METODE EKSPERIMENJUDUL PERCOBAAN : NILAI BAHANG JENIS AIR

DENGAN METODE JOULE

OLEH :

MARTA MASNIARY NAINGGOLAN 120801034SANTA SIMANJUNTAK 120801058YOEL ORANDA SITANGGANG 120801050LAGITO PRANCIS PAKPAHAN 120801014SULISTRA SIMAMORA 120801066

FISIKA S1

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

I. JUDUL PERCOBAAN Nilai Bahang Jenis Air denganMetode Joule

II. TUJUAN PERCOBAAN 1. Menentukan nilai bahangatau panas jenis airdengan metode joule

2. Membuktikan kesetaraanbahang dengan energilistrik

3. Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhinilai bahang jenis air

III.TEORI Dalam sebuah kawat hambatanyang dialiri listrik terjadipemanasan akibat energilistrik menjadi energi panas.Karena daya yang ditimbulkanoleh arus DC (I) melaluitegangan (V) sama dengan Idikali V, maka dalam waktu t,energi panas yang dihasilkanadalah E = V.I.t......1Dalam metode Joule, kawathambatan tersebut terletak didalam air (cairan lain) didalam sebuah bejana khususyang disebut kalorimeter.Menurut teori kalor dasar,energi E yang diperlukan untukmenaikkan suhu suatu bendabermassa m, melalui suhu ∆Tadalah :

E = m.c.∆T .…..2Dimana c disebut nilai bahangbenda tersebut. Biladiterapkan pada kalorimeteryang berisi air makapersamaannya menjadiE = (mA.cA + mK.cK) ∆T…...3Dimana mA = massa air (kg)c A = kalor jenis air (Jkg-1C⁰-1

) atau (Jkg-1K-1)m K = massa kalorimeter (kg)cK = kalor jenis bahankalorimeter (Jkg-1C⁰-1 ) atau(Jkg-1K-1)∆T = perubahan suhu (C⁰ atau K-

1)Bila disamakan energi listrikpersamaan 1 dan 3 makadiperoleh V.I.t = (mA.cA + mK.cK) ∆TNilai cA dapat ditentukan dalameksperimen dimana ck diketahuidan semua besaran lain diukur.Kalorimeter adalah alat untukmengukur kalor jenis suatuzat. Salah satu bentuk kalorimeter adalah kalorimetercampuran. Kalorimeter initerdiri dari sebuah bejanalogam yang kalor jenisnyadiketahui. Bejana ini biasanyaditempatkan didalam bejanalain yang agak lebihbesar.kedua bejana dipisahkanoleh bahan penyekat misalkangabus atau wol. Kegunaanbejana luar adalah sebagaiisolator agar perukaran kalordengan sekitar kalori meter

dapat dikurangi.Kalorimeter juga dilengkapidengan batang pengaduk. Padawaktu zat dicampurkan didalamkalori meter, air dalam kalorimeter perlu diaduk agardiperoleh suhu merata sebagaiakibat percampuran dua zatyang suhunya berbeda. Asaspenggunaan kalori meter adalahasas black. Setiap dua bendaatau lebih dengan suhu berbedadicampurkan maka benda yangbersuhu lebih tinggi akanmelepaskan kalornya, sedangkanbenda yang bersuhu lebihrendah akan menyerap kalorhingga mencapai keseimbanganyaitu suhunya sama. Pelepasandan penyerapan kalor inibesarnya harus imbang. Kaloryang dilepaskan sama dengankalor yang diserap sehinggaberlaku hukum kekekalanenergi.Pertukaran energi kalormerupakan dasar teknik yangdikenal dengan namakalorimetri, yang merupakanpengukuran kuantitatif daripertukaran kalor. Untukmelakukan pengukuran kaloryang diperlukan untukmenaikkan suhu suatu zatdigunakan kalorimeter. Padateknik yang dikenal sebagai“metode campuran”, satu sampelzat dipanaskan sampaitemperatur tinggi yang diukurdengan akurat, dan dengancepat ditempatkan pada airdingin kalorimeter. Kalor yang

hilang pada sampel tersebutakan diterima oleh air dankalorimeter. Dengan mengukursuhu akhir campuran tersebut,maka dapat dihitung kalorjenis zat tersebut.Zat yang ditentukan kalorjenisnya dipanasi sampai suhutertentu. Dengan cepat zat itudimasukkan kedalam kalorimeter yang berisi air dengansuhu dan massanya sudahdiketahui. Kalori meter diaduksampai suhunya tidak berubahlagi. Dengan menggunakan hukumkekekalan energi, kalor jenisyang dimasukkan dapatdihitung.

IV. PERALATAN DANFUNGSI

1. PSA (Power Supply Adaptor) Fungsinya : sebagai sumber arus

2. Ammeter DCFungsinya : sebagai alat untuk mengukur arus searah

3. Voltmeter DCFungsinya : sebagai alat untuk mengukur tegangan searah

4. Kabel Penghubung Fungsinya: menghubungkan rangkaian

5. Termometer Fungsinya : sebagai alat untuk mengukur

6. Tabung kalorimeter dan pengaduk (bahan kalorimeter : aluminium)Fungsinya : metode yang digunakan untuk menentukan kalor jenis

bahan 7. Stopwatch

Fungsinya : sebagai alat untuk mengukur waktu

8. Air EsFungsinya : untuk membuatair di bawah suhu kamar

9. Neraca Fungsinya : sebagai alat untuk mengukur massa

Gambar alat (terlampir)

V. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Dipersiapkan peralatanyang sudah dirangkai

2. Ditimbang massa tabungbeserta tutup danpengaduk

3. Dimasukkan air es kedalam gelas ukur sebanyak100 ml

4. Dimasukkan air es kedalam tabung kalorimeterdan ditimbang massatotalnya

5. Diukur suhu awalnya 6. Dinyalakan PSA bersamaan

stopwatch7. Ditentukan tegangan dan

arusnya 8. Diaduk air es yang ada di

dalam tabung kalorimeterdengan batang pengaduk

9. Dicatat perubahan suhudengan interval waktu 1menit hingga 20 menit

VI. DATA PERCOBAAN Massa tabung = 100 ,9 gramMassa total = 200,9 gramMassa air es = 100 gramSuhu awal = 11,1 ⁰ CArus = 2,4 ATegangan = 3,4 volt

C Aluminium = 900 J/Kg⁰CTabel data (terlampir)

VII.ANALISA DATA 1. Membuat Grafik t-Vs-TGrafik (terlampir)

2. Menghitung nilai bahang jenis air secara praktik Q = m.c.∆T V.I.t = (mA.cA + mK.cK) ∆T(mA.cA + mK.cK ) =V.I.t/∆T

(mA.cA + mK.cK ) = P . Slope{(0,1 kg x CA) + (0,1009 kg x 900 J/Kg ⁰ C)} = (8,16 Watt) (66,6 S/ ⁰ C)(0,1 kg x CA) + ( 90,81J/ ⁰ C ) = 543,456 J/ ⁰C 0,1 kg CA = 452,64 Maka CA = 4526,46 J/ ⁰C

3. Menghitung persen Deviasi

= 7,77 %

VIII.ULASAN 1. Nilai bahang jenis Air (cA.Praktek ) yang kami peroleh = 4526,46 J/Kg ⁰ C, sedangkan Nilai bahang jenis Air (cA.Teori)= 4200 J/Kg ⁰ C Dari hal ini dapat diketahuibahwa nilai bahang jenis airyang praktikan peroleh lebihbesar dibanding nilai bahangjenis air secara teori. Danmenyebabkan persen deviasisebesar 7,77 % 2. Sumber-sumber Ralat :

Ralat sistematis : AmmeterKetelitian = ½ x skala terkecil

= ½x 0,1 A

= 0,05 A Ralat = 0,05/2,4 x

100 % = 2,08 %

VoltmeterKetelitian = ½ x 0,1 V

= 0,05 VRalat = 0,05/3,4 x

100% = 1,47 %

TermometerKetelitian = ½ x 0,1 ⁰ C

= 0,05 ⁰ C Ralat = 0,05/15 x

100 % = 0,3 %

StopwatchKetelitian = ½ x 0,01 S

= 0,005 S Ralat = 0,005/60 x

100% = 0,008 %

Jadi, Ralat pengukuran maksimumnya adalah = (2,08 + 1,47 + 0,3 + 0,008) % = 3,93 %Jika dibandingkan denganpersen deviasi, maka hasilralat pengukuran maksimumtentu saja lebih kecil, karenadalam persen deviasi telahmencakup semua ralat, baikralat yang dapat dihitungmaupun tidak dapat dihitung,yang terjadi selama percobaanberlangsung. Namun apabiladiuraikan, ralat random (yang

tidak dapat dihitung) daripercobaan ini yaituketidaktelitian praktikanmengukur suhu (mengamatitermometer), ketidakteraturantempo pengadukan air,kesalahan pembacaan alat ukuryang digunakan dan sebagainya.

3. Pada percobaan air yangdigunakan adalah air es(dingin), hal ini bertujuanuntuk membuat air di bawahsuhu kamar, sehingga dicapaikesetimbangan termal. Apabilaair yang digunakan adalah airbiasa atau dengan suhu samadengan suhu kamar (27⁰C) makanilai bahang jenis air yangdidapat akan jauh lebih besardari nilai bahang teori.

IX. KESIMPULAN DANSARAN

KESIMPULAN 1.Dalam percobaanini,diperoleh bahwa nilaibahang jenis air secarapraktikum adalah 4526,46 J/⁰C. Jika dibandingkan dengan nilaibahang jenis air secarateori,maka hasil ini berbedadengan hasilnya secara teori (CA = 4200 J/ ⁰ C) danmengakibatkan persen deviasisebesar 7,77 % 2. Dalam percobaan ini,dapatdiperoleh hubungan bahwabahang merupakan suatu bentukenergi, hal ini dapatdibuktikan melalui hasilpercobaan, dimana ternyatakalor yang terjadi sama denganusaha yang dilakukan. Ini

dapat dilihat dari kenaikantemperatur air didalamkalorimeter seiring denganbertambahnya jumlah waktu yangdigunakan.3.Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai bahang jenis air ialah

- Tegangan (V)- Kuat arus (I)- waktu (S)- Massa air - Suhu (⁰ C)

SARAN1. Sebaiknya praktikan telah

mengetahui dan mengusaiprosedur percobaan danteorinya agar mudahmelakukan praktikum

2. Sebaiknya praktikanmemahami cara menggunakanalat-alat ukur yangdigunakan dalam percobaan

3. Sebaiknya praktikan lebihteliti dalam pembacaanskala alat yang digunakanagar hasilnya lebihakurat

X. DAFTAR PUSTAKA Nasruddin, dkk. 2011. PENUNTUN PRAKTIKUM FISIKADASAR. Medan : UPT-PP dan Laboratorium Ilmu Dasar USU. Halaman 39-40

informasifisika.blogspot.com/2011/02/kalori-meter.html

LAMPIRAN

- Gambar Alat

1.PSA (Power Supply Adaptor)

2.Ammeter DC

3.Voltmeter DC

4.Kabel penghubung

5.Termometer

6.Tabung kalorimeter dan pengaduk (bahan

kalorimeter : aluminium)

7.Stopwatch

8.Air es

9.Neraca

- Tabel data

- Grafik