laporan rlab kr02

1

LAPORAN PRAKTIKUM

Nama / NPM : Melindayanti Nurwulan / 1406551582

Fakultas / Prodi : Fakultas Teknik / Teknik Sipil

Grup : 12

Kawan Kerja :

Willian Elnatan

Naufal Luthfi Werdiantoro

Abdul Hakim Muzakki

Qayyum Hamidi

Ahmad Ghozi Al

Angga Kurnia Hany

Nomor dan Nama Percobaan : KR-08, Calori Work

Minggu Percobaan : Pekan 3

Tangga Percobaan : 9 Oktober 2014

Nama Asisten :

LABORATORIUM FISIKA

UPP IPD

UNIVERSITAS INDONESIA

2

KR02 - Calori Work

Tujuan

Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.

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

Teori

Hubungan 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 :

W = V i t……………(1)

Dimana

W = energi listrik ( joule )

v = Tegangan listrik ( volt )

i = Arus listrik ( Ampere )

t = waktu / lama aliran listrik ( sekon )

Energi kalor yang dihasilkan oleh kawat konduktor dinyatakan dalam untuk kenaikan

temperatur.

3

Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu zat dinyatakan dengan persamaan :

Q = m c (Ta - T) ....................................................... (2)

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.

Cara Kerja

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

halaman ini.

1. Mengaktifkan Web cam dengan meng-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, lalu ditunggu hingga

mendekati temperatur awal saat diberikan V0

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

4

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.

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

konduktor yang digunakan.

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

digunakan.

4. Berilah analisis dari hasil percobaan ini.

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.

Link RLab

http://sitrampil3.ui.ac.id/kr02

http://sitrampil3.ui.ac.id/kr02

5

DATA PERCOBAAN

Dari hasil penelitian Rlab yang telah dilakukan, didapat data-data seperti berikut:

Untuk tegangan V0, data yang tercatat adalah sebagai berikut

Waktu (s) I (ampere) V (volt) Temperatur (◦C)

3 23.84 0.00 22.5

6 23.84 0.00 22.5

9 23.84 0.00 22.5

12 23.84 0.00 22.5

15 23.84 0.00 22.5

18 23.84 0.00 22.6

21 23.84 0.00 22.6

24 23.84 0.00 22.6

27 23.84 0.00 22.6

30 23.84 0.00 22.6

Untuk tegangan V1, didapat data berikut


3 35.36 0.65 22.6

6 35.36 0.65 22.7

9 35.36 0.65 22.9

12 35.36 0.65 23.1

15 35.36 0.65 23.3

18 35.36 0.65 23.4

21 35.36 0.65 23.6

24 35.36 0.65 23.7

27 35.36 0.65 23.8

30 35.36 0.65 23.9

6

Untuk tegangan V2, didapat data berikut


3 51,45 1,59 22,3

6 51.45 1.59 23.3

9 51.45 1.59 24.3

12 51.45 1.59 25.3

15 51.56 1.59 26.3

18 51.56 1.59 27.2

21 51.56 1.59 28.0

24 51.56 1.59 28.7

27 51.45 1.59 29.3

30 51.56 1.59 29.9

Untuk tegangan V3, didapat data berikut:


3 42.32 1.06 25.7

6 42.32 1.06 25.8

9 42.32 1.06 25.9

12 42.21 1.07 26.2

15 42.21 1.07 26.4

18 42.32 1.06 26.7

21 42.21 1.07 26.9

24 42.32 1.06 27.1

27 42.32 1.06 27.3

30 42.32 1.06 27.4

7

PENGOLAHAN DATA

1. Grafik Hubungan Antara Temperatur dan Waktu

a. Grafik V0

b. Grafik V1

0

5

10

15

20

25

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Tem

pe

ratu

r (◦

C)

Waktu (s)

Grafik Hubungan Antara Temperatur dan Waktu

21.5

22

22.5

23

23.5

24

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Tem

pe

ratu

r (◦

C)

Waktu (s)


8

Least Square

No x Y x2 y2 xy

1 3 22,6 9 510,76 67,8

2 6 22,7 36 515,29 136,2

3 9 22,9 81 524,41 206,1

4 12 23,1 144 533,61 277,2

5 15 23,3 225 542,89 349,5

6 18 23,4 324 547,56 421,2

7 21 23,6 441 556,96 495,6

8 24 23,7 576 561,69 568,8

9 27 23,8 729 566,44 642,6

10 30 23,9 900 571,21 717

Total 165 233 3465 5430,82 3882

Total2 27225 54289 12006225 29493806 15069924

Persamaan linier grafik V1 adalah y = 0,05x + 22,4

c. Grafik V2

0

5

10

15

20

25

30

35

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Tem

pe

ratu

r (◦

C)

Waktu (s)


9

Least Square

No. x y X2 Y

2 xy

1 3 22,2 9 492,84 66,6

2 6 23,3 36 542,89 139,8

3 9 24,3 81 590,49 218,7

4 12 25,3 144 640,09 303,6

5 15 26,3 225 691,69 394,5

6 18 27,2 324 739,84 489,6

7 21 28 441 784 588

8 24 28,7 576 823,69 688,8

9 27 29,3 729 858,49 791,1

10 30 29,9 900 894,01 897

Total 162 242,3 3456 6565,19 4511,1

Total2 26244 58709,3 11943936 43101720 20350023,2

Persamaan linier grafik V2 adalah y = 0,704x + 12,81

d. Grafik V3

24.5

25

25.5

26

26.5

27

27.5

28

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Tem

pe

ratu

r (◦

C)

Waktu (s)


10

No x y X2

Y2 xy

1 3 25,7 9 660,49 77,1

2 6 25,8 36 665,64 154,8

3 9 25,9 81 670,81 233,1

4 12 26,2 144 686,44 314,4

5 15 26,4 225 696,96 396

6 18 26,7 324 712,89 480,6

7 21 26,9 441 723,61 564,9

8 24 27,1 576 734,41 650,4

9 27 27,3 729 745,29 737,1

10 30 27,4 900 750,76 822

Total 165 265,4 3465 7047,3 4430,4

Total2 27225 70437,16 12006225 49664437,3 19628444,2

Persamaan garis grafik V3 adalah y = 0,069x + 25,4

2. Menghitung Kapasitas Panas Kawat Konduktor

a) untuk tegangan V1

i : 35,36 ampere

V : 0,65 volt

∆t : 3s

∆T : 23,9 – 22,6= 1,3C

C = vi∆t

∆𝑇=

0,65 . 35,36 . 3

1,3= 255,74 J/Kg

◦C

b) untuk tegangan V2

i : 51,45 ampere

v : 1,59 volt

t : 3

∆T : 29,9 – 22,2 = 7,2C

11

C = vi∆t

∆𝑇=

1,59 . 51,45 . 3

7,2= 189,28 J/Kg

◦C

c) untuk tegangan V3

i : 42,32 ampere

v : 1,06 volt

t : 3

∆T : 27,4 – 25,7 = 1,7C

C = vi∆t

∆𝑇= (

1,06 . 42,32 . 3

1,7) = 86,56 J/Kg

◦C

3. Menentukan jenis kawat konduktor yang digunakan

Setelah diperoleh kapasitas kawat tiap tegangan, diperoleh pula kapasitas

kawat rata-rata seperti berikut:

∁ = 1

3∑ = 𝐶𝑖 =

255,74+189,28+86,56

3= 177,19 3

𝑖=1 J/Kg◦C

Setelah diperoleh kapasitas kawat rata-rata, ternyata hasil menunjukkan mendekati

literatur kawat timah hitam yang memiliki nilai literatur sebesar 140 J/Kg◦C . Apabila

kawat yang digunakan adalah kawat timah hitam, maka praktikan akan memiliki

kesalahan literatur sebesar:

|𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟 − 𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑒𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛

𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟| × 100% = |

140 − 177,19

140| × 100%

= 26,5%

12

ANALISA

Analisa Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan dalam percobaan antara lain:

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

Karena percobaan dilakukan dengan menggunakan r-Lab sehingga semua alat

berjalan dengan baik sehingga data yang didapat menjadi lebih representatif

Analisa Percobaan

Pada percobaan ini, praktikan melakukan praktikum dengan sistem r-lab dimana

praktikan tidak perlu datang ke laboratorium untuk melakukan praktikum melainkan

hanya melakukan eksperimen melalui komputer dengan melakukan seluruh prosedur

yang ada.

Percobaan ini dilakukan 10kali pada setiap tegangan dengan rentang waktu 3detik.

Maksud dari dilakukannya percobaan sebanyak 10 kali agar data menunjukkan hasil

mendekati kebenaran. Dan maksud dari diberikan rentang sebanyak 3detik adalah agar

terdapat perubahan suhu yang nyata.

Percobaan juga dilakukan pada 4 tegangan yang berbeda, yakni V0, V1, V2, dan V3.

Hal ini dimaksudkan agar dapat terlihat perbedaan bahwa tegangan mempengaruhi

temperatur di setiap rentang waktu.

13

Analisa Grafik

Setelah dilakukan percobaan dan pengambilan data melalui sistem r-lab, dapat

dilihat bahwa 3 dari 4 grafik yang diberi 4 tegangan berbeda memiliki bentuk linier

yang selalu naik tiap rentang waktu. Hal ini menunjukkan bahwa hubungan antara

temperatur dengan waktu berbanding lurus sehingga semakin besar waktu yang

digunakan pada suatu tegangan, semakin tinggi pula temperatur yang dihasilkan. Hal

ini berbeda dengan grafik pada V0, dimana grafik membentuk garis lurus konstan

yang menunjukkan bahwa apabila kawat tidak diberikan tegangan maka temperatur

kawat akan tetap konstan berapapun lama waktunya.

0

10

20

30

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Tem

pe

ratu

r (◦

C)

Waktu (s)


0

5

10

15

20

25

30

35

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Tem

pe

ratu

r (◦

C)

Waktu (s)


21

22

23

24

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Tem

pe

ratu

r (◦

C)

Waktu (s)


24.5

25

25.5

26

26.5

27

27.5

28

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Tem

pe

ratu

r (◦

C)

Waktu (s)


14

Analisa Hasil

Setelah dilakukan pengolahan data pada percobaan Calori Work dengan

bantuan Least Square, praktikan mendapatkan hasil antara lain: persamaan garis lurus

tiap tegangan, kapasitas panas kawat tiap tegangan, dan jenis kawat konduktor yang

digunakan

Untuk persamaan garis lurus, pada tegangan V1 diperoleh persamaan garis

lurusnya y = 0,05x + 22,4. Pada tegangan V2 diperoleh hasil persamaan y = 0,704x +

12,81. Dan pada tegangan V3 diperoleh hasil persamaan y = 0,069x + 25,4. Untuk

kapasitas panas kawat, pada tegangan V1 diperoleh C = 255,74 J/Kg◦C, pada

tegangan V2 diperoleh C = 189,28 J/Kg◦C, dan pada tegangan V3 diperoleh C =

86,56 J/Kg◦C

Untuk mencari jenis kawat apa yang digunakan dalam percobaan, praktikan

menggunakan nilai kalor jenis kawat, dimana setelah melakukan pengolahan data

diperoleh nilai kalor jenis rata-rata kawat sebesar 177,19 J/Kg◦C. Hasil ini mendekati

nilai kalor jenis kawat timah hitam yang mana memiliki nilai kalor jenis sebesar 140

J/Kg◦C. Pada percobaan ini diperoleh kesalahan literatur sebesar 26,5%.

KESIMPULAN

Setelah melakukan percobaan, pengambilan data, pengolahan data, dan pembuatan

grafik, diperoleh hasil:

Persamaan garis pada V1 : y = 0,05x + 22,4



Kapasitas panas kawat V1 : C = 255,74 J/Kg◦C



15

Dari hasil perhitungan kapasitas panas kawat yang didapat, diperoleh kapasitas panas

kawat rata-rata sebesar 𝟏𝟕𝟕, 𝟏𝟗 J/Kg◦C. Berdasarkan hasil literatur, nilai kalor jenis

kawat ini mendekati kawat timah hitam dengan kalor jenis 140 J/Kg◦C sehingga dapat

disimpulkan jenis kawat yang digunakan dalam percobaan ini adalah kawat timah

hitam dengan kesalahan literatur sebesar 26,5 J/Kg◦C.

laporan rlab kr02

Documents