dari hukum kekekalan energi tersebut kita mendapat formulasi mengenai energi (E)

sebagai berikut:


3/26

3

E awal = E akhir

Salah satu jenis energi yang mempunyai peran yang besar di dalam kehidupan

manusia pada zaman modern ini adalah energi listrik. Segala sesuatu yang memudahkan

pekerjaan manusia sekarang membutuhkan listrik sebagai energi utamanya. Misalnya bor

listrik yang menggunakan energi listrik untuk diubah menjadi energi gerak sehingga

menghasilkan putaran mata bor untuk melubangi suatu benda.

Satuan dari tegangan listrik disebut Volt (V) dengan alat ukuranya Voltmeter.

Selain tegangan ada juga kuat arus listrik dengan satuan Ampere (A) dan alat ukurnya

Amperemeter. Kemudian ada juga hambatan listrik yang satuannya Ohm (Ω) dengan alat

ukur Ohmmeter. Gabungan dari ketiga alat ukur tersebut disebut multimeter (avometer)

yang dapat mengukur ketiga satuan tersebut sekaligus. Yang terakhir adalah satuan daya

listrik, yaitu Watt (W) yang merupakan satuan energi listrik setiap detik.

Hubungan dari satuan-satuan tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut:

W = P.t

Dengan P = V.I dan V = I .R , maka persamaan yang dihasilkan adalah sebagai

berikut:

W = V.I .t

W = I .R.I .t

Keterangan:

W = energi listrik (J)

P = daya listrik (W)

V = tegangan listrik (V)

I = kuat arus listrik (A)

R = hambatan (Ω)

t = waktu (s)

Energi listrik banyak digunakan untuk diubah menjadi bentuk energi lainnya,

salah satunya adalah energi panas. Contoh alat yang menggunakan prinsip pengubahan

energi listrik menjadi kalor adalah setrika. 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


4/26

4

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.

Dari percobaan-percobaan yang sering dilakukan untuk mengetahui besar kecilnyakalor 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 = kalor yang dibutuhkan/dihasilkan (J)

m = massa benda tersebut (kg)

c = kalor jenis benda tersebut (J/kgOC)

(T2 – T1 ) = perubahan suhu yang biasa disimbolkan dengan ΔT (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

Q = m.L

Keterangan:

Q =kalor yang dibutuhkan/dihasilkan (J)


U = kalor uap (J/kg)

L = kalor lebur (J/kg)


5/26

5

Berdasarkan hukum kekekalan energi, besarnya energi listrik yang diubah atau

diserap sama dengan besar kalor yang akan dihasilkan. Sehingga secara matematis dapat

dirumuskan sebagai berikut :

W = Q

Keterangan:

W = energi listrik yang diubah/diserap (J)

Q = kalor yang dihasilkan (J)

Dengan menggunakan persamaan/rumus yang telah kita formulasikan sebelumnya

maka akan diperoleh persamaan :

V.I.t = m.c.(T2 – T1)

Keterangan:

V = tegangan listrik (V)

I = kuat arus listrik (A)

t = waktu (s)




Di dalam hubungan energi listrik dengan energi 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)


6/26

6

Keterangan:

m1 = massa benda pertama (kg)

m2 = massa benda kedua (kg)

c1 = kalor jenis benda pertama (J/kgOC)

c2 = kalor jenis benda kedua (J/kgOC)

Ta = suhu seimbang (OC)

T1 = suhu benda pertama (OC)

T2 = suhu benda kedua (OC)

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 = kapasitas kalor (J/oC)

Q = kalor yang diperlukan (J)


Lain halnya dengan kapasitas kalor, suatu benda jugalah mempunyai kalor 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:


Q = kalor yang diperlukan (J)




7/26

7

Berikut ini 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 = kapasitas kalor (J/oC)



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

energi 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 melilitkan sebuah kawat pada sensor

temperatur. Kawat tersebut kemudian dialiri arus listrik sehingga mendisipasikan energi

kalor. Perubahan temperatur yang terjadi akan diamati sensor kemudian dicatat oleh sistem


8/26

8

instrumentasi. Tegangan yang diberikan ke kawat dapat diubah sehingga perubahan

temperatur dapat bervariasi tergantung tegangan yang diberikan.

IV.

Cara Kerja

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 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.

Gambar Susunan Alat Percobaan Calori Work

V.

Data Pengamatan

Tabel Data Percobaan Calori Work

Tegangan V0

No. Waktu (s) Arus Listrik

(mA)

Tegangan (V) Temperatur

(o

C)1 3 23.84 0.00 20.6

2 6 23.84 0.00 20.6

3 9 23.84 0.00 20.6

4 12 23.84 0.00 20.6

5 15 23.84 0.00 20.6

6 18 23.84 0.00 20.6

7 21 23.84 0.00 20.6


9/26

9

8 24 23.84 0.00 20.7

9 27 23.84 0.00 20.7

10 30 23.84 0.00 20.7

Tegangan V1

No. Waktu (s) Arus Listrik(mA)

Tegangan (V) Temperatur(oC)

1 3 35.13 0.65 20.6

2 6 35.13 0.65 20.7

3 9 35.13 0.65 20.9

4 12 35.25 0.65 21.1

5 15 35.13 0.65 21.3

6 18 35.13 0.65 21.4

7 21 35.13 0.65 21.6

8 24 35.13 0.65 21.7

9 27 35.13 0.65 21.8

10 30 35.13 0.65 21.9

Tegangan V2


(mA)


(oC)

1 3 51.10 1.56 21.8

2 6 51.10 1.56 22.1

3 9 51.10 1.57 22.9

4 12 51.10 1.57 23.9

5 15 51.10 1.57 24.8

6 18 51.10 1.57 25.6

7 21 51.10 1.57 26.3

8 24 51.10 1.57 27.0

9 27 51.10 1.57 27.6

10 30 51.10 1.57 28.1

Tegangan V3


(mA)


(oC)

1 3 42.09 1.05 28.1

2 6 42.09 1.05 27.6

3 9 42.09 1.05 27.44 12 42.09 1.05 27.4

5 15 42.09 1.05 27.4

6 18 42.09 1.05 27.4

7 21 42.09 1.05 27.4

8 24 42.09 1.05 27.4

9 27 42.09 1.05 27.4

10 30 42.09 1.05 27.4


10/26

10

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

temperatur 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.

1. Pada saat tegangan V0 ( V = 0 volt)


(mA)

Tegangan (V) Temperatur (oC)

1 3 23.84 0.00 20.6

2 6 23.84 0.00 20.6

3 9 23.84 0.00 20.6

4 12 23.84 0.00 20.6

5 15 23.84 0.00 20.6

6 18 23.84 0.00 20.6

7 21 23.84 0.00 20.6

8 24 23.84 0.00 20.7

9 27 23.84 0.00 20.710 30 23.84 0.00 20.7

Untuk mendapatkan grafik hubungan antara temperatur dengan waktu yang

diinginkan, maka data yang digunakan adalah sebagai berikut:

Waktu (s) Temperatur (oC)

3 20,6

6 20,6

9 20,6

12 20,6

15 20,618 20,6

21 20,6

24 20,7

27 20,7

30 20,7


11/26

11

Dengan demikian, berikut adalah grafik hubungan antara temperatur dengan

waktu pada saat tegangan yang digunakan adalah V0 (V = 0 volt):

2. Pada saat tegangan V1 ( V = 0.65 volt)


(mA)


1 3 35.13 0.65 20.6

2 6 35.13 0.65 20.73 9 35.13 0.65 20.9

4 12 35.25 0.65 21.1

5 15 35.13 0.65 21.3

6 18 35.13 0.65 21.4

7 21 35.13 0.65 21.6

8 24 35.13 0.65 21.7

9 27 35.13 0.65 21.8

10 30 35.13 0.65 21.9



y = 0.0127x + 20.56

20.5

20.55

20.6

20.65

20.7

20.75

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

T e m p e r a t u r ( T )

Waktu (s)

Hubungan antara Temperatur dengan Waktu

Temperatur (oC) Linear (Temperatur (oC))


12/26

12


waktu pada saat tegangan yang digunakan adalah V1 (V = 0.65 volt):

y = 0.1515x + 20.467

19.5

20

20.5

21

21.5

22

22.5

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30


Waktu (s)


Temperatur (oC)

Linear (Temperatur (oC))


3 20,6

6 20,7

9 20,9

12 21,1

15 21,318 21,4

21 21,6

24 21,7

27 21,8

30 21,9


13/26

13

3. Pada saat tegangan V2 ( V = 1.57 volt)

No. Waktu (s) Arus Listrik(mA)

Tegangan (V) Temperatur (o

C)

1 3 51.10 1.56 21.8

2 6 51.10 1.56 22.1

3 9 51.10 1.57 22.9

4 12 51.10 1.57 23.9

5 15 51.10 1.57 24.8

6 18 51.10 1.57 25.6

7 21 51.10 1.57 26.3

8 24 51.10 1.57 27.0

9 27 51.10 1.57 27.6

10 30 51.10 1.57 28.1



Dengan demikian, berikut adalah grafik hubungan antara temperatur dengan waktu

pada saat tegangan yang digunakan adalah V2 (V = 1.57 volt):


3 21,8

6 22,1

9 22,9

12 23,9

15 24,8

18 25,621 26,3

24 27,0

27 27,6

30 28,1


14/26

14

4.

Pada saat tegangan V3 ( V = 1.05 volt)


(mA)


1 3 42.09 1.05 28.1

2 6 42.09 1.05 27.6

3 9 42.09 1.05 27.4

4 12 42.09 1.05 27.4

5 15 42.09 1.05 27.4

6 18 42.09 1.05 27.4

7 21 42.09 1.05 27.48 24 42.09 1.05 27.4

9 27 42.09 1.05 27.4

10 30 42.09 1.05 27.4



y = 0.7497x + 20.887

0

5

10

15

20

25

30

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

T e m p e r a t u r ( T

)

Waktu (s)


Temperatur (oC)

Linear (Temperatur (oC))


3 28,1

6 27,6

9 27,4

12 27,4

15 27,4

18 27,4

21 27,4

24 27,4

27 27,4

30 27,4


15/26

15


waktu pada saat tegangan yang digunakan adalah V3 (V = 1.05 volt):

Menentukan kapasitas kalor dari kawat konduktor yang digunakan di dalam

percobaan

Pada percobaan calori work ini, terjadi perubahan energi dari energi listrikmenjadi energi kalor yang ditandai dengan terjadinya perubahan suhu. 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:

m . c . ΔT = V . I . t

sehingga persamaan akhir untuk mencari kalor jenis adalah

c =..

.∆

kemudian disubstitusikan ke dalam persamaan:

H = m.c

Sehingga persamaan untuk mencari kapasitas kalor dari konduktor yang

digunakan adalah:

y = -0.0467x + 27.747

26.8

27

27.2

27.4

27.6

27.8

28

28.2

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30


Waktu (s)


Temperatur (oC) Linear (Temperatur (oC))


16/26

16

H =..

∆

di mana massa kawat konduktor sebesar 0,002 kg dan temperatur awal adalah 20,6oC.

1. Pada saat tengangan V0

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

Kapasitas kalor rata-rata = 0 J/ 0C


No. Waktu(s)

ArusListrik

(mA)

Tegangan(V)

Temperatur(oC)

Perubahan Suhu(oC)

KalorJenis

(J/kgoC)

KapasitasKalor (J/oC)

1 3,00 35,13 0,65 20,60 0,00 0,00 0,00

2 6,00 35,13 0,65 20,70 0,10 685,04 1,37

3 9,00 35,13 0,65 20,90 0,30 342,52 0,69

4 12,00 35,25 0,65 21,10 0,50 274,95 0,55

5 15,00 35,13 0,65 21,30 0,70 244,66 0,49

6 18,00 35,13 0,65 21,40 0,80 256,89 0,51

7 21,00 35,13 0,65 21,60 1,00 239,76 0,48

8 24,00 35,13 0,65 21,70 1,10 249,10 0,50

9 27,00 35,13 0,65 21,80 1,20 256,89 0,51

10 30,00 35,13 0,65 21,90 1,30 263,48 0,53

Kalor jenis rata-rata = 281,33 J/kg 0C

Kapasitas kalor rata-rata = 0,56 J/ 0C

No. Waktu(s)

Arus

Listrik

(mA)

Tegangan

(V)

Temperatur

(oC) Perubahan

Suhu (oC) Kalor Jenis

(J/kgoC) Kapasitas

Kalor

(J/oC)

1 3 23.84 0.00 20.6 0 0 0

2 6 23.84 0.00 20.6 0 0 0

3 9 23.84 0.00 20.6 0 0 0

4 12 23.84 0.00 20.6 0 0 0

5 15 23.84 0.00 20.6 0 0 0

6 18 23.84 0.00 20.6 0 0 07 21 23.84 0.00 20.6 0 0 0

8 24 23.84 0.00 20.7 0,1 0 0

9 27 23.84 0.00 20.7 0,1 0 0

10 30 23.84 0.00 20.7 0,1 0 0


17/26

17


No. Waktu

(s)

Arus

Listrik

(mA)

Tegangan

(V)

Temperatur

(oC)

Perubahan

Suhu (oC)

Kalor

Jenis

(J/kgoC)

Kapasitas

Kalor (J/oC)

1 3,00 51,10 1,56 21,80 1,20 0,00 0,00

2 6,00 51,10 1,56 22,10 1,50 159,43 0,32

3 9,00 51,10 1,57 22,9 2,30 156,97 0,31

4 12,00 51,10 1,57 23,9 3,30 145,87 0,29

5 15,00 51,10 1,57 24,8 4,20 143,26 0,29

6 18,00 51,10 1,57 25,6 5,00 144,41 0,29

7 21,00 51,10 1,57 26,3 5,70 147,79 0,30

8 24,00 51,10 1,57 27 6,40 150,43 0,309 27,00 51,10 1,57 27,6 7,00 154,72 0,31

10 30,00 51,10 1,57 28,1 7,50 160,45 0,32




No. Waktu

(s)

Arus

Listrik

(mA)

Tegangan

(V)

Temperatur

(oC)

Perubahan

Suhu (oC)

Kalor

Jenis

(J/kgoC)

Kapasitas

Kalor (J/oC)

1 3 41,98 1,05 28.1 8,70 0,00 0,00

2 6 41,98 1,05 27.6 8,50 15,56 0,03

3 9 41,98 1,05 27.4 8,70 22,80 0,05

4 12 41,98 1,05 27.4 8,80 30,05 0,06

5 15 41,98 1,05 27.4 9,00 36,73 0,07

6 18 41,98 1,05 27.4 9,20 43,12 0,09

7 21 41,98 1,05 27.4 9,40 49,24 0,10

8 24 41,98 1,05 27.4 9,50 55,68 0,11

9 27 41,98 1,05 27.4 9,70 61,35 0,12

10 30 41,98 1,05 27.4 9,80 67,47 0,13




18/26

18

Jenis kawat konduktor yang digunakan

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 dan kapasitas kalor dari kawat konduktor yang digunakan adalah:

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

= (281,33 + 146,30 + 53,47) / 3

= 160,3654084 J/kg0C

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

= (0.56 + 0,29 + 0,11) / 3

= 0,320730817 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 timah hitam (130 J/kgoC). Jadi, dapat

dikatakan bahwa kawat konduktor yang digunakan pada percobaan ini ialah jenis

timah hitam. Sedangkan kesalahan literature dari data yang didapatkan dari percobaan

tersebut dapat dicari dengan:

Kesalahan literatur =160,3654084 −

100%= 23,35%

VII.

Analisis

1. Analisis Percobaan

Percobaan KR-02 yang berjudul Calori Work ini menggunakan fasilitas

Remote Laboratory (R-Lab) yang memanfaatkan komputer untuk mengakses

www.sitrampil.ui.ac.id. Fasilitas ini memudahkan mahasiswa untuk melakukan

praktikum secara online yang dapat dilakukan di manapun asalkan tersedia

komputer yang terhubung dengan internet. Komputer yang digunakan untuk

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


19/26

19

menlakukan praktikum haruslah dilengkapi perangkat lunak Java Runtime

Environment (JRE) untuk dapat melihat video simulasi dari percobaan yang kita

lakukan secara online.

Praktikan yang melakukan percobaan harus sudah login terlebih dahulu padae-Laboratory di situs sitrampil. Kemudian praktikan mengakses link menuju R-Lab

terkait Percobaan KR-02 Calori Work. Setelah itu praktikan harus mengisi

username dan password pada link tersebut.

Setelah terhubung dengan percobaan terkait, praktikan harus mengklik icon

video untuk mengaktifkan webcam yang memunculkan gambar alat percobaan

beserta simulasi dari percobaan terkait. Selanjutnya praktikan akan memulai

percobaan dengan mengubah-ubah tegangan sebagai variabel bebas pada

percobaan terkait. Percobaan diawali dengan V0, diikuti V1, V2, dan V3. Setiap

kali praktikan mengubah tegangan, langkah berikutnya adalah menyalakan power

supply. Dalam percobaan terkait praktikan harus mengambil data perubahan suhu,

tegangan dan arus listrik pada kawat konduktor setiap 1 detik selama 10 detik

dengan mengklik tombol “ukur”.

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.

Saat tegangan diberikan pada kawat konduktor, akan terjadi perubahan

bentuk energi dari energi listrik menjadi energi panas. Saat sumber energi baterai

diberi tegangan, elektron-elektron pada logam akan bergerak dan menimbulkan

aliran listrik yang disebut arus listrik. Aliran elektron akan melintasi filamen yang

menghantarkan arus listrik yang disebut konduktor. Pada konduktor sendiri, telah

terpasang termometer, voltmeter dan amperemeter. Voltmeter dirangkai secara

paralel, sedangkan amperemeter dirangkai seri.

Adanya aliran elektron yang sesuai dengan arah arus listrik akan

menggerakkan jarum penunjuk pada voltmeter dan amperemeter. Banyaknya

elektron yang mengalir akan menyebabkan filamen menjadi semakin panas.


20/26

20

Kenaikan suhu pada filamen dapat diukur dengan termometer. Jadi, tegangan akan

menyebabkan sistem mengalami kenaikan suhu.

Data yang diperoleh dari percobaan terkait kemudian akan terekam oleh

sistem R-Lab dan dapat diakses setelah percobaan selesai. Data percobaan akan

terekam dalam format microsoft excel , tersedia dalam bentuk tabel dan grafik yang

dapat diunduh oleh praktikan setelah percobaan selesai.

2. Analisis Hasil Percobaan

Dari percobaan yang dilakukan, praktikan akan mendapatkan nilai perubahan

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

kemudian dapat ditentukan jenisnya dari rata-rata besar kalor jenisnya. Percobaan

ini menggunakan 4 variasi tegangan sehingga praktikan akan mendapatkan 4

variasi data dengan perubahan temperatur yang berbeda-beda berdasarkan tegangan

yang digunakan dalam 30 detik dengan selang 3 detik.

Percobaan pertama dilakukan dengan besar tegangan 0 volt, didapatkan

perubahan suhu yang sangat kecil (dalam percobaan yang dilakukan hanya terdapat

perubahan sebesar 0.1oC). Hal ini disebabkan pada saat tidak ada tegangan yang

diberikan maka tidak ada energi yang membuat elektron-elektron pada kawatkonduktor tidak mengalami pergerakan sehingga tidak menimbulkan arus listrik

pada filamen, maka tidak ada kenaikan suhu yang signifikan. Perubahan kecil pada

suhu tersebut disebabkan suhu sistem lebih rendah daripada suhu lingkungan,

sehingga terjadi perubahan pada sistem

Percobaan kedua dilakukan dengan besar tegangan 0.65 volt, didapatkan

perubahan suhu yang cukup jelas. Suhu awal yang tercatat adalah sebesar 20,6oC

dan suhu akhir yang tercatat pada detik ke-30 adalah sebesar 21,9oC. Dari

perhitungan yang dilakukan, maka diketahui bahwa besar kalor jenisnya adalah

281,33 J/kg 0C dan kapasitas kalornya adalah 0,56 J/ 0C.

Percobaan ketiga dilakukan dengan besar tegangan 1.57 volt, didapatkan

perubahan suhu yang signifikan. Suhu awal yang tercatat adalah sebesar 21,8oC dan

suhu akhir yang tercatat pada detik ke-30 adalah sebesar 28,1oC. Dari perhitungan


21/26

21

yang dilakukan, maka diketahui bahwa besar kalor jenisnya adalah 146,30 J/kg 0C

dan kapasitas kalornya adalah 0,29 J/ 0C.

Percobaan terakhir dilakukan dengan besar tegangan 1.05 volt, didapatkan

perubahan suhu yang cukup signifikan. Di mana pada detik ketiga sampai keenam

suhu turun dari 28,1oC ke 27,4 oC akibat tegangan yang digunakan diturunkan dari

sebelumnya 1,57 volt ke 1,05 volt. Namun selanjutnya setelah turun suhu tetap

stabil dan belum terlihat penaikan suhu sampai detik ke-30. Pada percobaan

terakhir ini suhu awal yang tercatat adalah sebesar 28,1oC dan suhu akhir yang

tercatat pada detik ke-30 adalah sebesar 27,4oC. Dari perhitungan yang dilakukan,

maka diketahui bahwa besar kalor jenisnya adalah 53,47 J/kg 0C dan kapasitas

kalornya adalah 0,11 J/ 0C.

Dengan mengamati perubahan suhu yang dialami oleh sistem, dapat

disimpulkan 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

energi listrik tersebut menurut persamaan W = V.I.t. Dengan energi listrik yang

lebih besar akan menyebabkan elektron pada kawat konduktor bergerak semakin

cepat dan menimbulkan kenaikan suhu pada sistem.

Dari keempat kalor jenis dan kapasitas kalor yang ada, dapat diperoleh kalor

jenis rata-rata dan kapasitas kalor rata-rata dari kawat konduktor yang digunakan

yaitu sebesar 151,9531893 J/kg0C dan 0,303906379 J/0C. Dari kalor jenis rata-rata

yang didapatkan dari perhitungan data percobaan maka kita dapat menentukan jenis

kawat 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 merupakan jenis timah hitam

dengan kalor jenis 130 J/kgoC dengan kesalahan literature sebesar 23,35%

3. Analisis Grafik

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

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

menunjukkan hubungan antara temperatur dengan waktu.


22/26

22

Pada grafik pertama, tegangan yang diberikan kepada rangkaian adalah 0

volt, namun karena adanya perbedaan suhu rangkaian dengan suhu lingkungan

maka mengakibatkan terjadinya penyesuaian suhu rangkaian sehingga suhu

bertambah dalam jumlah yang sangat kecil. Dengan cara memplot hubungan

temperatur dengan waktu maka kita akan mendapatkan suatu persamaan garis yaitu

y = 0.0127x + 20.56.

Pada grafik kedua, tegangan yang diberikan kepada rangkaian adalah 0,65

volt. Saat tegangan itu diberikan terjadi perubahan suhu yang cukup jelas. Suhu

awal yang tercatat adalah sebesar 20.6oC dan suhu akhir yang tercatat pada detik

ke-30 adalah sebesar 21,9oC. Dengan cara memplot hubungan temperatur dengan

waktu maka kita akan mendapatkan suatu persamaan garis yaitu y = 0.1515x +

20.467.

Pada grafik ketiga dimana tegangan yang diberikan kepada rangkaian

adalah 1,57 volt. Saat tegangan itu diberikan terjadi perubahan suhu yang

signifikan. Suhu awal yang tercatat adalah sebesar 21.8oC dan suhu akhir yang

tercatat pada detik ke-30 adalah sebesar 28,1oC. Dengan cara memplot hubungan

temperatur dengan waktu maka kita akan mendapatkan suatu persamaan garis yaitu

y = 0.7497x + 20.887.

Pada grafik terakhir, tegangan yang diberikan kepada rangkaian adalah 1,05

volt. Saat tegangan itu diberikan terjadi penurunan suhu karena dikuranginya

tegangan dari yang sebelumnya 1,57 volt ke 1,05 volt, di mana selanjutnya suhu

tetap stabil dan belum mengalami peningkatan kembali di tegangan 1,05 volt

sampai percobaan berakhir. Suhu awal yang tercatat adalah sebesar 28.1oC dan

suhu akhir yang tercatat pada detik ke-30 adalah sebesar 27.4oC. Dengan cara

memplot hubungan temperatur dengan waktu maka kita akan mendapatkan suatu

persamaan garis yaitu y = -0.0467x + 27.747.


23/26

23

4. Analisis 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 : Karena praktikum adalah online atau perangkat elektronik yang digunakan

tidak berfungsi dengan baik, maka kita tidak dapat melihat secara keseluruhan

kesalahan yang dapat terjadi.

Kesalahan dalam perhitungan, misalnya dalam hal pembulatan angka. Adanya

pembulatan angka pasti akan menyebabkan adanya ketidakpastian.

Alat-alat praktikum yang tidak dikalibrasikan sebelumnya, sehingga data

mengenai arus dan tegangan yang diperoleh tiap detik untuk kecepatan angin

yang sama menjadi bervariasi.

VIII.

Kesimpulan

Mekanisme perubahan energi listrik menjadi kalor adalah sesuai dengan Hukum

Kekekalan Energi.

Semakin besar tegangan yang diberikan, maka perubahan suhu yang terjadi akan

semakin besar. Hal ini disebabkan karena energi listrik yang diberikan semakin

besar yang akan menyebabkan pergerakan partikel semakin cepat, menimbulkan

aliran elektron pada filamen (arus listrik) 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 160,3654084 J/kgO

C. 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 0,320730817 J/OC.


24/26

24

Percobaan menggunakan kawat konduktor yang berbahan timah hitam yang

mempunyai kalor jenis 130 J/kgoC dengan kesalahan literature 23,35%.

IX.

Referensi

Giancoli, D.C. 2000. Physics for Scientists & Engineers. Edisi Ketiga. New Jersey:

Prentice Hall.

Halliday, D. dkk. 2011. Fundamentals of Physics. Edisi Kesembilan. New Jersey: John

Wiley & Sons, Inc.

Serway, RA. Dan Jewett, JW. 2004. Physics for Scientists & Engineers. Edisi Keenam.

California: Thomson Brooks/Cole

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

Physics. Edisi Keenam. New York: W.H. Freeman and Company.

X. Lampiran

Tabel Data Eksperimen

No Waktu I V Temp

1 3 23.84 0.00 20.6

2 6 23.84 0.00 20.6

3 9 23.84 0.00 20.6

4 12 23.84 0.00 20.6

5 15 23.84 0.00 20.6

6 18 23.84 0.00 20.6

7 21 23.84 0.00 20.6

8 24 23.84 0.00 20.7

9 27 23.84 0.00 20.7


25/26

25

10 30 23.84 0.00 20.7

11 3 35.13 0.65 20.6

12 6 35.13 0.65 20.7

13 9 35.13 0.65 20.9

14 12 35.25 0.65 21.1

15 15 35.13 0.65 21.3

16 18 35.13 0.65 21.4

17 21 35.13 0.65 21.6

18 24 35.13 0.65 21.7

19 27 35.13 0.65 21.8

20 30 35.13 0.65 21.9

21 3 51.10 1.56 21.8

22 6 51.10 1.56 22.1

23 9 51.10 1.57 22.9

24 12 51.10 1.57 23.9

25 15 51.10 1.57 24.8

26 18 51.10 1.57 25.6

27 21 51.10 1.57 26.3

2824 51.10 1.57 27.0

29 27 51.10 1.57 27.6

30 30 51.10 1.57 28.1

31 3 42.09 1.05 28.1


26/26

32 6 42.09 1.05 27.6

33 9 42.09 1.05 27.4

34 12 42.09 1.05 27.4

35 15 42.09 1.05 27.4

36 18 42.09 1.05 27.4

37 21 42.09 1.05 27.4

38 24 42.09 1.05 27.4

3927 42.09 1.05 27.4

40 30 42.09 1.05 27.4

Muhammad Galih Utomo_1406533554_Jumat Siang_Grup 10 A_Calori Work (KR02)

Documents

Transcript of Muhammad Galih Utomo_1406533554_Jumat Siang_Grup 10 A_Calori Work (KR02)