Prak.kesetaraaan Kalor Listrik(6)
16
LAPORAN PRAKTIKUM PENGANTAR LISTRIK MAGNET DAN OPTIKA KESETARAAN KALOR LISTRIK Disusun Oleh : Siti Zainab (12302241030) JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2013
description
tentang kesetaraan kalor listrik
Transcript of Prak.kesetaraaan Kalor Listrik(6)
LAPORAN PRAKTIKUM PENGANTAR LISTRIK
MAGNET DAN OPTIKA
KESETARAAN KALOR LISTRIK
Disusun Oleh :
Siti Zainab (12302241030)
JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
2013
PERCOBAAN VI
KESETARAAN KALOR LISTRIK
A. Tujuan
1. Menentukan besarnya energy listrik yang dilepas dalam kalorimeter
2. Menentukan besarnya energy panas/kalor yang diterima kalorimeter
3. Menentukan nilai kesetaraan (kalor-listrik)
B. Alat dan Bahan
1. Kalorimeter listrik
2. Power suplay (catu daya DC)
3. Stopwatch
4. Termometer
C. Dasar teori
Kalor adalah sesuatu yang dipindahkan di antara sebuah sistem dan sekelilingnya
sebagai akibat dari hanya perbedaan temperatur. Satuan kalor Q biasanya didefinisikan
secara kuantitatif dalam perubahan tertentu yang dihasilkan di dalam sebuah benda
selama proses tertentu. Jadi, jika temperature dari satu kilogram air dinaikkan dari 14,5
sampai 15,50C dengan memanaskan air tersebut, maka kita katakan bahwa satu
kilokalori(Kcal) kalor telah ditambahkan kepada sistem tersebut. Kalori (=10-3
Kcal)
digunakan juga sebagai satuan kalor. Satuan-satuan kalor dihubungkan sebagai berikut :
1 kcal=1000cal=3,968 Btu.
Zat-zat berbeda terhadap satu sama lain dalam kuantitas kalor yang diperlukan
untuk menghasilkan suatu kenaikan temperatur yang diberiakn di dalam sebuah massa
yang diberikan. Perbandingan banyaknya tenaga kalor ΔQ yang dibekalkan kepada
sebuah benda untuk menaikkan temperaturnya sebanyak ΔT dinamakan kapasitas kalor C
dari benda tersebut, yakni :
T
QalorkapasitaskC
Kapasitas kalor per satuan massa benda, yang dinamakan kalor jenis, adalah cirri
dari bahan yang membentuk benda tersebut :
Tm
Q
massa
alorkapasitaskc
(David Halliday, 1985:725)
Energi listrik dinyatakan dengan ’joule’ maka pengukuran tersebut dapat dikatakan
sebagai pengukuran angka kesetaraan kalor mekanik. Angka kesetaraan kalor mekanik
adalah bilangan yang menyatakan besarnya energi mekanik yang setara dengan satu
satuan energi kalor. Tara kalor listrik adalah perbandingan antara energi listrik yang
diberikan terhadap panas yang di hasilkan. Q
W (J/kal)
Teori yang melandasi tentang tara kalor listrik: hukum joule dan azas black. Suatu
bentuk energi dapat berubah menjadi bentuk energi yang lain. Misalnya pada peristiwa
gesekan energi mekanik berubah menjadi panas. Pada mesin uap panas diubah menjadi
energi mekanik. Demikian pula energi listrik dapat diubah menjadi panas atau
sebaliknya. Sehingga dikenal adanya kesetaraan antara panas dengan energi
mekanik/listrik, secara kuantitatif hal ini dinyatakan dengan angka kesetaraan panas-
energi listrik/mekanik. Kesetaraan panas-energi mekanik pertama kali diukur oleh Joule
dengan mengambil energi mekanik benda jatuh untukmengaduk air dalam kalorimeter
sehingga air menjadi panas. Energi listrik dapat diubah menjadi panas dengan cara
mengalirkan arus listrik pada suatu kawat tahanan yang tercelup dalam air yang berada
dalam kalorimeter. (http://ayosinauonline.blogspot.com/2010/08/kesetaraan-kalor-
listrik.html)
Energi listrik yang dihasilkan oleh suatu catu daya pada suatu resistor dinyatakan
dengan persamaan :
VItW
W : energi listrik (joule)
V : tegangan listrik (volt)
I : arus listrik (Ampere)
t : waktu/lama aliran listrik (sekon) (Tim Fisika Dasar,2013)
Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat dinyatakan dengan
persamaan : 12 TTcmcmQ aakk
Q : jumlah kalor yang diperlukan (kal)
mk : massa kalorimeter kosong dan pengaduk (gram)
ck : kalor jenis kalorimeter (kal/gr0C)
ma : massa dalam kalorimeter (gram)
ca : kalor jenis air (kal/gr0C)
T2 : suhu akhir zat (0C)
T1 : suhu mula-mula zat (0C)
Berdasarkan Azas Black bahwa panas/kalor yang dilepas sama dengan panas/kalor
yang diterima, maka energi listrik yang dilepas akan diterima oleh air dalam kalorimeter
dan kalorimeter (termasuk pengaduk) itu sendiri, sehingga akan terjadi perubahan panas
pada air dan kalorimeter. Adapun besarnya nilai kesetaraan kalor listrik dapat dinyatakan
dengan persamaan :
Q
W
Tcmcm
VIt
aakk
γ : kesetaraan kalor listrik (joule/kal)
W : energi listrik (joule)
Q : jumlah kalor yang diperlukan (kal) (Tim Fisika Dasar,2013).
Kalori termokimia didefinisikan sebagai : 1 kalori = 4,184 joule
Data Kalor Jenis Beberapa Zat :
Nama Zat C (Kal/gr oC) KJ/Kg K
Air 1,000 4,180
Perak 0,056 0,232
Alkohol 0,550 2,299
Alumunium 0,217 0,907
Besi 0,113 0,472
Seng 0,0925 0,387
Tembaga 0,093 0,386
D. Data hasil pengamatan
No mk(gram) ma (gram) V(volt) I(A) t(s) T(0C)
1 67,4 152,9 4 3,1 139 31
318 34
517 37
2 67,4 101,9 5 4,1 77 31
157 34
229 37
T0= 280C
E. Analisis
a. Ketidakpastian mk dan ma
grgrnstmm ak 05,01,0.2
1
2
1
b. Ketidakpastian suhu (T)
CCnstT 00 5,01.2
1
2
1
c. Ketidakpastian waktu (t)
ssnstt 5,01.2
1
2
1
d. Ketidakpastian arus listrik (I)
AAnstI 05,01,0.2
1
2
1
e. Ketidakpastian beda tegangan (V)
VVnstV 25,05,0.2
1
2
1
f. Nilai ck dan ca
ck = 0,21 kal/gram0C
ck = 1 kal/gram0C
g. Persamaan energi listrik (W) dan Ralat ΔW
VItW
sVIAVIVItW
tVIIVIVItW
tt
WI
I
WV
V
WW
5,005,025,0
h. Persamaan kalor (Q) dan ralat kalor (ΔQ)
TcmcmQ aakk
CmmgrTgrTQ
TcmcmmTcmTcQ
TcmcmTcmcmmTccQ
TT
Qm
m
Qm
m
TT
Qc
c
Qm
m
Qc
c
Qm
m
ak
aakkaakk
aakkaakkak
a
a
k
k
aa
a
a
kk
k
k
05,01.21,0.205,0.105,0.21,0
2..
1
i. Persamaan kesetaraan kalor (γ) dan ralat kesetaraan kalor (Δγ)
Q
W
Tcmcm
VIt
aakk
WW
Q
WW
2
1
j. Menghitung Energi listrik (W) yang dilepas dalam kalorimeter
1. Pada saat beda tegangan 4V
a. Data 1
mk= 67,4 gr
ma= 152,9 gr
V= 4 V
I= 3,1 A
t1= 139 s
joulesAVW
VItW
6,1723139.1,3.41
1
jouleWW
jouleW
sAVAAVVsAW
tVIIVIVItW
tt
WI
I
WV
V
WW
54,11460,1723
54,114
5,01,3.405,01,3.425,0139.1,3
11
1
1
1
1
b. Data 2
mk= 67,4 gr
ma= 152,9 gr
V= 4 V
I= 3,1 A
t2= 318 s
joulesAVW
VItW
2,3943318.1,3.42
2
jouleWW
jouleW
sAVAAVVsAW
tVIIVIVItW
tt
WI
I
WV
V
WW
27,25320,3943
27,253
5,01,3.405,01,3.425,0318.1,3
22
2
2
2
2
c. Data 3
mk= 67,4 gr
ma= 152,9 gr
V= 4 V
I= 3,1 A
t3= 517 s
joulesAVW
VItW
8,6410517.1,3.43
3
jouleWW
jouleW
sAVAAVVsAW
tVIIVIVItW
tt
WI
I
WV
V
WW
50,40780,6410
50,407
5,01,3.405,01,3.425,0517.1,3
33
3
3
3
3
2. Pada saat beda tegangan 5V
a. Data 1
mk= 67,4 gr
ma= 101,9 gr
V= 5 V
I= 4,1 A
t1= 77 s
joulesAVW
VItW
5,157877.1,4.51
1
jouleWW
jouleW
sAVAAVVsAW
tVIIVIVItW
tt
WI
I
WV
V
WW
2,905,1578
2,90
5,01,4.505,01,4.525,077.1,4
11
1
1
1
1
b. Data 2
mk= 67,4 gr
ma= 101,9 gr
V= 5 V
I= 4,1 A
t2= 157 s
joulesAVW
VItW
5,3218157.1,4.52
2
jouleWW
jouleW
sAVAAVVsAW
tVIIVIVItW
tt
WI
I
WV
V
WW
2,1725,3218
2,172
5,01,4.505,01,4.525,0157.1,4
22
2
2
2
c. Data 3
mk= 67,4 gr
ma= 101,9 gr
V= 5 V
I= 4,1 A
t3= 229 s
joulesAVW
VItW
5,4694229.1,4.53
3
jouleWW
jouleW
sAVAAVVsAW
tVIIVIVItW
tt
WI
I
WV
V
WW
0,2465,4694
0,246
5,01,4.505,01,4.525,0229.1,4
33
3
3
3
3
Hasil perhitungan energi listrik:
V(volt) (W±ΔW)i (joule)
4 (W±ΔW)1=(1723,60±114,54)
(W±ΔW)2=(3943,20±253,27)
(W±ΔW)3=(6410,80±407,50)
5 (W±ΔW)1=(1578,5±90,2)
(W±ΔW)2=(3218,5±172,2)
(W±ΔW)3=(4694,5±246,0)
k. Menghitung jumlah kalor (Q) yang diterima kalorimeter
1. Pada saat beda tegangan 4V
a. Data 1
mk= 67,4 gr
ma= 152,9 gr
V= 4 V
I= 3,1 A
T0= 28⁰C ∆𝑇i = 𝑇i − 𝑇0
T1 = 31⁰C
∆𝑇1 = 3⁰𝐶
ck = 0,21 kal/gram0C
ca = 1 kal/gram0C
kalCgrgrQ
TcmcmQ aakk
16,50131.9,15221,0.4,67 0
1
1
kalQQ
kalQ
CgrgrgrCgrCQ
TcmcmmTcmTcQ
TT
Qm
m
Qm
m
TT
Qc
c
Qm
m
Qc
c
Qm
m
aakkaakk
a
a
k
k
aa
a
a
kk
k
k
24,16716,501
24,167
5,01.9,15221,0.4,67205,03.105,03.21,0
2..
1
1
000
1
1
1
1
b. Data 2
mk= 67,4 gr
ma= 152,9 gr
V= 4 V
I= 3,1 A
T0= 28⁰C ∆𝑇i = 𝑇i − 𝑇0
T1 = 34⁰C
∆𝑇1 = 6⁰𝐶
ck = 0,21 kal/gram0C
ca = 1 kal/gram0C
kalCgrgrQ
TcmcmQ aakk
32,100261.9,15221,0.4,67 0
2
2
kalQQ
kalQ
CgrgrgrCgrCQ
TcmcmmTcmTcQ
TT
Qm
m
Qm
m
TT
Qc
c
Qm
m
Qc
c
Qm
m
aakkaakk
a
a
k
k
aa
a
a
kk
k
k
42,16732,1002
42,167
5,01.9,15221,0.4,67205,06.105,06.21,0
2..
2
2
000
2
2
2
2
c. Data 3
mk= 67,4 gr
ma= 152,9 gr
V= 4 V
I= 3,1 A
T0= 28⁰C ∆𝑇i = 𝑇i − 𝑇0
T3 = 37⁰C
∆𝑇3 = 9⁰𝐶
ck = 0,21 kal/gram0C
ca = 1 kal/gram0C
kalCgrgrQ
TcmcmQ aakk
49,150391.9,15221,0.4,67 0
3
3
kalQQ
kalQ
CgrgrgrCgrCQ
TcmcmmTcmTcQ
TT
Qm
m
Qm
m
TT
Qc
c
Qm
m
Qc
c
Qm
m
aakkaakk
a
a
k
k
aa
a
a
kk
k
k
60,16749,1503
60,167
5,01.9,15221,0.4,67205,09.105,09.21,0
2..
3
3
000
3
3
3
3
2. Pada saat beda tegangan 5V
a. Data 1
mk= 67,4 gr
ma= 101,9 gr
V= 5 V
I= 4,1 A
T0= 28⁰C ∆𝑇i = 𝑇i − 𝑇0
T1 = 31⁰C
∆𝑇1 = 3⁰𝐶
ck = 0,21 kal/gram0C
ca = 1 kal/gram0C
kalCgrgrQ
TcmcmQ aakk
16,34831.9,10121,0.4,67 0
1
1
jouleQQ
kalQ
CgrgrgrCgrCQ
TcmcmmTcmTcQ
TT
Qm
m
Qm
m
TT
Qc
c
Qm
m
Qc
c
Qm
m
aakkaakk
a
a
k
k
aa
a
a
kk
k
k
24,11616,348
24,116
5,01.9,10121,0.4,67205,03.105,03.21,0
2..
1
1
000
1
1
1
1
b. Data 2
mk= 67,4 gr
ma= 101,9 gr
V= 5 V
I= 4,1 A
T0= 28⁰C ∆𝑇i = 𝑇i − 𝑇0
T2 = 34⁰C
∆𝑇2 = 6⁰𝐶
ck = 0,21 kal/gram0C
ca = 1 kal/gram0C
kalCgrgrQ
TcmcmQ aakk
32,69661.9,10121,0.4,67 0
2
2
jouleQQ
kalQ
CgrgrgrCgrCQ
TcmcmmTcmTcQ
TT
Qm
m
Qm
m
TT
Qc
c
Qm
m
Qc
c
Qm
m
aakkaakk
a
a
k
k
aa
a
a
kk
k
k
42,11632,696
42,116
5,01.9,10121,0.4,67205,06.105,06.21,0
2..
2
2
000
2
2
2
2
c. Data 3
mk= 67,4 gr
ma= 101,3 gr
V= 5 V
I= 4,1 A
T0= 28⁰C ∆𝑇i = 𝑇i − 𝑇0
T3 = 37⁰C
∆𝑇3 = 9⁰𝐶
ck = 0,21 kal/gram0C
ca = 1 kal/gram0C
kalCgrgrQ
TcmcmQ aakk
49,104491.9,10121,0.4,67 0
3
3
kalQQ
kalQ
CgrgrgrCgrCQ
TcmcmmTcmTcQ
TT
Qm
m
Qm
m
TT
Qc
c
Qm
m
Qc
c
Qm
m
aakkaakk
a
a
k
k
aa
a
a
kk
k
k
60,11649,1044
60,116
5,01.9,10121,0.4,67205,09.105,09.21,0
2..
3
3
000
3
3
3
3
Hasil perhitungan jumlah kalor yang diterima kalorimeter:
V(volt) (Q±ΔQ)i (kal)
4 (Q±ΔQ)1=(501,16±167,24)
(Q±ΔQ)2=(1002,32±167,42)
(Q±ΔQ)3=(1503,49±167,60)
5 (Q±ΔQ)1=(348,16±116,24)
(Q±ΔQ)2=(696,32±116,42)
(Q±ΔQ)3=(1044,49±116,60)
l. Menghitung nilai kesetaraan kalor (γ)
Q
W
WW
Q
WW
2
1
Diketahui data sebagai berikut :
V(volt) (W±ΔW)i (joule) (Q±ΔQ)i (kal)
4 (W±ΔW)1=(1723,60±114,54) (Q±ΔQ)1=(501,16±167,24)
(W±ΔW)2=(3943,20±253,27) (Q±ΔQ)2=(1002,32±167,42)
(W±ΔW)3=(6410,80±407,50) (Q±ΔQ)3=(1503,49±167,60)
5 (W±ΔW)1=(1578,5±90,2) (Q±ΔQ)1=(348,16±116,24)
(W±ΔW)2=(3218,5±172,2) (Q±ΔQ)2=(696,32±116,42)
(W±ΔW)3=(4694,5±246,0) (Q±ΔQ)3=(1044,49±116,60)
1) Untuk beda tegangan 4V
a. Data 1
kalJQ
W/4,3
16,501
60,1723
1
11
kalJ
kalJ
WW
Q
WW
/4,14,3
/4,124,16716,501
60,172354,114
16,501
1
1
1
21
21
1
b. Data 2
kalJQ
W/9,3
32,1002
20,3943
2
22
kalJ
kalJ
WW
Q
WW
/9,09,3
/9,042,16732,1002
20,394327,253
32,1002
1
1
2
22
22
2
c. Data 3
kalJQ
W/3,4
49,1503
80,6410
3
3
3
kalJ
kalJ
WW
Q
WW
/8,03,4
/8,060,16749,1503
80,641050,407
49,1503
1
1
3
23
23
3
Uji diskripansi data untuk beda tegangan = 4V
𝛿 ∆𝛾𝑖 + ∆𝛾𝑥 𝛿 ≤ ∆𝛾𝑖 + ∆𝛾𝑥
𝛾1 − 𝛾2 0,5 ∆𝛾1 + ∆𝛾2 2,3 Cocok
𝛾1 − 𝛾3 0,9 ∆𝛾1 + ∆𝛾3 2,2 Cocok
𝛾2 − 𝛾3 0,4 ∆𝛾2 + ∆𝛾3 1,7 Cocok
Rata-rata berbobot data untuk beda tegangan = 4V
No γ(J/kal) )/( kalJ 2
1
iW
Wi.γ
1 3,4 1,4 0,5102 1,73468
2 3,9 0,9 1,2346 4,81494
3 4,3 0,8 1,5625 6,71875
Σ ΣWi=3,3073 Σ Wi.γ=13,26837
𝛾 = 𝑊𝑖 .𝛾
𝑊𝑖=
13,26837
3,3073= 4,01 𝐽/𝑘𝑎𝑙
∆𝛾 = 1
𝑊𝑖=
1
3,3073= 0,55 𝐽/𝑘𝑎𝑙
Jadi, hasil perhitungan terbaik nilai kesetaraan kalor untuk V= 4 volt adalah
𝛾 ± ∆𝛾 1 = 4,0 ± 0,6 𝐽/𝑘𝑎𝑙
2) Untuk beda tegangan 5V
a. Data 1
kalJQ
W/5,4
16,348
5,1578
1
11
kalJ
kalJ
WW
Q
WW
/8,15,4
/8,124,11616,348
5,15782,90
16,348
1
1
1
21
21
1
b. Data 2
kalJQ
W/6,4
32,696
5,3218
2
22
kalJ
kalJ
WW
Q
WW
/0,16,4
/0,142,11632,696
5,32182,172
32,696
1
1
2
22
22
2
c. Data 3
kalJQ
W/5,4
49,1044
5,4694
3
3
3
kalJ
kalJ
WW
Q
WW
/7,05,4
/7,060,11649,1044
5,46940,246
49,1044
1
1
3
23
23
3
Uji diskripansi data untuk beda tegangan = 5V
𝛿 ∆𝛾𝑖 + ∆𝛾𝑥 𝛿 ≤ ∆𝛾𝑖 + ∆𝛾𝑥
𝛾1 − 𝛾2 0,1 ∆𝛾1 + ∆𝛾2 2,8 Cocok
𝛾1 − 𝛾3 0 ∆𝛾1 + ∆𝛾3 2,5 Cocok
𝛾2 − 𝛾3 0,1 ∆𝛾2 + ∆𝛾3 1,7 Cocok
Rata-rata berbobot data untuk beda tegangan = 5V
No γ(J/kal) )/( kalJ 2
1
iW
Wi.γ
1 4,5 1,8 0,3086 1,38870
2 4,6 1,0 1,0000 4,60000
3 4,5 0,7 2,0408 9,18367
Σ ΣWi=3,3494 Σ Wi.γ=15,17237
𝛾 = 𝑊𝑖 .𝛾
𝑊𝑖=
15,17237
3,3494= 4,5 𝐽/𝑘𝑎𝑙
∆𝛾 = 1
𝑊𝑖=
1
3,3494= 0,55 𝐽/𝑘𝑎𝑙
Jadi, hasil perhitungan terbaik nilai kesetaraan kalor untuk V= 5 volt adalah
𝛾 ± ∆𝛾 = 4,5 ± 0,6 𝐽/𝑘𝑎𝑙
F. Jawaban pertanyaan
1. Tentukan nilai kesetaraan kalor listrik
Jawab : berdasarkan analisis perhitungan diperoleh hasil niali kesetaraan kalor listrik
untuk beda tegangan 4 V sebesar 𝛾 ± ∆𝛾 = 4,0 ± 0,6 𝐽/𝑘𝑎𝑙 Untuk V = 5 volt
sebesar 𝛾 ± ∆𝛾 = 4,5 ± 0,6 𝐽/𝑘𝑎𝑙
G. Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis perhitungan diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1) Besar energi listrik yang dilepas dalam kalorimeter sebesar :
V(volt) ΔT(0C) t(s) (W±ΔW)i (joule)
4 3 139 (W±ΔW)1=(1723,60±114,54)
6 318 (W±ΔW)2=(3943,20±253,27)
9 517 (W±ΔW)3=(6410,80±407,50)
5 3 77 (W±ΔW)1=(1578,5±90,2)
6 157 (W±ΔW)2=(3218,5±172,2)
9 229 (W±ΔW)3=(4694,5±246,0)
2) Besar energi panas yang diterima kalorimeter sebesar :
V(volt) ΔT(0C) t(s) (Q±ΔQ)i (kal)
4 3 139 (Q±ΔQ)1=(501,16±167,24)
6 318 (Q±ΔQ)2=(1002,32±167,42)
9 517 (Q±ΔQ)3=(1503,49±167,60)
5 3 77 (Q±ΔQ)1=(348,16±116,24)
6 157 (Q±ΔQ)2=(696,32±116,42)
9 229 (Q±ΔQ)3=(1044,49±116,60)
3) Besar nilai kesetaraan kalor-listrik sebesar :
Untuk V = 4 volt sebesar 𝛾 ± ∆𝛾 = 4,0 ± 0,6 𝐽/𝑘𝑎𝑙
Untuk V = 5 volt sebesar 𝛾 ± ∆𝛾 = 4,5 ± 0,6 𝐽/𝑘𝑎𝑙
H. Pembahasan
Percobaan tentang kesetaraan kalor listrik ini antara lain memiliki tujuan yaitu
untuk mengetahui besarnya energi listrik yang dilepas dalam kalorimeter, untuk
mengetahui besarnya energi panas/kalor yang diterima kalorimeter dan untuk mengetahui
nilai kesetaraan kalor listrik. Dalam percobaan ini, kami mengabil data sebanyak 6 kali.
Adapun variabel bebas kami adalah beda tegangan dan kenaikan suhu. Setiap beda
tegangan kami ambil data sebanyak 3 kali. Kemudian variabel kontrolnya adalah massa
kalorimeter dan variabel terikatnya adalah waktu. Untuk massa kalorimeter yang kami
timbang adalah kalorimeter dengan pengaduknya, yaitu sebesar 67,4 gram. Lalu untuk
massa air sendiri kami timbang ke dalam kalorimeter sehingga besarnya adalah selisih
dari massa kalorimeter dan air dengan massa kalorimeter. Dalam percobaan ini, selama
proses waktu berjalan kalorimeter terus diaduk. Pengadukan ini bertujuan agar panas
yang dihasilkan akan merata pada seluruh sistem dan tidak hanya berada pada sekitar
kawat tahanan.
Dalam percobaan kali ini, prinsip kerjanya adalah menghubungkan kalorimeter
dengan sumber tegangan. Seperti yang kita ketahui kalorimeter adalah salah satu alat
untuk mengukur kalor. Dari sumber tegangan yang dihubungkan dengan kalorimeter
berisi yang berkawat tahanan akan timbul arus listrik, sehingga dari perubahan ini akan
timbul energy listrik yang dilepaskan kedalam kalorimeter dan terjadi perubahan energi
panas/kalor ke dalam kalorimeter.
Perubahan arus menjadi kalor ini akan menimbulkan energi listrik yang besarnya
dapat diperoleh dengan persamaan VItW . Berdasarkan analisis hitungan yang saya
lakukan diperoleh hasil besar energi listrik yang dilepaskan ke dalam kalorimeter sebagai
berikut :
V( ΔT(0
t(s) (W±ΔW)i (joule)
volt) C)
4 3 139 (W±ΔW)1=(1723,60±114,54)
6 318 (W±ΔW)2=(3943,20±253,27)
9 517 (W±ΔW)3=(6410,80±407,50)
5 3 77 (W±ΔW)1=(1578,5±90,2)
6 157 (W±ΔW)2=(3218,5±172,2)
9 229 (W±ΔW)3=(4694,5±246,0)
Kemudian untuk julah kalor yang diterima kalorimeter akibat perubahan arus
tersebut yang ditandai dengan adanya kenaikan suhu tiap pertambahan waktu diperoleh
dengan persamaan TcmcmQ aakk . dari persaam tersebut diperoleh hasil
perhitungan untuk jumlah kalor yang diterima kalorimeter beserta pengaduknya sebagai
berikut :
V(
volt)
ΔT(0
C)
t(s) (Q±ΔQ)i (kal)
4 3 139 (Q±ΔQ)1=(501,16±167,24)
6 318 (Q±ΔQ)2=(1002,32±167,42)
9 517 (Q±ΔQ)3=(1503,49±167,60)
5 3 77 (Q±ΔQ)1=(348,16±116,24)
6 157 (Q±ΔQ)2=(696,32±116,42)
9 229 (Q±ΔQ)3=(1044,49±116,60)
Berdasarkan Asas Black, jumlah kalor yang dilepas sama dengan jumlah kalor
yang diterima. Dala percobaan ini kalor yang melepas adalah jumlah energi listrik yang
dirubah menjadi energi panas/kalor dalam kalorimeter yang berisi air. Lalu untuk kalor
yang diterima adalah kalor yang diterima oleh air dlam kalorimeter dan kalorimeter
(termasuk pengaduknya) sendiri, sehingga akan terjadi perubahan panas pada air dan
kalorimeter. Hal ini yang dinamakan nilai kesetaraan kalor-listrik dimana menyatakan
perbandingan antara jumlah energi listrik yang dilepas ke dala kalorimeter dengan
jumlah kalor yang diterima oleh kalorimeter yang dirumuskan dengan persamaan
Q
W
Tcmcm
VIt
aakk
Dari persamaan diatas diperoleh hasil nilai kesetaraan kalor listrik setelah melalui
uji diskripansi dan rata-rata berbobot dengan hasil terbaik untuk beda tegangan 4 V
nilainya sebesar 𝛾 ± ∆𝛾 = 4,0 ± 0,6 𝐽/𝑘𝑎𝑙 sedangkan untuk V = 5 volt sebesar
𝛾 ± ∆𝛾 = 4,5 ± 0,6 𝐽/𝑘𝑎𝑙.
Menurut dasar teori yang ada, besar kesetaraan kalor adalah 4,1868 J/kal. Atau
sekitar 4,2 J/kal. Sedangkan untuk hasil yang kami peroleh dari data pertama yang beda
tegangannya 4 V hampir mendekati, lalu untuk yang V= 5 volt justru melampaui dari
dasar teori yang ada. Hal ini dikarenakan oleh beberapa faktor antara lain:
1. Ketelitian dari alat ukur untuk menimbang massa dari kalorimeter dan air yang sulit
dikalibrasi, akan berpengaruh pada hasil pengukuran.
2. Karena pengaruh dari perlakuan pengadukan yang sering dan terlalu cepat,
kemungkinan dari efek pengadukan itu sendiri akan timbul panas, sehingga akan
menmpengaruhi hasil.
3. Ketelitian pada power suplay yang terlalu besar akan berpengaruh pada hasil.
4. Ketika menentukan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai suhu yang diinginkan
bisa dimungkinkan ketika suhu sudah mencapai yang kita inginkan tetapi waktu
masih berjalan.
5. Pembulatan angka pada hasil analisis akan berpengaruh pada hasil akhirnya.
I. Daftar Pustaka
Halliday, Resnick. 1985. Fisika Jilid 1. Alih bahasa Pantur Silaban . Jakarta: Erlangga.
Tim Fisika Dasar. 2013. Petunjuk Praktikum Pengantar lastrik magnet dan Optika.
Yogyakarta: Jurusan Pendidikan Fisika FMIPA UNY.
(http://ayosinauonline.blogspot.com/2010/08/kesetaraan-kalor-listrik.html) diakses pada
9 Mei 2013.
