Laporan Praktikum

Nama / NPM: Muh. Akram Ramadan / 1406533346Fakultas / Program Studi: Teknik / Teknik SipilGroup dan Kawan Kerja: Group 21. Rosjamrud Hulu2. Rifqi Gibran R3. Mochamad Aditya S P4. Muhammad Ghiyats Raditya5. Labibah ufarah6. Rifani Fakhriyyanti7. Novia Fatma Annisa8. Nurafni MaharaniNo. dan Nama Percobaan: KR02 dan Calori WorkMinggu Percobaan: Pekan 2Tanggal Percobaan: 17 Oktober 2014Nama Asisten :

Laboratorium Fisika DasarUPP IPDUniversitas IndonesiaKR02 Calori WorkTujuanMenghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.Alat1. Sumber tegangan yang dapat divariasikan2. Kawat konduktor ( bermassa 2 gr )3. Termometer4. Voltmeter dan Ampmeter5. Adjustable power supply6. Camcorder7. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatisTeoriHubungan kekekalan energi menyatakan energi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan. Energi hanya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Pada percobaan kali ini akan dilakukan pengkonversian energy dari energi listrik menjadi energy panas. Energy listrik yang dihasilkan oleh suatu catu daya pada suatu konduktor yang mempunyai resistansi dinyatakan dengan persamaan : W = v.i.t (1)Keterangan :W: energi listrik ( joule )v: tegangan listrik ( volt )i: arus listrik ( ampere )t: waktu / lama aliran listrik ( sekon )

Energi kalor yang dihasilkan oeh kawat konduktor dinyatakan dalam untuk kenaikan temperatur. Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu zat dinyatakan dengan persamaan :Q = m c (Ta T) (1)Keterangan :Q: jumlah kalor yang diperlukan ( kalori )m: massa zat ( gram )c: kalor jenis zat ( kal/ grC )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 energy kalor. Perubahan temperature yang terjadi akan diamati oleh sensor kemudian dicatat oleh system intrumentasi. Tegangan yang dilalirkan ke kawat dapat dirubah sehingga perubahan temperature dapat bervariasi sesuai dengan tegangan yang diberikan.Tambahan TeoriKalor dibedakan menjadi 2 jenis kalor, yaitu kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu dan kalor yang digunakan untuk mengubah wujud atau yang dapat disebut juga dengan laten. Kemudian kalor laten juga dibagi dua jenis yaitu kalor uap dan kalor lebur yang masing-masing dapat dibuat menjadi suatu persamaan matematis sebagai berikut :Q = m . U dan Q = m . LKeterangan :Q: kalor yang dibutuhkan ( joule )m: massa benda ( kg )U / L : kalor uap / kalor lebur ( joue/kg)Daftar kalor jenis beberapa zat :

Kalor dapat berhubungan dengan energy lainnya, dimana salah satu contohnya adalah hubungan kalor dengan energy listrik. Dalam hubungan ini, kalor tidak akan musnah atau pun menciptakan energy baru melainkan berubah dari bentuk ke bentuk lainnya. Hal tersebut esuai dengan hukum kekekalan energy yang mengatakan bahwa energy tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, namun energy dapat berubah dari satu jenis energy ke jenis lain. Dalam proses perubahan energy listrik menjadi energy kalor digunakan alat-alat seperti pemanas, solder, setrika, dan kompor listrik dimana alat-alat tersebut dilengkapi elemen pemanas yang terbuat dari bahan yang mempunyai daya tahan yang tinggi, sehingga listrik yang mengalir melalui bahan dapat berubah menjadi panas. Di dalam hubungan energy listrik dengan energy kalor akan terjadi perubahan suhu dan wujud yang erat kaitannya dengan kalor. Sesuai dengan Asas Black yang mengatakan bahwa 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, yaitu suhu kedua benda yang dicampurkan telah sama.

Secara matematis Asas Black dirumuskan sebagai berikut : Qlepas = Qterimam1 . c1 . (t1 ta) = m2 . c2 . (ta t2 )Keterangan :m1: massa benda satu (kg)m2: massa benda dua (kg)c1: kalor jenis benda satu (J/kgC)c2: kalor jenis benda dua (J/kgC)(t1-ta): perubahan suhu yang terjadi pada benda satu (C)(ta-t2): perubahan suhu yang terjadi pada benda dua (C)Cara KerjaAdapun cara kerja yang dilakukan dalam melakukan eksperimen rLab ini adalah :1. Mengaktifkan Web cam dengan meng-klik icon video pada halaman web r-Lab2. Memberikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor3. Menghidupkan Power Supply dengan mengk-klik radio button disebelahnya.4. Mengambil data perubahan temperature, tegangan dan arus listrik pada kawat konduktor tiap 1 detik selama 10 detik dengan meng-klik icon ukur5. Memperhatikan temperature kawat yang terlihat di web cam, kemudian menunggu hingga mendekati temperature awal saat diberikan V06. Mengulangi langkah 2 hingga 5 untuk tegangan V1, V2 dan V3.

Tugas dan Evaluasi1. Berdasarkan data yang didapat, kita membuat grafik yang menggambarkan hubungan antara temperature dan waktu untuk setiap tegangan yang diberikan ke kawat konduktor.2. Untuk tegangan V1, V2 dan V3, kita menghitung nilai kapasitas panas (c) dari kawat konduktor yang digunakan3. Berdasarkan nilai c yang diperoleh, menentukan jenis kawat konduktor yang digunakan.4. Memberikan analisis dari hasil percobaan ini.

Data hasil PercobaanData hasil percobaan yang diperoleh dari percobaan ini adalah sebagai berikut :Waktu (s)Arus Listrik (I)Tegangan (v)Temperatur (C)

323.840.0023.2

623.840.0023.2

923.840.0023.3

1223.840.0023.3

1523.840.0023.3

1823.840.0023.3

2123.840.0023.2

2423.840.0023.3

2723.840.0023.3

3023.840.0023.2

Tegangan V0

Waktu (s)Arus Listrik (I)Tegangan (v)Temperatur (C))

335.250.6623.1

635.360.6523.2

935.250.6623.4

1235.250.6623.6

1535.360.6523.8

1835.360.6523.9

2135.360.6524.1

2435.250.6624.2

2735.250.6624.3

3035.360.6524.4

Tegangan V1

Tegangan V2Waktu (s)Arus Listrik (I)Tegangan (v)Temperatur (C)

351.451.5924.2

651.451.5924.6

951.561.5925.4

1251.561.5926.3

1551.561.5927.3

1851.561.5928.1

2151.561.5928.9

2451.561.5929.6

2751.561.5930.1

3051.561.5930.7

Tegangan V3Waktu (s)Arus Listrik (I)Tegangan (v)Temperatur (C)

342.211.0730.4

642.211.0730.0

942.211.0729.9

1242.211.0729.8

1542.321.0729.8

1842.211.0729.7

2142.321.0729.6

2442.211.0729.6

2742.321.0729.5

3042.321.0729.6

1. Grafik yang menggambarkan hubungan antara temperature dan waktu untuk setiap tegangan yang diberikan ke kawat konduktor.a. V0

b. V1

c. V2

d. V3

2. Menghitung nilai kapasitas panas (c) dari kawat konduktor yang digunakanTabel Lest quer V1Waktu (x)Temperatur (y)xy

323.19533.669,3

623.236538,2139,2

923.481547.6210.6

1223.6144557.0283,2

1523.8225566.4357

1823.9324571.2430.2

2124.1441580.8506,1

2424.2576585.6580,8

2724.3729590.5656.1

3024.4900595.4732

165

23834655666.3

3964.5

Persamaan y = ax + b (Metode Least-square)di dapat nilai a = 0,17, kemudian nilai b.b = = = = 22,97Jadi nilai y = 0,05x + 22,97 Karena m = , maka c = = 236,6 J/kgc

m = = a = a = 0,05 Tabel Lest quer V2Waktu (x)Temperatur (y)xy

324.29585.672.6

624.636605.2147,6

925.481645.2228.6

1226.3144691.7315.6

1527.3225745,3409.5

1828.1324789.6505.8

2128.9441835.2606.9

2429.6576876.16710.4

2730.1729906.0812.7

3030.7900942.5921,0

165

275.2

34656514.68

4730.7

a = 0,26b = 23,3y = 0,26x + 23,3Jadi nilai c = 157,7 J/kgc

Tabel Lest quer V3Waktu (x)Temperatur (y)xy

330.49924.291.2

630.036900,0180

929.981894.0269.1

1229.8144888.0357.6

1529.8225888.0447

1829.7324882.1534.6

2129.6441876.2621.6

2429.6576876.2710.4

2729.5729870.2796.5

3029.6900876.2888

165

297.9

34658875.1

4896

a = 0,01b = 30,22y = 0,01x + 30,22Jadi nilai c = 260 J/kgcCrata-rata = = 884,8

3. Menentukan jenis kawat konduktor yang digunakan.Dalam menentukan jenis kawat konduktor, terlebih dahulu mencari nilai kalor jenis rata-rata kawat dan kemudian menghubungkannya dengan daftar kalor jenis xat pada halaman tambahan teori. s = s = s = 516,6 J/kgCberdasarkan kalor jenis yang diperoleh yaitu 516,6 J/kgC maka disimpulkan bahwa jenis kawat konduktor yang digunakan adalah baja atau besi dimana kalor jenis baja atau besi sebesar 450 J/kgC dan kalor jenis yang diperoleh mendekati nilai tersebut.4. Analisis dari hasil percobaan.a. Analisis PercobaanDalam melakukan percobaan Calori Work dilakukan dengan menggunakan sistem Remote Laboratory atau yang sering disebut r-Lab. Hal pertama yang dilakukan saat melakukan percobaan ini adalah mengaktifkan Web cam dengan meng-klik icon video pada halaman web r-Lab tersebut. Langkah selanjutnya setelah mengaktifkan web cam adalah dengan memberikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor. Untuk memperoleh hasil pengukuran, terlebih dahulu menghidupkan power supply dengan meng-klik radio button yang berada di sebelahnya dan untuk melakukan pengukuran temperature, tegangan, dan arus listrik pada kawat konduktor tiap 1 detik selama 10 detik dilakukan dengan meng-klik icon ukur. Setelah memperoleh hasil pengukuran pada V0, untuk mendapatkan hasil pengukuran pada V1, V2, dan V3 dengan cara mengulang langkah-langkah seperti pada V0.b. Analisis Hasil PercobaanPada percobaan pertama yang dilakukan, yaitu percobaan pada tegangan 0 volt diperoleh bahwa terjadi perubahan suhu, namun perubahan suhu yang terjadi sangat kecil bahkan dapat dikatakan perbuhan suhu yang terjadi dianggap tidak ada. Tidak adanya tegangan yang diberikan atau V = 0 hal ini akan mempengaruhi pergerakan elektron-elektron yang akan diubah menjadi energy panas pada kawat konduktor dan dalam keadaan V0 elektro-elektron tersebut tidak mengalami pergerakan. Dan pada peristiwa perubahan suhu pada V0 mungkin disebabkan karena adanya tegangan yang terdapat pada kawat sebelum diberikan tegangan dan tegangan tersebut tidak terbaca oleh voltmeter atau terjadi karena pengaruh suhu system yang lebih rendah dibandingkan suhu lingkungan, sehingga suhu lingkungan memungkinkan terjadinya perubahan suhu pada system. Kemudian pada percobaan dengan tegangan sebesar 0,66 v terjadi perubahan temperature yang cukup signifikan dibandingkan saat v = 0. Dimana pada tegangan ini suhu mengalami perubahan namun relative mengalami kenaikan, suhu awal yang tercatat sebesar 23,1C dan suhu akhir tercatat 24,4C. Hal yang sama juga terjadi pada saat tegangan yang diberikan sebesar 1,59 v dan tegangan terakhir sebesar 1,07 v. Untuk menentukan jenis konduktor yang digunakan pada percobaan ini dilakukan dengan membandingkan kalor jenis rata-rata yang didaptakan dengan daftar kalor jenis bebrapa zat yang terterah pada halaman Tambahan Teori dan dalam percobaan ini hasil rata-rata kalor jenis yang diperoleh sebesar 516,6 J/kgC, dan disimpulkan bahwa dalam percobaan ini menggunakan besi atau baja dengan kalor jenis 450 J/kgC.c. Analisis GrafikDalam penganalisisan grafik dalam percobaan ini, terdapat empat grafik yang akan dianalisis. Keempat grafik tersebut menggambarkan hubungan antara temperature dan waktu untuk setiap tegangan yang diberikan ke kawat konduktor. Pada percobaan pertama dengan tegangan sebesar 0 v, grafik yang dihasilkan mendatar dan dengan besar suhu yang sama terhadap perubahan waktu.Pada percobaan kedua terjadi perubahan suhu untuk setiap perubahan waktu dan hasil grafik yang dihasilkan menunjukkan bahwa jika setiap perubahan waktu berubah maka perubahan suhu pun akan berubah terhadap setiap perubahan waktu tersebut, dengan demikian dapat disimpulkan bahwa suhu berbanding lurus dengan waktu dan relasi keduanya juga terjadi pada percobaan selanjutnya yaitu pada saat tegangan sebesar 1,59 v dan 1,07 v.

Kesimpulan1. Kawat akan mengalami kenaikan temperature pketika kawat tersebut diberikan aliran listrik2. Semakin besar tegangan yang diberikan pada kawat mengakibatkan membesarnya suhu yang terjadi pada kawat tersebut3. Untuk menentukan jenis konduktor yang digunakan dilakukan dengan mencari nilai kalor jenis rata-rata zat yang digunakan4. Dalam percobaan ini hasil rata-rata kalor jenis yang diperoleh sebesar 516,6 J/kgC, dan disimpulkan bahwa dalam percobaan ini menggunakan besi atau baja dengan kalor jenis 450 J/kgC.Referensi1. Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall, NJ, 2000.2. Halliday, Resnick, Walker; Fundamental of Pysics, 7th Edition, Extended Edition, John Wiley & Sons., NJ, 2005.

Link RLabhttp://sitrampil3.ui.ac.id/kr02