Rlab 02 Hasanuddin 1206230725 Teknik Kimia

LAPORAN PRAKTIKUM

Nama : Hasanuddin

NPM : 1206230725

Fakultas/Jurusan : Teknik/Teknik Kimia

Kode Praktikum : KR02

Minggu Percobaan : VI

Tanggal percobaan : 18 April 2013 (seharusnya 16 April namun web tidak bisa diakses)

Laboratorium Fisika Dasar

Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar

Universitas Indonesia

I. Tujuan

Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.

II. Alat

a. Sumber tegangan yang dapat divariasikan

b. Kawat konduktor (bermassa 2 gr)

c. Termometer

d. Voltmeter dan Amperemeter

e. Camcorder

f. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

III. Teori

Hubungan kekekalan energi menyatakan energi tidak dapat dimusnahkan atau

diciptakan. Energi hanya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Pada

percobaan kali ini akan dilakukan pengkonversian energi dari energi listrik menjadi

energi panas. Energi listrik dihasilkan oleh suatu daya pada suatu konduktor yang

mempunyai resistansi dinyatakan dengan persamaan:

W = v . i . t

Dimana

W = energi listrik ( joule )

v = tegangan listrik ( volt )

i = arus listrik ( ampere )

t = waktu / lama aliran listrik ( sekon )

Teori Kalor Dasar :

1. Kalor yang diterima sama dengan (=) kalor yang dilepas : Azas/asas Black

- Penemu adalah Joseph Black (1720 - 1799) dari Inggris.

2. Kalor dapat terjadi akibat adanya suatu gesekan

- Penemunya adalah Benyamin Thompson (1753 - 1814) dari Amerika Serikat

3. Kalor adalah salah satu bentuk energi

- Ditemukan oleh Robert Mayer (1814 - 1878)

4. Kesetaraan antara satuan kalor dan satuan energi disebut kalor mekanik.

- Digagas oleh James Prescott (1818 - 1889)

Kapasitas kalor (H) adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh zat untuk

menaikkan suhunya 1ºC (satuan kalori/ºC). Kadang kala kapasitas kalor dilambangkan

dengn (C), Kalor jenis (c) adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan

1 gram atau 1 kg zat sebesar 1ºC (satuan kalori/gram.ºC atau kkal/kg ºC).

Energi kalor yang dihasilkan oleh kawat konduktor dinyatakan dalam kenaikan

temperatur. Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat dinyatakan

dengan persamaan:

Q = m c (Ta – T)

Dimana

Q = jumlah kalor yang diperlukan ( kalori )

m = massa zat ( gram )

c = kalor jenis zat ( kal/gr0C )

Ta = suhu akhir zat ( K )

T = suhu mula-mula ( K )

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 perubahan temperatur dapat bervariasi

sesuai dengan tegangan yang diberikan.

IV. Cara Kerja

1. Mengaktifkan webcam di web rLab.

2. Memberikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor.

3. Menghidupkan motor penggerak kipas dengan mengaktifkan power supply kipas.

4. Mengukur tegangan dan arus listrik pada kawat konduktor tiap 1 detik selama 10

detik.

5. Mengulangi langkah 2 sampai 4 untuk tegangan V1, V2, dan V3.

V. Hasil dan evaluasi

a. Hasil Data dan Pengolahan Data

Percobaan ini dilakukan pada rlab dengan menggunakan kawat yang bermassa 2

gram. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka diperoleh data hasil

pengamatan sebagai berikut.

no Waktu I V Temp1 3 23.84 0.00 20.72 6 23.84 0.00 20.73 9 23.84 0.00 20.74 12 23.84 0.00 20.85 15 23.84 0.00 20.86 18 23.84 0.00 20.87 21 23.84 0.00 20.88 24 23.84 0.00 20.89 27 23.84 0.00 20.8

10 30 23.84 0.00 20.811 3 35.59 0.67 20.912 6 35.59 0.67 21.0

13 9 35.59 0.67 21.114 12 35.59 0.67 21.315 15 35.59 0.67 21.516 18 35.48 0.67 21.617 21 35.48 0.67 21.818 24 35.48 0.67 21.819 27 35.48 0.67 21.920 30 35.59 0.67 22.021 3 51.90 1.63 21.622 6 51.90 1.63 21.923 9 52.02 1.63 22.924 12 52.02 1.63 23.925 15 52.02 1.63 24.926 18 52.02 1.63 25.827 21 52.02 1.63 26.628 24 52.02 1.63 27.329 27 52.02 1.63 27.930 30 52.02 1.63 28.431 3 42.66 1.09 21.232 6 42.66 1.09 21.333 9 42.66 1.09 21.734 12 42.66 1.09 22.235 15 42.66 1.09 22.636 18 42.66 1.09 22.937 21 42.66 1.09 23.338 24 42.55 1.09 23.739 27 42.66 1.09 23.940 30 42.66 1.09 24.2

Dari keseluruhan data yang diperoleh, maka dapat dibentuk grafik yang

menggambarkan hubungan antara suhu (temperature) dengan waktu untuk setiap

tegangan yang diberikan.

0 5 10 15 20 25 30 3520.6420.6620.68

20.720.7220.7420.7620.78

20.820.82

grafik hubungan antara waktu dan temperatur pada V0

waktu

tem

pera

tur

0 5 10 15 20 25 30 3520.220.420.620.8

2121.221.421.621.8

2222.2


waktu

tem

pera

tur

0 5 10 15 20 25 30 350

5

10

15

20

25

30


waktu

tem

pera

tur

0 5 10 15 20 25 30 3519.5

2020.5

2121.5

2222.5

2323.5

2424.5


waktu

tem

pera

tur

Persamaan untuk mencari kapasitas kalor :

W =Q

V . I . t=m.c . ∆T

V . I . t=C .∆ T

∆ T=V . IC

t

Dari persamaan diatas kita dapat menggunakan metoda Least Square dengan

menganalogikan ∆T sebagai y dan V.I/C sebagai gradient dan t sebagai x dengan

persamaan y = mx ± b

I. Percobaan dengan menggunakan V1= 0,67 Volt

No. Xi Yi Xi2 Yi2 Xi Yi1 3 20.9 9 436.81 62.72 6 21 36 441 1263 9 21.2 81 449.44 190.84 12 21.3 144 453.69 255.65 15 21.5 225 462.25 322.56 18 21.6 324 466.56 388.87 21 21.8 441 475.24 457.88 24 21.8 576 475.24 523.29 27 21.9 729 479.61 591.3

10 30 22 900 484 660Σ 165 215 3465 4623.84 3578.7

Dari data table di atas dapat kita cari gradient (m) dan b dengan rumus:

m=n∑ x i y i−(∑ xi)¿¿¿

m=0.0042

b=∑ x i2∑ y i−¿¿¿

b=20.807

Sehingga persamaan garis yang terbentuk adalah :

y=0,0 42 x+20.807

Dari persamaan garis tersebut, dapat dicari nilai kapasitas kalor (C)

dengan menggunakan rumus berikut.

m=V x IC

Dimana

V = Tegangan

I = Hambatan

C = Kapasitas kalor

0,0 42=0,67 x35,59 x10−3 AC

C = 5,68 (Joule

K¿

dan

C=m x c

c=Cm

c=5,682

c = 2,84 (J / gr℃)

II. Percobaan dengan menggunakan V2=1,63 volt

No. Xi Yi Xi2 Yi2 Xi Yi1 3 21.6 9 466.56 64.82 6 21.9 36 479.61 131.4

3 9 22.9 81 524.41 206.14 12 23.9 144 571.21 286.85 15 24.9 225 620.01 373.56 18 25.8 324 665.64 464.47 21 26.6 441 707.56 558.68 24 27.3 576 745.29 655.29 27 27.9 729 778.41 753.3

10 30 28.4 900 806.56 852Σ 165 251.2 3465 6365.26 4346.1


m=n∑ x i y i−(∑ xi)¿¿¿

m=0,2711

b=∑ x i2∑ y i−¿¿¿

b=20.647


y=0,2711 x+20,647



m=V x IC

Dimana

V = Tegangan

I = Hambatan

C = Kapasitas kalor

0,2 711=1,6 3 x5 2 , 9 x10−3 AC

C = 3,18(Joule

K¿

dan

C=m x c

c=Cm

c=3,182

c = 1,59 (J / gr℃)

III. Percobaan dengan menggunakan V3=1,09 volt

No. Xi Yi Xi2 Yi2 Xi Yi1 3 21.2 9 449.44 63.62 6 21.3 36 453.69 127.83 9 21.7 81 470.89 195.34 12 22.2 144 492.84 266.45 15 22.6 225 510.76 3396 18 22.9 324 524.41 412.27 21 23.3 441 542.89 489.38 24 23.7 576 561.69 568.89 27 23.9 729 571.21 645.3

10 30 24.2 900 585.64 726Σ 165 227 3465 5163.46 3833.7


m=n∑ x i y i−(∑ xi)¿¿¿

m=0,1188

b=∑ x i2∑ y i−¿¿¿

b=20,74


y=0 ,188 x+20,74



m=V x IC

Dimana

V = Tegangan

I = Hambatan

C = Kapasitas kalor

0,1 88=1,09 x 42 ,66 x 10−3 AC

C = 2,47(Joule

K¿

dan

C=m x c

c=Cm

c=2,472

c = 1,235 (J / gr℃)

b. Analisis Data

1. Analisis Percobaan

Percobaan KR02 ini membahas tentang kalor yang dipengaruhi oleh kalor

jenis, massa dan perbedaan suhu. Seperti yang kita tahu kalor memiliki

pengertian adalah suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang

menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bendanya. Kalor

atau biasa disebut panas berbeda dengan suhu, karena suhu adalah ukuran

dalam satuan derajat panas sementara kalor adalah jumlah dari suatu panas

pada benda baik yang diserap maupun yang dilepas benda (asas black).

Kalor sendiri dapat pindah melalui 3 cara yaitu konduksi, radiasi dan

konveksi.

Pada percobaan KR02 ini pertama yang praktikan lakukan adalah

mengaktifkan web-cam sehingga kita dapat melihat peralatan lab secara

langsung dan nyata. Setelah itu praktikan juga dapat melihat suhu yang

tertera di layar sehingga sebelum melakukan percobaan dengan kondisi

lain, praktikan dapat melihat bahwa suhu percobaan sudah ke kondisi

awal. Percobaan ini lalu dilakukan sesuai petunjuk pada prosedur

percobaan.

Setelah mengaktifkan web-cam dan melihat alat-alat tersebut. Kita dapat

melihat adanya sebuah kawat yang 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 perubahan temperatur

dapat bervariasi sesuai dengan tegangan yang diberikan. Di percobaan ini

kita menggunkana tegangan V0,V1,V2, dan V3.

Pada paraktik pertama kita menggunakan tegangan V0 dan menyalakan

power alat tersebut. Suhu yang kita gunakan pada tiap tegangan harus

sama. Untuk V1, V2, dan V3 kita mempraktikannya sama seperti V0 dan

kita harus menunggu sampai suhu awal. Pengukuran dilakukan dalam 30

detik yang dipisah menjadi 10 kali dengan jeda 3 detik.

Pada percobaan Calori Work, mula-mula praktikan memberikan tegangan

sebesar 0 volt ke kawat kawat konduktor. Maka, akan didapat data arus

listrik dan temperatur kawat. Data yang diambil adalah data yang diperoleh

tiap selang waktu 3 detik selama 30 detik. Pada pemberian tegangan 0 volt

hanya terjadi perubahan temperatur yang sangat kecil.

Pada tahap – tahap selanjutnya tegangan yang diberikan terus dinaikkan,

mulai dari 0.67 Volt sampai ke 1.63 Volt. Dari ketiga percobaan tersebut

terdapat hasil – hasil yang hampir sama dengan tahap-tahap sebelumnya

ketika praktikan mengamati data temperatur yang terukur. Pada seluruh

tahap pemberian tegangan memberikan hasil yang sama bahwa kenaikan

temperatur sebanding dengan waktu pemberian tegangan. Selain kenaikan

temperatur yang sebanding dengan waktu, dalam percobaan ini juga

didapat data bahwa peningkatan kuat arus listrik sebanding dengan

tegangan yang diberikan. Semakin besar tegangan yang diberikan maka

akan semakin besar pula arus yang dihasilkan. Apabila yang arus yang

dihasilkan bertambah besar maka energi listrik yang dihasilkan juga akan

bertambah besar. Hal ini berarti energi kalor dari kawat dalam percobaan

juga bertambah.

2. Analisis Hasil

Hasil percobaan ini ditujukan untuk mendapatkan kapasitas kalor dari suatu

konduktor. Hasil data diolah dengan menggunakan least square agar

mendapatkan hasil yang lebih akurat.

Kapasitas kalor untuk V1 ialah sebesar 5, 68 (Joule

K), kapastias kalor untuk

V2 ialah sebesar 3,18 (Joule¿¿ K)¿, dan kapastias kalor untuk V3 ialah

sebesar 2,47 (Joule

K). Sehingga kapasitas kalor rat-rata ialah 3, 76

(Joule¿¿ K)¿.

Setelah praktikan mengetahui nilai kapasitas kalor, maka praktikan juga

dapat mengetahui nilai dari kalor jenis kawat konduktor yang memiliki

nilai yang unik dari tiap bahan dengan menggunkan teori dan rumus dari

literatur, ketiga data kapasitas kalor telah dapat diolah untuk mencari rata-

rata agar dapat dicocokan dengan bahan konduktor.

Kalor jenis untuk V1 ialah sebesar 2,84 (J / gr℃), kalor untuk V2 ialah

1,59 (J / gr℃), kalor untuk V3 ialah 1,235 (J / gr℃). Sehingga kalor jenis

rata-rata ialah 1, 88 (J / gr℃)

3. Analisis Grafik

Berdasarkan literatur, Grafik t vs T berbentuk garis lurus (linier) dengan

kemiringan tertentu. Pada percobaan, grafik yang dihasilkan memiliki

tingkat kesalahan yang relatif kecil. Oleh sebab itu, grafik percobaan

Calori Work diasumsikan sebagai grafik yang baik. Maka, data percobaan

yang diperoleh adalah data yang baik.

Selain itu, grafik dari percobaan juga membuktikan pernyataan bahwa

kenaikan temperatur sebanding dengan perubahan waktu. Artinya, grafik

pada percobaan menunjukkan bahwa semakin lama waktu pemberian

tegangan maka akan semakin besar nilai temperatur kawat dalam

percobaan. Hal inilah yang menjadi syarat lain bahwa grafik dan data dari

percobaan ini dapat diasumsikan sebagai grafik dan data yang baik

4. Analisis kesalahan

Kesalahan yang sering dilakukan dalam percobaan ini adalah banyak

pratikan yang tidak mununggu suhu kembali seperti suhu awal

sebagaimana yang diperintahkan dalam prosedur, sehingga mengakibatkan

ketidakakuratan pada hasil. Selain itu, ketika suhu sudah sampai di titik

awal, kemudian mengklik mouse, yang terjadi ketika sudah tercatat di

komputer, sehu tidak sesuai atau lebih rendah dari suhu awal dikarenakan

adanya jeda yang terjadi. Hal ini juge mengakibatkan ketidak akuratan

dalam hasil.

VI. Kesimpulan

a. Kapasitas kalor ialah banyaknya tenaga kalor yang diberikan pada sebuah benda

untuk menaikkan temperaturnya.

b. Semakin besar tegangan yang digunakan, maka semakin cepat perubahan suhu

yang terjadi.

c. Kalor jenis ialah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg

zat sebesar 1 derajat celcius. Kalor yang dihasilkan dari sistem adalah besarnya

tenaga atau energi yang digunakan.

d. Kapasitas kalor untuk kawat konduktor ketika V1(0,67) ialah sebesar 5, 68

( JouleK

), kapastias kaloruntuk kawat konduktor ketika V2(1,63) ialah sebesar 3,18

(Joule¿¿ K)¿, dan kapastias kalor untuk kawan konduktor ketika V3(1,09) ialah

sebesar 2,47 (Joule

K). Sehingga kapasitas kalor rata-rata ialah 3, 76 (Joule¿¿ K)¿.

VII. Referensi

Giancoli, D.C; Physics for Scientists and Engineers, Third Edition, Prentice Hall, NJ,

2000.

Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition,

John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.

http://sitrampil3.ui.ac.id/kr02

Rlab 02 Hasanuddin 1206230725 Teknik Kimia

Documents

Transcript of Rlab 02 Hasanuddin 1206230725 Teknik Kimia