kr 02-alifkurniaputeraartanto

8/8/2019 KR 02-AlifKurniaputeraArtanto

1/13

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA DASAR

Nama : Alif Kurniaputera Artanto

NPM : 0906556856

Grup : A1

Fakultas/Departemen : Teknik/Teknik Kimia

No. Percobaan : KR 02

Nama Percobaan : Calori Work

Tanggal Percobaan : 06 April 2010

Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar

(UPP-IPD)

Universitas Indonesia

Depok


2/13

I. Tujuan Praktikum

Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.

II. PeralatanSumber Tegangan yang Dapat Divariasikan

Kawat Konduktor (bermassa 2 gr)

Termometer

Voltmeter dan Amperemeter

Adjustable Power Supply

Camcorder

Unit PC beserta DAQ dan Perangkat Pengendali Otomatis

III. Landasan Teori

Hubungan kekekalan energi menyatakan energi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan.

Energi hanya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Hal ini sesuai dengan bunyi

hokum pertama termodinamika, yaitu :

Perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari

jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan kerja yang dilakukan terhadap

sistem.

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 :

W = V . I . t ( 1 )Dimana :

W = energi listrik ( Joule )

V = Tegangan listrik ( Volt )

I = Arus listrik ( Ampere )

t = waktu / lama arliran listrik ( sekon )

Energi kalor yang dihasilkan oleh kawat konduktor dinyatakan dalam bentuk kenaikantemperatur. Ada suatu perbedaan antara kalor (heat) dan energi dalam dari suatu bahan. Kalor


3/13

hanya digunakan bila menjelaskan perpindahan energi dari satu tempat ke yang lain. Kalor

adalah energi yang ditransfer dari satu benda ke benda lain akibat adanya perbedaan

temperatur.. Sedangkan energi dalam (termis) adalah energi karena temperaturnya.

Satuan kalor adalah kalori dimana, 1 kalori adalah jumlah energi kalor yang diperlukan untuk

menaikkan temperatur 1 gr air dari 14,5 C menjadi 15,5 C. Dalam sistem British, 1 Btu

(British Thermal Unit) adalah kalor untuk menaikkan temperatur 1 lb air dari 63 F menjadi

64 F.

1 kal = 4,186 J = 3,968 x 10-3 Btu

1 J = 0,2389 kal = 9,478 x 10-4 Btu

1 Btu = 1055 J = 252,0 kal

Kapasitas kalor (C) : jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur dari suatu

sampel bahan sebesar 10C.

Q = C T ( 2 )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 10C. Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu zat dinyatakan

dengan persamaan :

Q = m . c (Ta T) ( 3 )Dimana:

Q = Jumlah kalor yang diperlukan ( kg )

m = massa zat ( kg )

c = Kalor Jenis zat ( J /kg )

Ta = Suhu akhir zat ( )

T = Suhu mula-mula ( )

Sebagai gambaran, terdapat grafik penambahan energi terhadap temperatur sebagai aplikasi

rumusan diatas pada perubahan fasa air. Terlihat fasa air yang berubah seiring dengan


4/13

penambahan energi. Total energi yang diperlukan adalah dengan menjumlahkan energi yang

diperlukan untuk membentuk setiap fase dengan kalor jenis yang berbeda pada setiap fase.

Grafik 1. Grafik Perubahan Suhu dan Wujud Air Terhadap Penambahan Energi

Tabel 1. Tabel Panas Jenis dan Kapasitas Panas Molar untuk Berbagai Padatan dan

Cairan pada Suhu 20

Zat c (J/kg. ) c (kkal/kg. ) cm (J/ml. )

Aluminium 900 0,215 24,3

Bismuth 123 0,0294 25,7

Tembaga 386 0,0923 24,5

Emas 216 0,0301 25,6

Es (-10 ) 2050 0,49 36,9

Timah hitam 128 0,0305 26,4

Perak 233 0,0558 24,9

Tungsten 134 0,0321 24,8

Seng 387 0.0925 25,2

Alcohol (ethyl) 2400 0,58 111

Raksa 140 0,033 28,3

Air 4180 1,00 75,2


5/13

Jika suatu zat memiliki suatu kalor jenisyang makin tinggi maka untuk meningkatkan suhu

benda tersebut akan diperlukan energi yang lebih. Air memiliki kalor jenis yang tinggi

sehingga kita dapat memanfaatkan hal tersebut. Salah satunya adalah dengan menggunakan

uap sebagai sebuah perantara untuk membawa energi panas. Uap yang memilik kalori yang

sangat tinggi akan mengeluarkan jumlah energi yang banyak saat berubah menjadi air.

Salah satu kegunaan lainnya adalah untuk para nelayan. Pada siang hari matahari akan

memanaskan darat dan laut, karena air memiliki kalor jenis yang tinggi maka darat akan

menjadi lebih panas sehingga terjadi aliran angin dari laut ke darat yang akan membantu

nelayan pulang. Hal yang sebaliknya terjadi pada malam hari, ketika darat sudah menjadi

dingin tetapi laut masih menyimpan banyak kalor. Hal ini menyebabkan tada aliran angin dari

darat ke laut karena perbedaan tekanan sehingga dapat membantu nelayan untuk memancing

kelaut.

Kalor merupakan bentuk energi maka dapat berubah dari satu bentuk kebentuk yang lain.

Berdasarkan Hukum Kekekalan Energi maka energi listrik dapat berubah menjadi energi

kalor dan juga sebaliknya energi kalor dapat berubah menjadi energi listrik. Dalam

pembahasan ini hanya akan diulas tentang hubungan energi listrik dengan energi kalor. Alat

yang digunakan mengubah energi listrik menjadi energi kalor adalah ketel listrik, pemanas

listrik, dll.

Dalam percobaan ini 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.

Gambar 1. Gambar Rangkaian Percobaan


6/13

IV. Prosedur Percobaan

Eksperimen rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol rLab di bagian bawah

halaman ini.

1. Mengaktifkan Webcam ! (klik icon video pada halaman web r-Lab) !

2. Memberikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor !

3. Mengh idupkan Power Supply dengan mengklik radio button disebelahnya.

4. Mengambil data perubahan temperatur , tegangan dan arus listrik pada kawat

konduktor tiap 1 detik selama 10 detik dengan cara mengklik icon 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

V. Data Percobaan

Tabel 2. Data saat Tegangan V0

Waktu (s) I (A) V (V) Suhu ( oC)

3 23.84 0 18.9

6 23.84 0 18.9

9 23.84 0 18.9

12 23.84 0 18.9

15 23.84 0 18.9

18 23.84 0 18.9

21 23.84 0 18.9

24 23.84 0 18.9

27 23.84 0 18.9

30 23.84 0 18.9


7/13



3 35.48 0.66 18.9

6 35.48 0.66 19.0

9 35.48 0.66 19.2

12 35.48 0.66 19.4

15 35.48 0.66 19.6

18 35.48 0.66 19.8

21 35.48 0.66 19.9

24 35.48 0.66 20.0

27 35.48 0.66 20.1

30 35.48 0.66 20.3

Tabel 4.Data saat Tegangan V2


3 51.79 1.58 20.0

6 51.79 1.58 20.4

9 51.79 1.58 21.3

12 51.79 1.58 22.3

15 51.79 1.58 23.2

18 51.79 1.58 24.1

21 51.79 1.58 24.9

24 51.79 1.58 25.6

27 51.79 1.58 26.3

30 51.79 1.58 26.9



3 42.55 1.06 23.4

6 42.55 1.06 23.3

9 42.55 1.06 23.4

12 42.55 1.06 23.6

15 42.55 1.06 23.9

18 42.55 1.06 24.1

21 42.55 1.06 24.2

24 42.55 1.06 24.4

27 42.55 1.06 24.630 42.55 1.06 24.6


8/13

VI. Hasil dan Evaluasi

1. Berdasarkan data yang di dapat , Buatlah grafik yang menggambarkan hubungan antara temperatur dan waktu untuk setiap tegangan yang diberikan ke kawat

konduktor.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

S u

h u

( o C

)

Waktu (Sekon)

Grafik Suhu terhadap Waktu untuk V0 = 0.00 Volt

V0

y = 0.1576x + 18.753

18

18.5

19

19.5

20

20.5

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

S u

h u

( o C

)

Waktu (Sekon)


V1

Linear (V1)


9/13

y = 0.8097x + 19.047

0

5

10

15

20

25

30

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

S u

h u

( o C

)

Waktu (Sekon)


V2

Linear (V2)

y = 0.163x + 23.053

22

22.5

23

23.5

24

24.5

25

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

S u

h u

( o C

)

Waktu (Sekon)

GrafiK Suhu Terhadap Waktu untuk V3 = 1.06 Volt

V3

Linear (V3)


10/13

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

Sesuai dengan rumus kalor (1) dan (3), maka didapat :

W = V.I.t dan Q = m.c.(Ta T) W = Q = Energi ( Joule )

W = Q

V.I.t = m.c.(Ta T)

maka: c =

Dari rumus tersebut kita dapat mencari kalor jenis (c) kawat tersebut dengan

menggunakan data dari ketiga percobaan diatas.

Untuk Tegangan V1 = 0.66 Volt

Diketahui:

V= 0.66 Volt

I = 35.48 A

t = 30 sekon

m = 0.002 kg

T = 20.3 - 18.9 = 1.4 oC

C = = = 250.89 J/kg


Diketahui:

V= 1.58 Volt

I = 51.79 A

t = 30 sekon

m = 0.002 kg

T = 26.9 20.0 = 6.9 oC

C = = = 177.89 J/kg


11/13


Diketahui:

V= 1.06 Volt

I = 42.55 A

t = 30 sekon

m = 0.002 kg

T = 24.6 23.4 = 1.2 oC

C = = = 563.79 J/kg

3. Berdasarkan nilai c yang saudara peroleh, tentukan jenis kawat konduktor yang digunakan.

C rata-rata

s = = = 118

c = 118

Berdasarkan tabel dari landasan teori, kawat yang digunakan paling mungkin adalah

tembaga yang memiliki kalor jenis 386 J/kg oC karena meupakan hasil yang paling

mendekati kalor jenis dari percobaan.

4. Berilah analisis dari hasil percobaan ini.

a) Analisis Hasil

Pada percobaan kali kini setelah melakukan empat kali pengukuran kita

mengolah tiga dari empat pengukuran tersebut untuk mencari kalor jenis

kawat tersebut. Kita hanya menggunakan tiga karena hanya tiga pengukuran

yang memilki nilai V tidak nol. Dari pengolahan data tersebut kita telah


12/13

memperoleh tiga hasil yang berbeda untuk c (250.89. 177.89,563.79). Hal ini

terjadi karena pada saat percobaan suhu belum balik ke suhu semula saat V0.

Hal ini disebabkan karena mungkin koneksi internet yang buruk sehingga

tampilan video sangat lambat untuk dilihat.

Hasil c yang sangat bervarisi menyebabkan ketidak pastian untuk perobaan ini

sangat tinggi; melebihi 30%. Selanjutnya dengan nilai literature pun kalor

jenis dari percobaan memilik perbedaan yang masih tinggi yaitu lebih dari

50J/kg oC.

Kesalahan pada percobaan paling mempengaruhi saat percobaan keempat

dengan V3, dapat dilihat dari nilai c yang diperoleh dari jauh beda dari

percobaan dengan V1 atau V2. Hal ini dikarenakan saat percobaan dengan V2

telah selesai , suhu kawat tersebut belum balik pada suuhu semula sehingga

mempengaruhi T untuk ppercobaan dengan V3

b)Analisis Grafik

Dari data percobaan kita dapat memperoleh empat grafik. Grafik yang pertama

tidak mengalamim perubahan suhu dan menunjukkan garis yang mendatar hal

ini disebabkan karena kawat dalam perobaan belum diberi tegangan sehingga

tidak akan member energy dan suhu tidak akan naik.

Grafik kedua hingga keempat menunjukkan bahwa semakin lama suatu kawta

diberi tegangan maka energy yang diperoleh akan bertamabah sehingga akan

menaikkan suhunya. Akan tetapi dapat diperhatikan bahwa ketiga grafik

terakhir memiliki kemiringan yang berbeda hal ini diseabkan oleh besarnya

tegangan yang diberikan. Dapat diperhatikan bahwa grafik keiga lebih curam

karena memiliki tegangan yang lebih besar.


13/13

VII. Kesimpulan

Ketika kawat dialiri listrik, maka temperatur kawat tersebut akan naik.

Semakin tinggi arus listrik yang mengalir maka temperatur kawat akan semakinbesar.

Benda yang memiliki kalor jenis kecil, hal tersebut menandakan bahwa benda tersebut

mempunyai konduiktivitas yang tinggi, karena dapat menaikkan suhunya dengan

energi yang kecil

Benda yang memiliki kalor jenis besar, hal tersebut menandakan bahwa

konduiktivitasnya rendah, karena berarti benda tersebut membutuhkan energi yang

besar untuk menaikkan suhunya.

Energi bersifat kekal dan dapat berubah bentuk. Percobaan ini membuktikan

perubahan Energi Listrik menjadi Energi Kalor yang meningkatkan temperature

kawat.

VIII. Referensi

1. Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall, NJ, 2000.

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

Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.

3. Tippler, Paul A.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Erlangga, Jakarta,

1998.

4. http://en.wikipedia.org/wiki/Thermodynamics

kr 02-alifkurniaputeraartanto

Documents