kr02 - calori work - cecilia ratna p s
Post on 12-Aug-2015
234 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM
Nama/NPM : Cecilia Ratna P S
NPM : 1206244586
Fak/Prog. Studi : Teknik / Teknik Sipil
Group : Group B7
No. & Nama Percobaan : KR02 – Calori Work
Minggu Percobaan : Ke-3
Tanggal Percobaan : 17 Oktober 2012
Laboratorium Fisika Dasar
UPP IPD
Universitas Indonesia
KR02 - Calori Work
A. Tujuan
Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.
B. Alat
1. Sumber tegangan yang dapat divariasikan
2. Kawat konduktor ( bermassa 2 gr )
3. Termometer
4. Voltmeter dan Ampmeter
5. Adjustable power supply
6. Camcorder
7. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
C. Teori
Hukum 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 catu daya pada suatu konduktor yang mempunyai
resistansi dinyatakan dengan persamaan :
Dimana
W = energi listrik ( joule )
v = Tegangan listrik ( volt )
i = Arus listrik ( Ampere )
t = waktu / lama aliran listrik ( sekon )
Kalor adalah suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang menyebabkan benda
tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya.
Kapasitas kalor (C) : jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur suatu benda
atau sampel bahan sebesar 1 Co.
Q = C T
Kapasitas panas dari beberapa benda, sebanding dengan massanya, maka lebih mudah bila
didefinisikan kalor jenis, c :
Kalor jenis (c) : jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur dari 1 gr massa
bahan sebesar 1 Co.
Q = m c T
T2
Bila harga c tidak konstan : Q = m c dT
T1
Energi kalor yang dihasilkan oleh kawat konduktor dinyatakan dalam untuk kenaikan
temperatur.
Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikan 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 perbuahan temperatur dapat bervariasi sesuai dengan tegangan yang
diberikan.
D. Cara Kerja
Eksperimen rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol rLab di bagian bawah
halaman ini.
1. Mengaktifkan Web cam ! (klik icon video 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
E. Pengolahan Data
a. Pada saat V0
Waktu I V Temp
3 23.84 0.00 16.5
6 23.84 0.00 16.5
9 23.84 0.00 16.5
12 23.84 0.00 16.5
15 23.84 0.00 16.5
18 23.84 0.00 16.5
21 23.84 0.00 16.6
24 23.84 0.00 16.6
27 23.84 0.00 16.5
30 23.84 0.00 16.5
b. Pada saat V1
Waktu I V Temp
3 35.48 0.67 16.6
6 35.48 0.67 16.6
9 35.48 0.67 16.9
12 35.48 0.67 17.1
15 35.48 0.67 17.2
18 35.48 0.67 17.4
21 35.48 0.67 17.5
24 35.48 0.67 17.6
27 35.48 0.67 17.8
30 35.48 0.67 17.9
c. Pada saat V2
Waktu I V Temp
3 51.79 1.62 17.9
6 51.79 1.62 18.2
9 51.79 1.62 19.0
12 51.79 1.62 19.9
15 51.90 1.62 20.9
18 51.79 1.62 21.7
21 51.90 1.62 22.4
24 51.79 1.62 23.1
27 51.79 1.62 23.6
30 51.79 1.62 24.2
d. Pada saat V3
Waktu I V Temp
3 42.43 1.08 23.4
6 42.43 1.08 23.1
9 42.43 1.08 23.0
12 42.55 1.08 22.9
15 42.43 1.08 22.9
18 42.55 1.08 22.9
21 42.43 1.08 23.0
24 42.43 1.08 23.0
27 42.55 1.08 22.9
30 42.43 1.08 22.9
F. Tugas & Evaluasi
1. Berdasarkan data yang di dapat , Buatlah grafik yang menggambarkan hubungan
antara temperatur dan waktu untuk setiap tegangan yang diberikan ke kawat
konduktor.
Grafik T vs t pada V0 (V=0.00)
Grafik T vs t pada V1 (V=0.67)
16,44
16,46
16,48
16,5
16,52
16,54
16,56
16,58
16,6
16,62
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Suh
u
Grafik Hubungan Suhu dengan Waktu
15,5
16
16,5
17
17,5
18
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Suh
u
Grafik Hubungan Suhu dengan Waktu
Grafik T vs t pada V2 (V=1.62)
Grafik T vs t pada V3 (V=1.08)
2. Untuk tegangan V1 , V2 dan V3 , hitunglah nilai kapasitas panas ( c ) dari kawat
konduktor yang digunakan.
Pada V1
Diketahui:
v = 1,62 V
i = 35,48 mA
ΔT = 0,74°c
0
5
10
15
20
25
30
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Suh
u
Grafik Hubungan Suhu dengan Waktu
22,6
22,7
22,8
22,9
23
23,1
23,2
23,3
23,4
23,5
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Suh
u
Grafik Hubungan Suhu dengan Waktu
Δt = (30-3) s = 27 s
massa = 2 gram
Ditanya : C
Dijawab:
= 0,67 . 35,48 . 27. 0,239
= 153,4 . kal
C = 105,3 / (17,26-16,52)
= 142,30 kal/°c
Pada V2
Diketahui:
v = 1,62 V
i = 51,81 mA
ΔT = 21,09 - 16,52 = 4,57°c
Δt = (30-3) s = 27 s
massa = 2 gram
Ditanya : C
Dijawab:
= 1,62 . 51,81 . 27. 0,239
= 541,6 kal
C = 541,6 / 4,57
= 118,5 kal/°c
Pada V3
Diketahui:
v = 1,08 V
i = 42,47
ΔT = 23- 16,52 = 6,48°c
Δt = (30-3) s = 27 s
massa = 2 gram
Ditanya : C
Dijawab:
= 1,08 . 42,47 . 27. 0,239
= 296 kal
C = 296 / 6,48
= 45,6 kal/°c
kal/°c
Maka, kapasitas kalor yang digunakan pada percobaan ini adalah:
kal/°c
3. Berdasarkan nilai c yang saudara peroleh, tentukan jenis kawat konduktor yang
digunakan.
C = 102,13 kal/°c
Maka c (kalor jenis) adalah kapasitas kalor per massa
Berdasarkan literature c perak =
perak = 55.2 kal/grC0
Kesalahan literatur :
Jadi, jenis kawat yang digunakan adalah perak.
4. Berilah analisis dari hasil percobaan ini.
a. Analisis grafik
Pada grafik yang didapat dari hasil percobaan Calori Work, dapat dilihat bahwa bahwa
perubahan suhu berbanding lurus dengan besar tegangan yang diberikan. Pada grafik T vs t
yang pertama (V0), garis hampir menunjukkan garis lurus karena seharusnya temperature
tidak akan berubah karena tidak ada energy yang dialirkan. Hal ini karena tidak ada tegangan
yang diberikan atau tegangan = 0. Tetapi garis tidak menunjukkan garis yang lurus, hal ini
disebabkan karena terjadinya kesalahan dalam melakukan percobaan.
Begitu juga dengan grafit T vs t yang kedua dan ketiga (V1 dan V2), kedua grafik ini
hampir menunjukkan garis lurus, tetapi dari grafik ini terlihat jelas bahwa waktu tegangan
sebanding dengan temperature. Berbeda dengan grafik keempat (V3), sebenarnya grafik ini
juga menunjukkan bahwa temperature dengan tegangan berbanding lurus, dalam grafik
hampir lurus, tetapi yang ditunjukkan dari grafik keempat ini adalah bila tegangan mengalami
penurunan begitu juga dengan temperatur.
Hampir semua grafik yang didapat dari hasil percobaan menunjukkan garis lurus atau
linear, sehingga dapat kita simpulkan bahwa perubahan suhu berbanding lurus dengan besar
tegangan yang diberikan. Tetapi tidak sepenuhnya garis yang terbentuk membentuk garis
lurus (linear), hal ini disebabkan oleh berbagai macam kesalahan yang terjadi selama
percobaan.
c
b. Analisis percobaan
Pada percobaan remote lab ini praktikan berkesempatan untuk melakukan percobaan
dengan judul Calori Work. Percobaan Calori Work ini bertujuan untuk menghitung nilai
kapasitas kalor suatu kawat konduktor. Percobaan Calori Work ini adalah percobaan
pengaliran listrik pada jenis kawat tertentu untuk membuktikan kebenaran hokum kekekalan
energy. Dimana hukum itu mengatakan bahwa energi tidak akan hilang tetapi energi dapat
berubah bentuk. Energi yang akan dirubah melalui percobaan calory work ini adalah energy
listrik, yang akan diubah menjadi energi panas.
Untuk memulai percobaan, praktikan harus log in ke eLaboratory dan juga login ke
remote lab. Setelah berhasil masuk ke r lab, praktikan diharuskan untuk mengaktifkan
webcam. Agar memudahkan dalam penvisualisasian pengunaan alat serta bagaimana cara
kerja alat. Selain itu agar praktikan dapat melihat suhu yang tertera. Hal ini bertujuan agar
praktikan dapat melihat perubahan suhu yang terjadi sehingga sebelum praktikan merubah
tegangan, suhu kembali pada suhu awal.
Setelah itu praktikan melanjutkan percobaan dengan cara mengganti tegangan dengan V0,
V1, V2, serta V3. Kemudian nyalakan power supply dan ukur. Pada percobaan ini data
diambil dengan interval 3 detik selama 10 kali tiap tegangan. Pada tegangan pertama, yaitu 0
volt terlihat bahwa temperature tidak memliki perubahan yang signifikan. Walaupun sempat
naik, tetapi kemudian temperatur stabil kembali dan kemudian turun dan kembali ke
temperatur awal dan stabil kembali. Perubahan temperatur yang hampir tidak terjadi ini
menunjukkan bahwa ketika tegangan = 0, tidak ada energi yang dihasilkan. Hal ini sesuai
dengan W=v.i.t. Dimana ketika 0 dimasukkan sebagai pengganti V, hasilnya adalah 0, yang
berarti energi = 0 atau tidak ada energi yang dihasilkan.
Kemudian pada V1, V2, dan V3, tegangan selalu naik, kecuali pada V3. Pada saat
tegangan naik ini dapat dilihat bahwa temperatur juga selalu menunjukkan penambahan suhu.
Begitu juga dengan arus, bila tegangannya dinaikkan, arus juga menunjukkan penambahan
angka. Dan ketika tegangan diturunkan (pada V3), terlihat bahwa temperature pun menurun
seiring berjalannya waktu. Arus juga ikut menurun ketika tegangan diturunkan.
Dari percobaan tersebut dapat dikatakan bahwa temperature dan tegangan sebanding.
Karena ketika tegangannya dinaikkan, temperature pun selalu menunjukkan kenaikan angka.
Namun ketika tegangan diturunkan, temperature menunjukkan penurunan. Hal itu juga terjadi
pada arus. Hal ini menunjukkan bahwa tidak hanya tegangan dan temperature saja yang
berbanding lurus, tapi juga arus.
c. Analisis data
Dari percobaan Calori Work yang telah dilakukan, didapatkan data-data yang kemudian
diolah dan dapat dikatakan bahwa arus, temperature, dan tegangan berbanding lurus. Hal ini
sesuai dengan yang dinyatakan dalam hukum kekekalan energy
Selain itu, praktikan juga mendapatkan nilai kapasitas kalor kawat konduktor:
1. V = 0,67; C = 142,30 kal/°c
2. V = 1,62; C = 118,5 kal/°c
3. V = 1,08; C = 45,6 kal/°c
Pada percobaan ini pula, praktikan mendapatkan jenis bahan yang digunakan sebagai
kawat konduktor dengan nilai kapasitas kalor kawat konduktor. Dengan pendekatan nilai
kalor jenis praktikan menentukan bahan apa ang digunakan. Didapatkan nilai kalor jenis
sebesar 51,065 kal/gr°c. Dengan pendekatan nilai kalor jenis, berdasarkan literature, nilai kalor jenis
yang didapat praktikan mendekati nilai kalor jenis perak, yaitu sebesar 55,2 kal/gr°c. Sehingga
praktikan menyimpulkan bahwa jenis kawat yang digunakan adalah perak dengan kesalahan literature
sebesar 7.49%.
G. Kesimpulan
Jenis kawat yang digunakan dalam percobaan ini adalah kawat perak dengan kesalahan
relative sebesar 7.49%
Kapasitas kalor suatu bahan dapat dicari menggunakan percobaan ini dan menggunakan
persamaan-persamaan sebagai berikut :
W = v.i.t
W = Q
Q = m.c. ∆T
C = m.c
C = Q/∆T
Dari percobaan ini terlihat bahwa waktu tegangan dan temperature berbanding lurus,
ketika waktu meningkat, temperatur juga meningkat. Begitu pula sebaliknya, ketika
waktu tegangan menurun, temperature pun menurun.
H. Referensi
Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall, NJ,
2000.
Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition, John
Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.
top related