Abstrak

Deka Rahmadanli, Mohammad Ardi, Roby Gunawan Baskoro. Tahun

2013. Dengan percobaan “Tara Kalor Lisrik”, dibimbing oleh Qori Amrina.

Telah dilakukan praktikum pada hari Rabu 3 April 2013 pukul 16:00.

Praktikum ini bertempat di Laboratorium Fisika Dasar Lantai 3 Gedung C

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Mulawarman,

Samarinda, Kalimantan timur.

Tujuan praktikum ini adalah memahami fungsi kerja masing-masing alat yang

digunakan dalam percobaan, mempelajari proses kenaikan suhu dalam proses

kerja kalorimeter, memahami macam-macam rambatan kalor.

Percobaan ini dilakukan dengan cara mengaduk-aduk air yang dipanaskan

didalam kalorimeter dengan menggunakan voltmeter dan amperemeter yang

disambungkan pada rangkaian hingga suhu air yang ada didalam kalorimeter

mengalami perubahan suhu dan dicatat suhu perubahan tersebut.

Dalam praktikum ini didapatkan hasil bahwa Saat mengaduk kalorimeter,

pengaduk tidak boleh mengenai dinding maupun dasar tabung. Dikarenakan

apabila pengaduk mengenai dinding maupun dasar tabung, panas yang didapat

bukan berasal dari sumber listrik tetapi bersumber dari gaya gesek antara batang

pengaduk dengan dasar maupun dinding tabung. Apabila itu terjadi, maka akan

menyebabkan pelencengan dari harga atau data yang sebenarnya.

Kata kunci : kalorimeter, batang pengaduk, voltmeter, suhu, dan

amperemeter.

ABSTRACT

Deka Rahmadanli, Mohammad Ardi, Roby Gunawan Baskoro.

Year 2012. In the “WHILE ELECTRICAL HEAT”. Guided by Qori Amrina

assistant.

Have done practicum April 3, 2013 at 16:00 am, on Wednesday, and

housed in the Laboratory of Physics Building C Level 3 Faculty of Mathematics

and Natural Sciences University Mulawarman, Samarinda, East Kalimantan. 

The purpose of this lab is to understand the work finction of each tool used

in the experiment, studying the process of temperature rise in the calorimeter

work process, to understand the kinds of the propogation.

The experiment was carried out by stirring the water that is heated in the

calorimeter by using a voltmeter and an ammeter connected in the circuit until the

temperature of the water present in the calorimeter temperature change and

recorded the temperature changes.

In this lab showed that whe stirring the calorimeter, the stirrer should not

be on the wall or bottom of the tube. Because if the agitator on the walls and

bottom of the tube, heat is obtained not from the power source but the source of

friction between the rodwith the foundation and walls of the tube. If that happens,

it will drifted of the price or the actual.

Keywords: calorimeter, stir bar, voltmeter, temperature, and ammeters.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kapasitas kalor adalahbanyaknya kalor yang dibutuhkan oleh zat untuk

menaikkan suhu 1°C (satuan kalori/°C) sedangkan kalor jenis adalah

banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan 1 satuan massa sebuah zat

sebesar 1° (satuan kalori/gram °C atau kkal /Kg°C)

Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat

secara umum untuk mendeteksi adanya kaloryang dimiliki oleh suatu benda

yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut jika suhunya tinggi maka kalor

yang dikandung oleh suatu zat sangat besar,begitupula sebaliknya.;

Kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu yang tinggi ke suhu

yang lebih rendah.jika suatu benda menerima atau melepaskan kalor maka

suhu benda itu akan naik atau turun ataupun wujud benda itu berubah.

Kemampuan suatu zat atau benda dalam menyerap kalor berbeda – beda hal

ini terjadi karena perbedaan kalor jenisnya yang menyatakan berapa jumlah

kalor yang dapat diterima setiap kilogram benda dan kenaikkan suhunya untuk

menghitung jumlah perpindahan energi kalor ke energi listrik dansebaliknya

hal ini yang disebut tara kalor listrik

Teori yang melandasi tentang tara kalor listrik ini adalah hukum

jouledanasas black. Dimana suatu energi dapat berubah bentuk ke bentuk

energi lain sehingga dikenal sebagai kesetaraan antara panas dengan energi

mekanik atau energi listrik

Pada percobaan Kali ini akan mengamati perubahan suhu dari

sebuah zat dengan menggunakan arus listrik. Dan untuk melengkapi

praktikum ini yang berisi laporan dari hasil praktikum yang telah dilakukan

dan beberapa tinjauan materi yang menunjang

1.2 Tujuan Percobaan

1. Memahami perpindahan kalor akibat perbedaan suhu

2. Menentukan tarakalor listrik dengan menggunakan kalorimeteer

3. Memahami definisi dari kapasitas kalor kalorimeter

1.3 Manfaat Percobaan

1. Dapat mengetahui perpindahan kalor yang dipengaruhi suhu dan

temperatur

2. Dapat mengetahui tara kalor listrik dengan menggunakan kalorimeter

3. Dapat mengetahui dan menentukan definisi dari kapasitas kalor

kalorimeter

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Hukum kekekalan energi

Seorang ilmuan inggris yang merumuskan hukum kekekalan energi

yaitu “energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan ia adalah seorang

ilmuan yang (kalori) tak lain adalah suatu bentuk energi, dengan demikian dia

berhasil mematahkan teori kalorik, teori yang menyatakan panas sebagai zat alir.

Energi listrik dapat diubah menjadi panas dengan mengalirkan arus listrik melalui

kawat pemanas. Jika kawat panas dimasukkan kedalam cairan yang lebih dingin

maka akan terjadi perubahan panas dari kawat ke cairan menurut Azaz Black,

kalor yang ditimbulkan oleh arus listrik sama dengan kalor yang diserap cairan

bersama-sama wadah dan peralatan lainnya (Zemansky, Sears. 1982).

Apa bila suhu berbagai jenis benda di naikkan dengan yang sama, ternyata setiap

benda menyerap energy kalor dengan besar berbeda. Salah satu contohnya adalah

empat buah bola masing – masing terbuat dari aluminium,besi,kuningan dan

timah yang memiliki masa sama di tempatkan dalam boaker glass yang berisi air

mendidih, setelah 15 menit,keempat bola tersebut akan mencapai kesetimbangan

termal dengan air dan akan memiliki suhu yang sama dengan suhu air,kemudian

keempat bola di angkat dan di tempatkan diatas kepingan parafin, bola kuningan

hanya melelehkan parakin seagian sehingga bola tersebut masuk sampai

kedalaman tertentu,namun tidak sampai menembus parakin (Zemansky, Sears.

1982).

Berdasarkan fenomena tersebut,kalor jenis suatu benda didifinisikan sebagai

jumlah kalor yang di perlukan untuk menaikkan suhu 1 kg suatu zat sebesar 1 k.

kalor yang jenis ini merupakan sifat khas suatu benda yang menunjukkan

kemampuannya untuk menyerap kalor, pada perubahan suhu yang sama

(Zemansky, Sears. 1982).

Bandingkan dengan kalor jenis zat-zat lain. Air memiliki kalor jenis tebesar

dibandingkan dengan zat-zat yang lain, ini berarti bahwa air memerlukan kalor

yang lebih banyak dari pada zat-zat lain untuk massa dan kenaikan suhu yang

sama. Air juga melepaska kalor yang lebih besar dibandingkan dengan zat-zat

lain jika suhunya diturunkan (Zemansky, Sears. 1982).

Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat

dimusnahkan dan diciptakan melainkan hanya dapat diubah dari suatu bentuk

energi ke bentuk energi yang lain, misalnya energi listrik dapat diubah menjadi

panas maupun sebalikny. Sehingga dikenal adanya kesetaraan antara panas

dengan energi listrik kesetaraan panas – energi mekanik pertama diukur oleh joule

dengan mengambil energi mekanik benda jatuh untuk mengaduk air dalam

kalorimeter sehingga air menjadi panas dengan cara mengalirkan arus listrik pada

suatu kawat tahanan yang tercelup dalam air yang berada didalam kalorimeter.

Secara matematis dituliskan

................................................(2.1)

Keterangan:

W=energi listrik (joule)

V = tegangan listrik (volt)

I=kuat arus listrik (ampere)

t= waktu (sekon)

2.2 Kalorimeter

W = V.I.t

Gambar 2.1. Kalorimeter

Kalorimeter adalah jenis zat dalam pengukuran panas dari reaksi kimia

atau perubahan fisik. Kalorimetri termasuk penggunaan kalorimeter. Kata

kalormetri berasal dari bahasa latin yaitu calor, yang berarti panas. Kalorimetri

tidak langsung (indirect calorimetry) menghitung panas pada makhluk hidup yang

memproduksi karbon dioksida dan buangan nitrogen (ammonia, untuk organisme

perairan, urea, untuk organisme darat) atau konsumsi oksigen. Lavoisier (1780)

menyatakan bahwa produksi panas dapat diperkirakan dari konsumsi oksigen

dengan menggunakan regresi acak. Hal ini membenarkan teori energi dinamik.

Pengeluaran panas oleh makhluk hidup ditempatkan di dalam kalorimeter untuk

dilakukan langsung, di mana makhluk hidup ditempatkan di dalam kalorimeter

untuk dilakukan pengukuran. Jika benda atau sistem diisolasi dari alam, maka

temperatur harus tetap konstan. Jika energi masuk atau keluar, temperatur akan

berubah. Energi akan berpindah dari satu tempat ke tempat yang disebut dengan

panas dan kalorimetri mengukur perubahan suatu tersebut. Bersamaan dengan

kapasitas dengan kapasitas panasnya, untuk menghitung perpindahan panas.

(Petrucci,1987).

Pengukuran jumlah kalor reaksi yang diserap atau dilepaskan pada suatu

reaksi kimia dengan eksperimen disebut kalorimetri. Sedangkan alat yang

digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan adalah

kalorimeter. Dengan menggunakan hukum Hess, kalor reaksi suatu reaksi kimia

dapat ditentukan berdasarkan data perubahan entalpi pembentukan standar, energi

ikatan dan secara eksperimen. Proses dalam kalorimeter berlangsung secara

adiabatik, yaitu tidak ada energi yang lepas atau masuk dari luar ke dalam

kalorimeter. (Petrucci,1987).

Kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu kalorimeter sebesar 1 °C

pada air dengan massa 1 gram disebut tetapan kalorimetri (Petrucci,1987).

Dalam proses ini berlaku azas Black yaitu:

......................................................................(2.2)Q lepas = Q terima

.....................................(2.3)

...................................(2.4)

keterangan:

m1 = massa air panas

m2 = massa air dingin

c = kalor jenis air

C = kapasitas kalorimeter

Tp = suhu air panas

Tc = suhu air campuran

Td = suhu air dingin

2.2 Kalorimetri

Kalorimetri adalah ilmu dalam pengukuran panas dari reaksi kimia atau

perubahan fisik. Kalorimetri termasuk penggunaan kalorimeter. Kata kalorimetri

berasal dari bahasa Latin yaitu calor, yang berarti panas.

Kalorimetri tidak langsung (indirect calorimetry) menghitung panas pada

makhluk hidup yang memproduksi karbondioksida dan buangan nitrogen

(ammonia, untuk organisme perairan, urea, untuk organisme darat) atau konsumsi

oksigen. Lavosier (1780) mengatakan bahwa produksi panas dapat diperkirakan

dari konsumsi oksigen dengan menggunakan regresi acak. Hal itu membenarkan

teori energi dinamik. Pengeluaran panas oleh makhluk hidup juga dapat dihitung

oleh perhitungan kalorimetri langsung (direct calorymetry), dimana makhluk

hidup ditempatkan didalam kalorimeter untuk dilakukan pengukuran. Jika benda

atau sistem diisolasi dari alam, maka temperatur harus tetap konstan. Jika energi

masuk atau keluar, temperatur akan berubah. Energi akan berpindah dari satu

tempat ke tempat lainnya yang disebut dengan panas dan kalorimetri mengukur

perubahan suhu tersebut, bersamaan dengan kapasitas panasnya, untuk

menghitung perpindahan panas.

Q air panas = Q air dingin + Q kalorimeter

m1 c (Tp – Tc) = m2 c (Tc – Td) + C(Tc – Td)

Kalorimetri adalah pengukuran panas secara kuantitatif yang masuk

selama proses kimia. Kalorimeter adalah alat untuk mengukur panas dari reaksi

yang dikeluarkan. Berikut adalah gambar kalorimeter yang kompleks dan yang

sederhana. Kalorimetri adalah pengukuran kuantitas perubahan panas. Sebagai

contoh, jika energi dari reaksi kimia eksotermal diserap air,perubahan suhu dalam

air akan mengukur jumlah panas yang ditambahkan.Kalorimeter digunakan untuk

menghitung energi dari makanan dengan membakar makanan dalam atmosfer dan

mengukur jumlah energi yang meningkat dalam suhu kalorimeter.Bahan yang

masuk kedalam kalorimetri digambarkan sebagai volume air, sumber panas yang

dicirikan sebagai massa air dan wadah atau kalorimeter dengan massanya dan

panas spesifik. Keseimbangan panas diasumsikan setelah percobaan perubahan

suhu digunakan untuk menghitung energi tercapai.

Kalor adalah berbentuk energi yang menyebabkan suatu zat

memiliki suhu. Jika zat menerima kalor, maka zat itu akan mengalami suhu

hingga tingkat tertentu sehingga zat tersebut akan mengalami perubahan wujud,

seperti perubahan wujud dari padat menjadi cair. Sebaliknya jika suatu zat

mengalami perubahan wujud dari cair menjadi padat maka zat tersebut akan

melepaskan sejumlah kalor. Dalam Sistem Internasional (SI) satuan untuk kalor

dinyatakan dalam satuan kalori (kal), kilokalori (kkal), atau joule (J) dan kilojoule

(kj).

1 kilokalori= 1000 kalori

1 kilojoule= 1000 joule

1 kalori = 4,18 joule

2.4 Kalor Jenis

Kalor jenis secara fisis berati jumlah energi yang dibutuhkan tiap suatu

satuan massa zat agar temperaturnya berubah. Dengan kata lain jumlah kalor Q

yang dibutuhkan suatu benda dengan benda lain berbeda satu sama lain

Kalor itu sendiri merupakan jumlah energi yang dipindahkan antar benda

yang memiliki suhu yang berbeda. Secara sponta kalor mengalir dari suatu benda

yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu lebih rendah. Satuan umum

untuk kalor adalah kal dan dapat didefinisika sebagai jumlah kalor yang

dihasilkan untuk menaikkan suhu setiap 1 gram air sebesar 1 derajat celcius.(

Zemanky, 2002)

Jenis bendaKalor jenis (C)

J/KgC Kkal/KgC

air 4180 1,00

alkohol 2400 0,57

ES 2100 0,50

kayu 1700 0,40

alumunium 900 0,22

marmer 860 0,20

kaca 840 0,20

Besi/baja 450 0,11

Tembaga 390 0,093

Perak 230 0,056

Raksa 140 0,034

Tabel 2.1 Tabel kalor jenis beberapa zat

Perpindahan tenaga yang timbul karena perbedaan temperatur diantara

bagian-bagian yang berdekatan dari sebuah benda dinamakan hantaran kalor (heat

conduction). Tinjaulah sebuah lempeng bahan yang luas penampangnya A dan

tebalnya ∆x, yang permukaan-permukaannya dipegang pada temperatur-

temperatur yang berbeda. Ketika mengukur kalor ∆Q yang mengalir di dalam arah

tegak harus pada permukaan-permukaan tersebut di dalam waktu ∆t. Eksperimen

memperlihatkan bahwa ∆Q adalah sebanding dengan ∆t dan sebanding dengan

luas penampangnya untuk suatu perbedaan temperatur ∆T yang diberikan, dan

bahwa ∆Q adalah sebanding dengan ∆T/∆x untuk suatu ∆t dan A yang diberikan,

asalkan ∆T dan ∆x adalah kecil.(Haliday, 1978)

Sebuah zat yang mempunyai konduktivitas termal K yang besar adalah

penghantar kalor yang baik; zat yang mempunyai konduktivitas termal K yang

kecil adalah penghantar kalor yang jelek, atau sebuah isolator termal yang baik.

Nilai dari K bergantung pada temperatur, yang bertambah besar sedikit dengan

temperatur yang semakin bertambah, tetapi K secara praktis dapat diambil sebagai

konstanta diseluruh zat jika perbedaan temperatur diantara bagian-bagian zat

tersebut tidak terlalu besar.

Karena perubahan C sangat kecil, maka seringkali dianggap konstan dan kalor

dirumuskan

.................................................(2.5)

Tabel diatas diperoleh pada kondisi tekanan tahap 1 atau temperatur ruang,

maka seringkali C diatas lebih lengkap sebagai Cp yaitu kalor jenis zat pada

tekanan tetap. Ada juga yang disebut jenis zat pada volume tetap Cu. Nilai DT

disini merupakan selisih positif dari perubahan temperatur dalam celcius, namun

nilainya setara dengan selisih temperatur dalam kelvin.

Kalor jenis dikenal juga kapasitas kalor pada prinsipnya tidak ada

perbedaan makna fisis yang signifikan pada kedua besaran ini (c dan C).

C(kapasitas kalor) digunakan untuk keperluan praktis mengingat pada umumnya

digunakan massa zat tidak persis 1 gram sehingga perlu definisi lain yang

melibatkan langsung faktor massa yang terlibat sehingga

......................................................(2.6)

Sehingga C berati mewakili seluruh massa zat yang terlibat pada

pertukaran kalor (ishaq,2007)

Kalorimeter sesungguhnya hanyalah sebuah wada dimana pencampuran

dua zat atau lebih dapat berlangsung pada keadaan yang mendekati keadaan ideal

yaitu keadaan yang tidak memungkinkan zat lain (atau lingkungannya)

berinteraksi kedalam sistem pencampuran tersebut sehingga pertukaran kalor

mendekati sempurna. (Ishaq,2007)

2.3 Jenis Kalorimeter

Q=m.C.∆T

C=m.c

Berdasarkan jenisnya, kalorimeter dibedakan menjadi:

2.3.1 Kalorimeter bom

Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah

kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2

berlebih) suatu senyawa, bahan makanan, bahan bakar. Sejumlah sampel

ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor

(kalorimeter), dan sampel akan terbakar oleh api listrik dari kawat logam

terpasang dalam tabung. Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke

lingkungan, maka :

..........................(2.7)

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus :

........................................(2.8)

dengan :

m = massa air dalam kalorimeter ( g )

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J / g.oC ) atau ( J / g. K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus :

........................................(2.8)

dengan :

Cbom = kapasitas kalor bom ( J / oC ) atau ( J / K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Qreaksi = – (Qair + Qbom )

Qair = m x c x DT

Qbom = Cbom x DT

Contoh kalorimeter bom adalah kalorimeter makanan.

Gambar 2.2. Kalorimeter makanan.

2.3.2 Kalorimeter larutan

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah

kalor yang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan misalnya reaksi

netralisasi asam – basa / netralisasi, pelarutan dan pengendapan. Pada dasarnya,

kalor yang dibebaskan/diserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter.

Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor

reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut. Kini kalorimeter larutan dengan

ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran. Pada kalorimeter ini, kalor

reaksi sama dengan jumlah kalor yang diserap / dilepaskan larutan sedangkan

kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan; diabaikan.

....................(2.9)

...................(2.10)

Qreaksi = – (Qlarutan + Qkalorimeter )

Qkalorimeter = Ckalorimeter x DT

dengan :

Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J / oC ) atau ( J / K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil maka dapat diabaikan

sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu

larutan dalam kalorimeter.

2.4 Kapasitas panas jenis lanten

Kapasitas panas jenis laten adalah energi atau panas yang diperlukan atau

dikeluarkan untuk mengubah satu unit massa suatu zat dari suatu keadaan ke

keadaan lain pada suatu temperatur suhu. Kapasitas kalor adalah banyaknya panas

yang diperlukan untuk menaikan temperatur suatu benda sebesar satu derajat

celcius. Kapasitas kalor jenis adalah perbandingan panas yang diberikan pada

satuan massa suatu bahan terhadap kenaikan temperatur yang diakibatkannya.

Ada 3 macam wujud zat, yaitu :

a. Zat cair adalah zat dalam keadaan cair, memiliki volume tetap, tetapi

bentuk berubah sesuai wadahnya.

b. Zat padat adalah zat yang memiliki bentuk dan volume yang tetap

c. Zat gas adalah zat yang memiliki bentuk dan volume yang dapat berubah-

ubah.

Apabila suhu berbagi jenis benda dinaikkan dengan yang sama, ternyata

setiap benda menyerap energi kalor dengan besar yang berbeda, salah satu

contohnya adalah empat buah bola masing-masing terbuat dari aliminium, besi,

kuningan, dan timah yang memiliki massa sama ditempatkan dalam boaker glass

yang berisi air mendidih, setelah 15 menit, keempat bola tersebut akan mencapai

kesetimbangan termal dengan air dan akan memiliki suhu yang sama dengan suhu

air, kemudian keempat bola diangkat dan ditempatkan diatas kepingan paraffin,

bola kuningan hanya melelehkan sebagian paraffin sehingga bola tersebut masuk

sampai kedalaman tertentu, namun tidak sampai menembus parafin. (Bruce,

Frederick J. 2007).

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Waktu dan Tempat

Praktikum Fisika dasar ini dilaksanakan pada tanggal 3 april 2013 pukul

16.00 – 18.00 WITA. Bertempat di Laboratorium Fisika dasar Gedung C

Lantai 3. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas

Mulawarman, Samarinda.

3.2 Alat dan bahan

3.2.1 Alat

1. Powwer Supply

2. Termometer

3. Stopwatch

4. Kalorimeter lengkap dengan pengaduk

5. Amperemeter

6. Voltmeter

7. Tiang Statis

8. Kabel Penghubung

9. Neraca Ohaus

3.2.2 Bahan

1. Air

3.3 Prosedur percobaan

1. Ditentukan Massa kalorimeter (kalorimeter lengkap dengan pengaduk

serta elemen teknis) dengan neraca ohaus

2. Ditentukan harga c denganpersamaan C=Mkalckal(Ckal sama dengan

logam penyusun kalorimeter)

3. Ditentukan massa air (anggap massa jenis air Pair= 1 gr/cm3 Sehingga

volume air yang dipakai sama dengan massa)

4. Dibuat rangkaian percobaan seperti pada gambar 3.1

5. Diatur tahana geser agar amperemeter menunjukkan harga sesuai

petunjuk assisten

6. Diaduk dalam kalorimeter secara perlahan dan dicatat suhu termometer

sehingga suhu T1°C

7. Dipercobaan dihentikan setelah kenaikkan suhu kalorimeter sebesar

2°C yang dicatat sebagai suhu akhir T2°C catat waktu yang diperlukan

untuk menaikkan suhu tersebut

8. Dihubungkan rangkaian ke sumber listrik dan usahakan arus yang

diatur konstan dengan menggeser – geser tahanan. Dicatat perubahan

voltmeter

9. Dilakukan percobaan tersebut sebanyak 5 kali

Gambar 3.1 Rangkaian tara kalor listrik

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Pengamatan

No. Massa (kg)Arus

(A)

Volt

(V)

T1

(°C)

T2

(°C)

∆T

(°C)

t1

(s)

t2

(s)

∆t

(s)

1. 0,12876 4,3 5 30 32 2 0 10,9 10,9

2. 0,12876 4,3 5 32 34 2 10,9 55,9 45

3. 0,12876 4,3 5 34 36 2 55,9 105,3 49,4

4. 0,12876 4,3 5 36 38 2105,

3171,1 65,8

5. 0,12876 4,3 5 38 40 2171,

1235,4 64,3

4.2 Analisis Data

4.2.1 Energi Listrik

4.2.1.1 Perhitungan Tanpa KTP

W1 = V1 . I1 . ∆t1

= 5 . 4,3 . 10,9

= 234,35 joule

W2 = V2 . I2 . ∆t2

= 5 . 4,3 . 45

= 967,5 joule

W3 = V3 . I3 . ∆t3

= 5 . 4,3 . 49,4

= 1062,1 joule

W4 = V4 . I4 . ∆t4

= 5 . 4,3 . 65,8

= 1414,7 joule

W5 = V5 . I5 . ∆t5

= 5 . 4,3 . 64,3

= 1302,45 joule

4.2.1.2 perhitungan dengan KTP

∆t = 12

. Nst Voltmeter

= 12

. 4,5 = 0,25

∆V= 12

. Nst Amperemeter

= 12

. 0,1 = 0,05

∆I = 12

. Nst Stopwatch

= 12

. 0,01 = 0,05

∆ W 1=√( JWJV

∆ V )2

+( JWJI

∆ I )2

+( JWJt

∆ t)2

=√(I 1 .t 1 .∆ V )2+(V 1 .t 1 .∆ I )2+(V 1 . I 1 .∆ t )2

= √ {( 4,3.10,9 .0,25 )2+(5 .10,9 .0,05 )2+(5 .4,3.0,005 )2 } = √¿¿

=√ 137,36+7,40+0,01

= √144,77

= 12,032 Joule

∆ W 2=√( JWJV

∆ V )2

+( JWJI

∆ I )2

+( JWJt

∆ t)2

=√(I 2 .t 2 .∆ V )2+(V 2 .t 2 . ∆ I )2+(V 2 . I 2 .∆ t )2

= √ (4,3 .45 .0,25 )2+(5 .45 .0,05 )2+(5 .4,3.0,005 )2

= √¿¿

=√ 2339,66+126,56+0,01

= √2466,23

= 49,661 Joule

∆ W 3=√( JWJV

∆V )2

+( JWJI

∆ I )2

+( JWJt

∆ t)2

=√(I 3 .t 3 . ∆V )2+(V 3 . t3 . ∆ I )2+( V 3. I 3 .∆ t )2

= √ (4,3 .49,4 .0,25 )2+ (5 .49,4 .0,05 )2+ (5 .4,3 .0,005 )2

= √¿¿

=√ 2819,61+152,52+0,01

= √2972,14

= 54,517 Joule

∆ W 4=√( JWJV

∆ V )2

+( JWJI

∆ I )2

+( JWJt

∆ t)2

=√(I 4 . t 4 . ∆V )2+(V 4 . t 4 . ∆ I )2+( V 4 . I 4 . ∆ t )2

= √ (4,3 .65,8 .0,25 )2+(5 .65,8.0,05 )2+ (5 .4,3 .0,005 )2

= √¿¿

=√ 5002,73+270,60+0,01

= √5273,43

= 72,61 Joule

∆ W 5=√( JWJV

∆V )2

+( JWJI

∆ I )2

+( JWJt

∆ t)2

=√(I 5 .t 5 . ∆V )2+(V 5 . t5 . ∆ I )2+( V 5. I 5 .∆ t )2

= √ (4,3 .64,3 .0,25 )2+(5 .64,3.0,05 )2+ (5 .4,3 .0,005 )2

= √(69,12)+(16,07 )2+(0,10)2

=√ 4777,57+258,24+0,01

= √5035,82

= 70,96 Joule

4.2.1.3 KTP Mutlak

W 1 ± ∆ W 1=(234,35 ± 12,032 ) joule

W 2 ± ∆ W 2= (967,5 ± 49,661 ) joule

W 3 ± ∆ W 3= (1062± 54,517 ) joule

W 4± ∆W 4= (1414,7 ±72,61 ) joule

W 5 ± ∆ W 5= (1382,45± 70,96 ) joule

4.2.1.4 KTP Relatif

∆ W 1

W 1

=12,032234,35

×100 %=0,51 %

∆ W 2

W 2

=49,661967,5

× 100 %=0,051 %

∆ W 3

W 3

=54,51710621

× 100 %=0,051 %

∆ W 4

W 4

= 72,611414,7

×100 %=0,051 %

∆ W 5

W 5

= 70,961382 , 45

×100 %=0,051 %

4.2.2 Daya Listrik

4.2.2.1 Perhitungan Tanpa KTP

P1=V 1 . I 1 = 5 . 4,3 = 21,5 watt

P2=V 2 . I 2 = 5 . 4,3 = 21,5 watt

P3=V 3 . I3 = 5 . 4,3 = 21,5 watt

P4=V 4 . I 4 = 5 . 4,3 = 21,5 watt

P5=V 5 . I5 = 5 . 4,3 = 21,5 watt

4.2.2.2 Perhitungan Dengan KTP

∆t = 12

. Nst Voltmeter

= 12

. 4,5 = 0,25

∆V= 12

. Nst Amperemeter

= 12

. 0,1 = 0,05

ΔP1 = √( JPJV

∆ V )2

+( JPJI

∆ I )2

¿√ ( I 1 . ∆ V )2+(V 1 . ∆ I )2

= √ (4,3 .0,25 )2+(5 .0,05 )2

= √101,50+0,06

= √101,56

= 10.08 watt

ΔP1 = √( JPJV

∆ V )2

+( JPJI

∆ I )2

¿√ ( I 1 . ∆ V )2+(V 1 . ∆ I )2

= √ (4,3 .0,25 )2+(5 .0,05 )2

= √101,50+0,06

= √101,56

= 10.08 watt

ΔP1 = √( JPJV

∆ V )2

+( JPJI

∆ I )2

¿√ ( I 1 . ∆ V )2+(V 1 . ∆ I )2

= √ (4,3 .0,25 )2+(5 .0,05 )2

= √101,50+0,06

= √101,56

= 10.08 watt

ΔP1 = √( JPJV

∆ V )2

+( JPJI

∆ I )2

¿√ ( I 1 . ∆ V )2+(V 1 . ∆ I )2

= √ (4,3 .0,25 )2+(5 .0,05 )2

= √101,50+0,06

= √101,56

= 10.08 watt

ΔP1 = √( JPJV

∆ V )2

+( JPJI

∆ I )2

¿√ ( I 1 . ∆ V )2+(V 1 . ∆ I )2

= √ (4,3 .0,25 )2+(5 .0,05 )2

= √101,50+0,06

= √101,56

= 10.08 watt

4.2.2.3 KTP Mutlak

P1 ± ∆ P1=(21,5 ±10,08 )watt

P2 ± ∆ P2=(21,5 ±10,08 ) watt

P3 ± ∆ P3=(21,5 ±10,08 ) watt

P4 ± ∆ P4=(21,5 ±10,08 ) watt

P5 ± ∆ P5=(21,5 ±10,08 ) watt

4.2.2.4 KTP Relatif

∆ P1

P1

×100 %=10,0821,5

× 100 %=0,46 %

∆ P2

P2

×100 %=10,0821,5

× 100 %=0,46 %

∆ P3

P3

×100 %=10,0821,5

× 100 %=0,46 %

∆ P4

P4

×100 %=10,0821,5

×100 %=0,46 %

∆ P5

P5

×100 %=10,0821,5

× 100 %=0,46 %

4.2.3 Energi Kalor

4.2.3.1 Perhitungan Tanpa KTP

Keterangan:

c = kalor jenis air = 0,86 J/g °C

C = Kapasitas kalor = 2,4 x 102 J/°C

ΔT= Selisih Suhu

Q = m.c.ΔT.c.ΔT

Q1 = m.c.∆T + C.∆T

= 0,12874 . 0,86 . 2 + 2,4 x 102 . 2

= 0,2214 + 480

= 480,2214 Joule

Q2 = m.c.∆T + C.∆T

= 0,12874 . 0,86 . 2 + 2,4 x 102. 2

= 0,2214 + 480

= 480,2214 Joule

Q3 = m.c.∆T + C.∆T

= 0,12874 . 0,86 . 2 + 2,4 x 102. 2

= 0,2214 + 480

= 480,2214 Joule

Q4 = m.c.∆T + C.∆T

= 0,12874 . 0,86 . 2 + 2,4 x 102. 2

= 0,2214 + 480

= 480,2214 Joule

Q5 = m.c.∆T + C.∆T

= 0,12874 . 0,86 . 2 + 2,4 x 102. 2

= 0,2214 + 480

= 480,2214 Joule

4.2.3.2 Perhitungan Dengan KTP

Keterangan:

ΔM = 13

. nst Neraca ohauss

= 13

. 100 gr

= 3,33 x10−3 gr

= 3,33 x10−6 kg

ΔT = 13

. nst termometer

= 13

. 1

= 0,33°C

∆ Q1=√( JQJM

. ∆ M )2

+( JQJ ∆ T

. ∆ T )2

¿√ (( ∆ T (c .C+C ) ) ∆ M )2+ ( (c . m+c ) ∆ T )2

¿ {((2 (0,86 .2,4 x102 )) 0 ,33 x10−6 )2+( (0,86 x 0,12874+2,4 x 102 ) .0 ,33 )2}

12

= { (892,8 .3,33 x 10−6 )2+(240,1107 .0,33 )2}12

= {( 0,002973 )2+ (766,248 )2 }12

= {0,000008838+6278,3437 }12

¿ {6278,3437 }12

= 79,236 Joule

∆ Q2=√( JQJM

. ∆ M )2

+( JQJ ∆ T

. ∆ T )2

¿√ (( ∆ T (c .C+C ) ) ∆ M )2+ ( (c . m+c ) ∆ T )2

¿ {((2 (0,86 .2,4 x102 )) 0 ,33 x10−6 )2+( (0,86 x 0,12874+2,4 x 102 ) .0 ,33 )2}

12

= { (892,8 .3,33 x 10−6 )2+(240,1107 .0,33 )2}12

= {( 0,002973 )2+ (766,248 )2 }12

= {0,000008838+6278,3437 }12

¿ {6278,3437 }12

= 79,236 Joule

∆ Q3=√( JQJM

. ∆ M )2

+( JQJ ∆ T

. ∆ T )2

¿√ (( ∆ T (c .C+C ) ) ∆ M )2+ ( (c . m+c ) ∆ T )2

¿ {((2 (0,86 .2,4 x102 )) 0 ,33 x10−6 )2+( (0,86 x 0,12874+2,4 x 102 ) .0 ,33 )2}

12

= { (892,8 .3,33 x 10−6 )2+(240,1107 .0,33 )2}12

= {( 0,002973 )2+ (766,248 )2 }12

= {0,000008838+6278,3437 }12

¿ {6278,3437 }12

= 79,236 Joule

∆ Q4=√( JQJM

. ∆ M )2

+( JQJ ∆T

. ∆T )2

¿√ (( ∆ T (c .C+C ) ) ∆ M )2+ ( (c . m+c ) ∆ T )2

¿ {((2 (0,86 .2,4 x102 )) 0 ,33 x10−6 )2+( (0,86 x 0,12874+2,4 x 102 ) .0 ,33 )2}

12

= { (892,8 .3,33 x 10−6 )2+(240,1107 .0,33 )2}12

= {( 0,002973 )2+ (766,248 )2 }12

= {0,000008838+6278,3437 }12

¿ {6278,3437 }12

= 79,236 Joule

∆ Q5=√( JQJM

. ∆ M )2

+( JQJ ∆ T

. ∆ T )2

¿√ (( ∆ T (c .C+C ) ) ∆ M )2+ ( (c . m+c ) ∆ T )2

¿ {((2 (0,86 .2,4 x102 )) 0 ,33 x10−6 )2+( (0,86 x 0,12874+2,4 x 102 ) .0 ,33 )2}

12

= { (892,8 .3,33 x 10−6 )2+(240,1107 .0,33 )2}12

= {( 0,002973 )2+ (766,248 )2 }12

= {0,000008838+6278,3437 }12

¿ {6278,3437 }12

= 79,236 Joule

4.2.3.3 KTP Mutlak

Q1 ± ∆Q 1=(480,2234 ± 79,235 ) Joule

Q2 ± ∆ Q2=(480,2234 ±79,235 ) Joule

Q3 ± ∆ Q3=(480,2234 ±79,235 ) Joule

Q4 ± ∆ Q4=(480,2234 ±79,235 ) Joule

Q5 ± ∆ Q5=(480,2234 ±79,235 ) Joule

4.2.3.4 KTP Relatif

∆ Q1

Q1

×100 %= 79,236480,2234

× 100 %=16,50 %

∆ Q2

Q2

×100 %= 79,236480,2234

× 100 %=16,50 %

∆ Q3

Q3

×100 %= 79,236480,2234

× 100 %=16,50 %

∆ Q4

Q4

×100%= 79,236480,2234

×100 %=16,50 %

∆ Q5

Q5

×100 %= 79,236480,2234

× 100 %=16,50 %

4.3 Pembahasan

Power supply berfungsi sebagai sumber listrik daripada rangkaian.

Termometer berfungsi mengukur suhu ruangan dan dalam kalorimeter (pada

percobaan digunakan air) yang kemudian dicatat dalam perubahan suhu pada data

pengamatan. Sama seperti halnya termometer stopwatch juga digunakan pada

pencatatan data pengamatan tepatnya waktu, kalorimeter adalah alat utrama dalam

percobaan ini yaitu sebuah wadah dimana dilakukan pemanasan/penaikkan suhu

pada zat yang didalamnya menggunakan sumberlistrik kemudian voltmeter dan

amperemeter berfungsi untuk mengukur tegangan dan kuat arus listrik yang

mengalir pada rangkaian. Neraca berfungsi untuk penimbangan massa zat yang

diisi kedalam kalorimeter. Terakhir tiang statis berfungsi sebagai penggantung

dari termometer sehingga memudahkan dalam pengamatan serta menghindari

bersentuhan dengan tubuh karena dapat mengubah nilai yang ditunjukkan

Penerapan tara kalor listrik dalam kehidupan saat ini sangat luas sekali

contohnya saja pada setrika listrik, kompor listrik pemanas ruangan dll.

Faktor – faktor kesalahan antara lain pengadukan air yang tidak stabil.

Ketidaktepatan dalam membaca/menghitung waktu menggunakan stopwatch &

ketidaktelitian dalam pembacaan skala dari alat – alat percobaan seperti neraca,

voltmeter amperemeter dan termometer

Setelah alat dan bahan disiapkan pertama – tama mengukur massa dari zat

(dalam percobaan ini zat yang digunakan adalah air) menggunakan neraca ohaus

selanjutnya hubungkan rangkaian sesuai yang ditentukan oleh assisten kemudian

lakukan percobaan dengan menghubungkan sumber listrik san mulai

penghitungan waktu dengan stopwatch dan mulai pencatatan setiap perubahan

suhu pada termometer.

BAB V

KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan

1. Untuk menentukan perpindahan kalor akibat perbedaan suhu dengan

menggunakan hukum kekekalan energi dimana dua zat yang suhunya

berbeda di campurkan sehingga terjadi pertukaran kalor diantara kedua zat

tersebut sampai zat tersebut sama

2. Setiap benda memiliki kalor jenis yang berbeda – beda, jadi untuk

menentukan kalor jenis suatu benda didefinisikan sebagai jumlah kalor

yang diperlukan untuk menaikkan suhu

3. Untuk benda tertentu misalnya bejana kalorimeter, akan lebih mudah bila

faktor m dan c dipandang sebagai satukesatuan untuk menentukan jumlah

energi kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu benda.

5.2 Saran

Sebaiknya dibuat variasi dari tegangan listrik yang dialirkan dengan

perubahan suhu air pada kalorimeter, dan dalam persiapan percobaan seperti

mengukur suhu ruangan sebaiknya tidak hanya suhu ruangn yang diperhitungkan

melainkan juga suhu air didalam kalorimeter karena sangatberpotensi mengubah /

terjadi perubahan pada nilai di termometer

DAFTAR PUSTAKA

Bueche, Frederick J.1989.Fisika edisi kedelapan.Jakarta:Erlangga.

Daryanto, 2000 fisika teknik. Erlangga : jakarta

Giancolli Douglas C 1996 Fisika jilid 1 Erlangga : jakarta

Tipler,Paul A. 1991 Fisika untuk sains dan teknik edisi ketiga jakarta : erlangga

Zemasky, Sears 1982 Fisika Universitas jilid 2. Rinka cipta : bandung