fisdas rlab

8/2/2019 Fisdas rLab

1/15

LAPORAN PRAKTIKUM

Nama/NPM : Rahayu P.J.A Situmorang/1106068711

Fak/Program Studi : Teknik/Teknik Lingkungan

No & Nama Percobaan : KR02- Calori Work

Minggu Percobaan : II

Tanggal Percobaan : 8 Maret 2012

Laboratorium Fisika Dasar

UPP IPD

Universitas Indonesia


2/15

TUJUAN PERCOBAAN

1. Menghitung nilai kepastian kalor suatu kawat konduktorALAT

1. Sumber tegangan yang dapat divariasikan2. Kawat konduktor (2 gr)3. Termometer4. Voltmeter dan Amperemeter5. Adjustable Power Supply6. Camcorder7. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

TEORI

Hukum Kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat dimusnahkan

atau diciptakan. Energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Pada

percobaan kali dilakukan dengan menghubungkan sumber energi ke sebuah kawat

konduktor yang memiliki tahanan (resistansi).

Daya yang dihasilkan catu daya (sumber energi) dapat dinotasikan seperti

berikut:

Dimana:

W : usaha/energy (Joule)

v : voltage (Volt)

I : electric current (Ampere)

t : time (second)

W = v.i.t


3/15

Tegangan dan arus listrik yang dialirkan melalui kawat konduktor tidak sepenuhnya

dialirkan karena kawat memiliki resistensi yaitu jenis kawat memiliki ketahanan

terhadap arus listrik sehingga menghambat aliran arus listrik . Dengan adanya

resistensi, sebagian energi listrik diubah menjadi energi panas, yaitu energi yang

didisipasikan oleh penghantar.

Energi yang didisipasikan oleh penghantar dinyatakan dalam kenaikan

temperatur. Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat dinyatakan

dengan persamaan:

Dimana:

kalor yang didisipasikan melalui kawat penghantar ()

m = massa zat ()

= kalor jenis zat ()

Ta=suhu awal

Tb=suhu akhir

Kalor merupakan energi panas yang terdiri dari dua jenis, yaitu kalor yang

menaikkan suhu zat dan kalor laten yang mengubah wujud zat. Misalnya es yang

menerima kalor akan mengalami perubahan pada suhu dan wujud. Seberapa besar

kalor yang mengubah suhu dan wujud suatu zat ditentukan oleh kalor jenisnya.

Kalor jenis atau didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang dibutuhkan

untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebanyak 1derajat Celcius/Kelvin. Dengan adanya

jenis kalor, kapasitas kalor dapat diketahui. Kapasitas kalor didefinisikan sebagai

banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu zat sebesar 1 derajat

Celcius.


4/15

Sebuah kawat akan dililitkan pada sebuah sensor temperatur. Kawat tersebut

akan dialiri arus listrik sehingga mendisipasikan kalor. Perubahan kalor yang terjadi

akan diamati oleh sensor kemudian dicatat oleh sistem instrumentasi. Tegangan yang

diberikan ke kawat dapat diubah sehingga perubahan temperature dapat bervariasi

sesuai dengan tegangan yang diberikan.

Hubungan kalor dan usaha dinyatakan dalam

dimana energi listrik diubah menjadi eneri panas atau kalor. Dari persamaan tersebut

diketahui bahwa usaha yang dilakukan bergantung pada besar massa zat yang diberi

kalor.

Tabel kalor jenis beberapa logam

No Zat Panas jenis

(kJ/kg.K)

Panas jenis

(Kkal/kg.K)

Kapasitas panas

molar (J/ml.K)

1. Aliminium 0.9 0.215 24.3

2. Bismuth 0.123 0.0294 25.7

3. Tembaga 0.386 0.0923 24.5

4. Emas 0.126 0.0301 25.6


5/15

5. Es (-100C) 2.05 0.49 36.9

6. Timah hitam 0.128 0.0305 26.4

7. Perak 0.233 0.0558 24.9

8. Tungsen 0.134 0.0321 24.8

9. Seng 0.387 0.0925 25.2

10. Alkohol (Ethyl) 2.4 0.58 111

11. Raksa 0.14 0.033 28.3

12. Air 4.18 1 75.2

CARA KERJA

Eksperimen rLab dapat dilakukan melalui rLab

1. Mengaktifan web cam (mengklik ikon videopada halaman rLab).2. Memberikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor.3. Menghidupkan Power Supply dengan mengklik radio button di sebelahnya.4. Mengambil data perubahan temperatur , tegangan arus listrik pada kawat

konduktor tiap 1 detik dengan cara mengkllik ikon ukur.

5. Memperhatikan temperatur kawat yang terlihat di web cam, tunggulah hinggamendekati temperatur awal saat diberikan V0.

6. Mengulangi langkah 2 hingga 5 untuk tegangan V1, V2, dan V3.TUGAS DAN EVALUASI

1. Berdasarkan data yang didapat, buatlah grafik yang menggambarkanhubungan antara temperatur dan waktu untuk setiap tegangan yang diberikan

ke kawat konduktor.

2. Untuk tegangan V1, V2, dan V3, hitunglah nilai kapasitas panas (c) darikawat konduktor yang digunakan.

3. Berdasarkan nilai c yang diperoleh, tentukan jenis kawat konduktor yangdigunakan.


6/15

4. Berilah analisis dari hasil percobaan ini.

DATA PERCOBAAN

a) Data Percobaan V0Waktu I V Temp

3 23.84 0.00 21.3

6 23.84 0.00 21.3

9 23.84 0.00 21.3

12 23.84 0.00 21.3

15 23.84 0.00 21.2

18 23.84 0.00 21.2

21 23.84 0.00 21.2

24 23.84 0.00 21.2

27 23.84 0.00 21.2

30 23.84 0.00 21.1

b) Data Percobaan V1Waktu I V Temp

3 34.56 0.62 20.5

6 34.56 0.61 20.69 34.56 0.61 20.8

12 34.56 0.61 21.0

15 34.56 0.61 21.1

18 34.56 0.61 21.3

21 34.45 0.62 21.4


7/15

24 34.56 0.61 21.5

27 34.56 0.61 21.6

30 34.56 0.61 21.7

c) Data Percobaan dengan V2Waktu I V Temp

3 49.39 1.47 21.3

6 49.39 1.47 21.7

9 49.39 1.47 22.4

12 49.28 1.48 23.3

15 49.28 1.48 24.1

18 49.28 1.48 24.921 49.28 1.48 25.6

24 49.28 1.48 26.2

27 49.39 1.48 26.8

30 49.39 1.48 27.3

d) Data Percobaan V3Waktu I V Temp

3 40.95 0.99 21.5

6 40.95 0.99 21.6

9 40.95 0.99 22.0

12 40.95 0.99 22.4

15 40.95 0.99 22.8

18 40.95 0.99 23.1

21 40.95 0.99 23.4

24 40.95 0.99 23.6

27 40.95 0.99 23.9

30 40.95 0.99 24.1


8/15

TUGAS DAN EVALUASI

1.Grafik hubungan perubahan temperature dan waktu

Hubungan antara waktu temperatur pada masing-masing tegangan diperoleh dengan

mencari gradien, yaitu kemiringan garis kenaikan suhu terhadap waktu. Persamaan

dapat dinyatakan dengan :

Y = mx + b

Maka didapatkan:

Untuk V0,

Untuk V1,

Untuk V2,


9/15

Untuk V3, 4

2.Kalor jenis penghantar

Dalam praktikum KR-02 ini, energi listrik yang dialirkan melalui

penghantar diubah menjadi energi disipasi. Kalor jenis penghantar dapat dihitung

dengan:

y = -0.0067x + 21.34

R = 0.8049

y = 0.0459x + 20.393

R = 0.9852

y = 0.2352x + 20.48

R = 0.9945

y = 0.1026x + 21.147

R = 0.9894

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25 30 35

temperatur

waktu

Grafik Hubungan Waktu dan Temperatur

T0

T1

T2

T3

Linear (T0)

Linear (T1)

Linear (T2)

Linear (T3)


10/15

dimana y merepresentasikan nilai usaha (w), nilai m mewakili nilai c (kapasitas kalor)

dan massa dikali perubahan waktu oleh nilai x.

a) V1x y x2 y2 xy

0.06 64.2816 0.0036 4132.124 3.856896

0.06 126.4896 0.0036 15999.62 7.589376

0.06 189.7344 0.0036 35999.14 11.38406

0.06 252.9792 0.0036 63998.48 15.17875

0.06 316.224 0.0036 99997.62 18.97344

0.06 379.4688 0.0036 143996.6 22.76813

0.06 448.539 0.0036 201187.2 26.91234

0.06 505.9584 0.0036 255993.9 30.3575

0.06 569.2032 0.0036 323992.3 34.15219

0.06 632.448 0.0036 399990.5 37.94688

0.6 3485.32

0.036

1545287

209.12

Joule/grC= 0.243 Joule/kgC

Maka nilai kapasitas panas untuk V1

b) V2= 1.60

X Y Xy x2 Y

1.4 246.96 345.744 1.96 60989.24


11/15

2.2 494.98 1088.956 4.84 245005.20

4 743.76 2975.04 16 553178.94

6 991.68 5950.08 36 983429.22

8 1239.6 9916.8 64 1536608.16

9.6 1487.52 14280.19 92.16 2212715.75

11.4 1735.44 19784.02 129.96 3011751.99

12.8 1983.36 25387.01 163.84 3933716.89

14 2231.28 31237.92 196 4978610.44

15.2 2479.2 37683.84 231.04 6146432.64

84.6 13633.78 148649.6 935.8 23662438.47

Joule/grC= 0.151 Joule/kgC

Maka nilai kapasitas kalor untuk V2:

c) V3 = 1.07

X Y xy x2 y2

8 135.85 1086.8 64 18455.22

7.8 271.69 2119.182 60.84 73815.46

8 407.54 3260.32 64 166088.85

8.6 543.39 4673.154 73.96 295272.69

9 679.24 6113.16 81 461366.98

9.4 815.08 7661.752 88.36 664355.41


12/15

9.8 950.93 9319.114 96.04 904267.86

10.2 1086.78 11085.16 104.04 1181090.77

10.6 1222.62 12959.77 112.36 1494799.66

11 1358.47 14943.17 121 1845440.74

92.4 7471.59 73221.58 865.6 7104953.64

= 353.86 Joule/grC = 0.354 J/kgC

Maka nilai kapasitas kalor

3. Nilai kalor jenis untuk tegangan V1, V2 dan V3

Diketahui bahwa

C1

C2

C3

Maka diperoleh nilai rata-rata kalor jenis adalah


13/15

Dari hasil yang diperoleh, disimpulkan bahwa jenis kawat penghantar yang dipakai

pada praktikum kali ini adalah penghantar yang terbuat dari logam perak, karena nilai

yang diperoleh mendekati nilai kalor jenis perak (Si) yang bernilai

.

ANALISA

Praktikum KR-02 ini bertujuan untuk mengetahui kalor jenis dari kawat

penghantar yang mengkonversikan energi listrik menjadi energi panas. Konversi

energi panas dapat kita hitung melalui perubahan temperatur pada kawat. Dalam

praktikum ini, percobaan terhadap kawat penghantar dilakukan dengan variasi

tegangan yang tujuannya untuk mendapatkan data yang berbeda, dan bagaimana

caranya menganalisis data untuk menghasilkan nilai yang valid.

Hubungan waktu dan perubahan temperatur kita dapatkan dengan

menghitung gradien yang mewakili kenaikan suhu terhadap waktu, artinya laju

kenaikan suhu konstan, sementara dari data yazng kita dapatkan dihasilkan garis yang

menghubungkan titik-titik temperature dalazm grafik ternyata tidak lurus. Disinilah

analisis kesalahan diperlukan, akaan tetapi dengan mengetahui gradien laju kenaikan

suhu, kita dapat meminimalisasi kesalahan pengukuran temperatur. Gradien

menyatakan fungsi dari waktu dan suhu. Melalui pengukuranLeast

Square,didapaatkan:

Untuk V1= 0.66 Volt,

Untuk V2= 1.60 Volt,

Untuk V3=1.07 Volt, 2

Dari persamaan tersebut dapat diketahu bahwa semakin besar usaha yang dilakukanmaka semakin besar pula temperature (kalor) yang dihasilkan.

Begitu pula dengan mencari kalor jenis penghantar dimana:


14/15

Dengan rumus tersebut, nilai c bisa kita dapatkan sebagai gradien ,

selanjutnya nilai kalor jenis yang didapat dirata-ratakan sehingga menghasilkan nilai

sebesar

. Nilai ini jika dibandingkan dengan referensi nilai literatur akan

mendekati nilai kalor jenis perak. Dengan begitu analisis kesalahan dapat kita

nyatakan dengan:

Penyimpangan sebesar 0.073% ini bisa diakibatkan karena instrumen

praktikum yang digunakan memiliki sensibilitas yang tinggi sehingga alat ukur

mencatat setiap perubahan suhu dengan sangat cepat. Kesalahan yang timbul pada

praktikum dapat juga dikarenakan pengukuran yang teburu-buru, bisa juga

dikarenakan konversi energi listrik ke energy panas tidak sepenuhnya terkonversi,

atau dikarenakan terganggunya koneksi PC dengan rLab dan pembulatan yang

berulang mengakibatkan selisih yang tinggi.

Kesimpulan

a. Energi listrik dikonversi menjadi energi panas yang diakibatkanadanya hambatan arus listrik pada kawat penghantar, sehingga arus

yang lewat didisipasikan ke lingkungan dalam bentuk panas.


15/15

b. Jenis kawat penghantar (konduktor) yang dipakai adalah jenis logamperak yang memiliki kalor jenis

c. Usaha yang dilakukan bergantung pada massa, kalor jenis, danperubahan suhu suatu zat.

d. Kapasitas kalor dapat diketahui melalui besar kalor jenis dan massazat yang menerima kalor.

fisdas rlab

Documents