Download - Kr02 Muhammad Rifqi
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
1/21
LAPORAN R-LAB
KR02 - Calori Work
Nama : Muhammad Rifqi
NPM : 1406608031
Fakultas : Teknik
Departemen : Teknik Kimia
Kode Praktikum : KR02
Tanggal Praktikum : 10 Maret 2015
Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar (UPP-IPD)
Universitas Indonesia
Depok
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
2/21
I. Tujuan
Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.
II.
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
III. Teori
A. Energi Listrik
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
Dimana
W = energi listrik ( joule )
v = Tegangan listrik ( volt )
i = Arus listrik ( Ampere )
t = waktu / lama aliran listrik ( sekon )
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
3/21
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/grC)
Ta = suhu akhir zat (K)
T= suhu mula-mula (K)
B. Energi Panas (Kalor)
Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk
mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda
tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu jugasebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit.
Dari hasil percobaan, besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda (zat) akan
bergantung pada 3 faktor, yaitu :
1. massa zat
2. jenis zat (kalor jenis)
3. perubahan suhu
Sehingga secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.
Q = m.c. T...........( TiT0)
Dimana :
Q : kalor yang dibutuhkan (J)
m : massa benda (kg)
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
4/21
c : kalor jenis (J/kgC)
T : perubahan suhu (C)
Kalor ada dua jenis, yaitu:
1. Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu
2. Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten), persamaan yang digunakan
dalam kalor laten ada dua macam Q = m.U dan Q = m.L. Dengan U adalah kalor uap
(J/kg) dan L adalah kalor lebur (J/kg)
Pada pembelajaran kalor terdapat dua kosep yang hampir sama, tetapi berbeda, yaitu kapasitas
kalor (H) dan kalor jenis (c). Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk
menaikkan suhu benda sebesar 1 derajat celcius.
H =
Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat
sebesar 1 derajat celcius. Alat yang digunakan untuk menentukan besar kalor jenis adalah
kalorimeter.
C = .
Kedua persamaan di atas dapat digabungkan menjadi :
H = m.c
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
5/21
Gambar 1. Grafik perubahan wujud pada es yang dipanaskan sampai menjadi uap.
Pada Q1 es mendapat kalor dan digunakan menaikkan suhu es, setelah suhu sampai pada
0 oC kalor yang diterima digunakan untuk melebur (Q2), setelah semua menjadi air barulah terjadi
kenaikan suhu air (Q3), setelah suhunya mencapai suhu 100 oC maka kalor yang diterimadigunakan untuk berubah wujud menjadi uap (Q4), kemudian setelah berubah menjadi uap semua
maka akan kembali terjadi kenaikan suhu kembali (Q5).
Hubungan antara Energi Listrik dengan Energi Kalor
Seperti yang dikatakan dalam hukum kekekalan energi, energi tak dapat dimusnahkan
atau dihilangkan, energi hanya dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk lainnya. Energi listrik
dapat diubah menjadi energi kalor dan juga sebaliknya. Di bawah ini adalah hubungan antara
energi listrik dengan energi kalor.
W = Q
V . I . t = m . c .
I . R . I . t = m . c .
Keterangan:
I = Kuat arus listrik (A)
V = Tegangan (Volt)
R = Hambatan (ohm)
t = Waktu yang dibutuhkan (sekon)
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
6/21
m = Massa (kg)
c = Kalor jenis (J/ kgC)
T = Perubahan Suhu (C )
Pada praktikum ini, diterapkan hukum kekekalan energi, yaitu dengan mengkonversikan
energi listrik menjadi energi kalor. 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 bentuk kenaikan
temperatur. Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu zat dinyatakan dengan persamaan:
Q = m . c . T ...(2)
Dimana :
Q = Jumlah kalor yang diperlukan ( kalori atau joule )
m = Massa zat ( gram atau kg )
c = Kalor jenis zat ( kal/groC atau J/kgoC)
T = Perubahan suhu ( oC )
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
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
7/21
Dibawah ini adalah tabel nilai kapasitas kalor dari beberapa benda.
Zat Kalor Jenis
(kal/goC)
Kalor Jenis
(J/goC)
Berat
Molekul
g/mol
Kapasitas
kalor molar
(kal/moloC)
Kapasitas
kalor molar
(J/moloC)
Aluminium 0,215 0,900 27,0 5,82 24,4Karbon 0,121 0,507 12,0 1,46 6,11
Tembaga 0,0923 0,386 63,5 5,85 24,5
Timbal 0,0305 0,128 207 6,32 26,5
Perak 0,0564 0,236 108 6,09 25,5
Tungsten 0,0321 0,134 184 5,92 24,8
Tabel 1. Nilai Cp untuk beberapa benda padat (pada temperatur kamar dan p = 1,0atm)
IV. Prosedur Percobaan
1. Mengktifkan web cam (meng-klik icon video pada halaman web r-Lab).
2. Memberikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor.
3. Menghidupkan power supply dengan mengklik radio button di sebelahnya.
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, menunggu hingga
mendekati temperatur awal saat diberikan V0.
6. Mengulangi langkah 2 hingga 5 untuk tegangan V1, V2 dan V3
V. Hasil dan Evaluasi
Praktikum ini dilakukan dengan empat nilai tegangan yang berbeda, yaitu 0 V; 0.65 V; 1.56-
1.57V; 1.05 V. Pada setiap tegangan dilakukan 10 kali pengukuran dengan perbedaan waktu setiap
pengukukuran 3 detik, sehingga didapatkan total data dari setiap tegangan adalah 10 buah data.
Data hasil percobaan pada setiap tegangan ditunjukan pada tabel 2, tabel 3, tabel 4, dan tabel 5.
Suhu awal adalah suhu pertama sesaat sebelum percobaan dimulai, yaitu 21.5oC sehingga
setiap tegangan yg diukur berbeda, suhu awalnya suhu tersebut. Berikut adalah tabel yang
menggambarkan hubungan antara temperature dan waktu untuk setiap tegangan yang diberikan ke
kawat konduktor
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
8/21
Tabel 2
Hubungan antara Waktu dan Temperatur pada saat Tegangan 0
Tabel 3
Hubungan antara Waktu dan Temperatur pada saat Tegangan 0.65
Waktu (s) I (mA) V (Volt) T (oC) To(oC) T (oC)
3 35.13 0.65 21.621.5 0.1
6 35.13 0.65 21.7 21.5 0.2
9 35.13 0.65 21.8 21.5 0.3
12 35.13 0.65 22.0 21.5 0.5
15 35.13 0.65 22.2 21.5 0.7
18 35.13 0.65 22.3 21.5 0.8
21 35.13 0.65 22.4 21.5 0.9
24 35.13 0.65 22.6 21.5 1.1
27 35.13 0.65 22.7 21.5 1.2
30 35.13 0.65 22.8 21.5 1.3
Waktu (s) I (mA) V (Volt) T (oC) To(oC) T (oC)
3 23.84 0.00 21.521.5 0
6 23.84 0.00 21.5 21.5 0
9 23.84 0.00 21.6 21.5 0.1
12 23.84 0.00 21.6 21.5 0.1
15 23.84 0.00 21.6 21.5 0.1
18 23.84 0.00 21.6 21.5 0.1
21 23.84 0.00 21.6 21.5 0.1
24 23.84 0.00 21.6 21.5 0.1
27 23.84 0.00 21.6 21.5 0.1
30 23.84 0.00 21.6 21.5 0.1
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
9/21
Tabel 4
Hubungan antara Waktu dan Temperatur pada saat Tegangan 1.56-1.57
Waktu (s) I (mA) V (Volt) T (oC) To(oC) T (oC)
3 51.10 1.56 21.8 21.5 0.3
6 51.10 1.57 22.2 21.5 0.7
9 51.10 1.57 23.1 21.5 1.6
12 51.10 1.57 24.1 21.5 2.6
15 51.10 1.57 25.0 21.5 3.5
18 51.10 1.57 25.9 21.5 4.4
21 51.10 1.57 26.7 21.5 5.2
24 51.10 1.57 27.4 21.5 5.9
27 51.10 1.57 28.1 21.5 6.6
30 51.10 1.57 28.7 21.5 7.2
Tabel 5
Hubungan antara Waktu dan Temperatur pada saat Tegangan 1.05
Waktu (s) I (mA) V (Volt) T (oC) To (oC) T (oC)
3 42.09 1.05 22.0 21.5 0.5
6 42.09 1.05 22.2 21.5 0.7
9 42.09 1.05 22.6 21.5 1.1
12 42.09 1.05 23.1 21.5 1.6
15 42.09 1.05 23.4 21.5 1.9
18 42.09 1.05 23.8 21.5 2.3
21 42.09 1.05 24.2 21.5 2.7
24 42.09 1.05 24.5 21.5 3.0
27 42.09 1.05 24.8 21.5 3.3
30 42.09 1.05 25.1 21.5 3.6
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
10/21
Berdasarkan teori didapatkan bahwa energy listrik yang diterima oleh kawat akan diubah
menjadi energy panas (kalor). Hubungan antara kalor dan energy panas ditunjukan oleh
persamaan berikut :
= , sehingga
= =
Persamaan di atas dapat dipandang sebagai sebuah persamaan linear y = a xb, dengan ymenggantikan posisi T, dan
menggantikan posisi x. Dari persamaan di atas, didapatkanpersamaan baru, yakni:
=
Maka nilai c (kalor jenis kawat) dapat diketahui setelah kita mendapatkan nilai a (gradient).
Nilai a dan b dapat didapat dengan menggunakan rumus sebagai berikut.
= =
Dengan kesalahan relatif sebesar
=
= ( 1 2)[ 2 ]
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
11/21
Perhitungan pada Tegangan 0 V
Untuk mempermudah perhitungan, maka dibuat table berikut ini
Tabel 6
Tabel pengolahan data pada tegangan 0 V
n xi [t (s)] yi [T(oC)] xi2
yi2
xi.yi
1 3 0 9 0 0
2 6 0 36 0 0
3 9 0.1 81 0.01 0.9
4 12 0.1 144 0.01 1.2
5 15 0.1 225 0.01 1.5
6 18 0.1 324 0.01 1.8
7 21 0.1 441 0.01 2.1
8 24 0.1 576 0.01 2.4
9 27 0.1 729 0.01 2.7
10 30 0.1 900 0.01 3
165 0.8 3465 0.08 15.6
Dengan memasukkan nilai-nilai ini ke dalam persamaan (3), (4), (5), dan (6), kita
mendapatkan nilai-nilai:
a = 0.0032 b = 0.0267 dan a= 0.00153. maka :
= =0.0032 0.0267=0.00320.0267
Dari persamaan tersebut dapat digambarkan sebuah grafik yang menunjukkan hubungan
antara t dan , yaitu sebagai berikut
y = 0.0032x + 0.0267
R = 0.48480
0.05
0.1
0.15
0 5 10 15 20 25 30 35
T(oC)
t (sekon)
GRAFIK HUBUNGAN ANTARA WAKTU
DAN PERUBAHAN TEMPERATUR S 0 V
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
12/21
Pada saat tegangan 0 V, nilai kalor jenis dan kapasitas kalor dari kawat tidak dapat
ditentukan.
Perhitungan pada Tegangan 0.65 V
Untuk mempermudah perhitungan, maka dibuat table berikut ini
Tabel 6
Tabel pengolahan data pada tegangan 0.65 V
n xi [t (s)] yi [T(oC)] xi
2 yi
2 xi.yi
1 3 0.1 9 0.01 0.3
2 6 0.2 36 0.04 1.2
3 9 0.3 81 0.09 2.7
4 12 0.5 144 0.25 1.2
5 15 0.7 225 0.49 1.5
6 18 0.8 324 0.64 1.8
7 21 0.9 441 0.81 2.1
8 24 1.1 576 1.21 2.4
9 27 1.2 729 1.14 2.7
10 30 1.3 900 1.69 3
165 7.1 3465 6.37 151.8
Dengan memasukkan nilai-nilai ini ke dalam persamaan (3), (4), (5), dan (6), kita
mendapatkan nilai-nilai:
a = 0.0467 b = -0.06 dan a= 0.0038. maka :
= =0.0467 0.06
=0.0467 0.06Dari persamaan tersebut dapat digambarkan sebuah grafik yang menunjukkan hubungan
antara t dan , yaitu sebagai berikut
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
13/21
Setelah mengetahui nilai m maka dapat dihitung nilai kalor jenis dari kawat (c) denganpersamaan berikut.
= . . = . .
= 0.65.35,13.102 . 0,0467 =,/
Dengan mengetahui nilai kalor jenis dari kawat, maka nilai kalor jenis kawat pun dapat
diketahui dengan rumus :
= . = 2 . 0,2444
= , /
y = 0.0467x - 0.06
R = 0.9926
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5
T(OC)
T (SEKON)
GRAFIK HUB UNGAN ANTARA WAKTU
DAN PERUBAHAN TEMPERATUR S 0.65 V
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
14/21
Perhitungan pada Tegangan 1.56-1.57 V
Untuk mempermudah perhitungan, maka dibuat table berikut ini
Tabel 6
Tabel pengolahan data pada tegangan 1.56-1.57V
n xi [t (s)] yi [T(oC)] xi2
yi2
xi.yi
1 3 0.3 9 0.09 0.9
2 6 0.7 36 0.49 4.2
3 9 1.6 81 2.56 14.4
4 12 2.6 144 6.76 31.2
5 15 3.5 225 12.25 52.5
6 18 4.4 324 19.36 79.2
7 21 5.2 441 27.04 109.2
8 24 5.9 576 34.81 141.6
9 27 6.6 729 43.56 178.2
10 30 7.2 900 51.84 216
165 38 3465 198.76 827.4
Dengan memasukkan nilai-nilai ini ke dalam persamaan (3), (4), (5), dan (6), kita
mendapatkan nilai-nilai:
a = 0.269 b = -0.6533 dan a=0.07579. maka :
= =0.269 0.6533=0.269 0.6533
Dari persamaan tersebut dapat digambarkan sebuah grafik yang menunjukkan hubungan
antara t dan , yaitu sebagai berikut
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
15/21
Setelah mengetahui nilai m maka dapat dihitung nilai kalor jenis dari kawat (c) denganpersamaan berikut.
= . . = . .
= 1.565.51,10.102 . 0,2699 =,/
Dengan mengetahui nilai kalor jenis dari kawat, maka nilai kalor jenis kawat pun dapat
diketahui dengan rumus :
= . = 2 . 0,1482
= , /
y = 0.2699x - 0.6533
R = 0.995
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5
T(OC)
T (SEKON)
GRAFIK HUBUNGAN ANTARA WAKTU DAN
PERUBAHAN TEMPERATUR S 1.56-1.57 V
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
16/21
Perhitungan pada Tegangan 1.05 V
Untuk mempermudah perhitungan, maka dibuat table berikut ini
Tabel 6
Tabel pengolahan data pada tegangan 1.05V
n xi [t (s)] yi [T(oC)] xi2
yi2
xi.yi
1 3 0.5 9 0.25 1.5
2 6 0.7 36 0.49 4.2
3 9 1.1 81 1.21 9.9
4 12 1.6 144 2.56 19.2
5 15 1.9 225 3.61 28.5
6 18 2.3 324 5.29 41.4
7 21 2.7 441 7.29 56.7
8 24 3 576 9 72
9 27 3.3 729 10.89 89.1
10 30 3.6 900 12.96 108
165 20.7 3465 53.55 430.5
Dengan memasukkan nilai-nilai ini ke dalam persamaan (3), (4), (5), dan (6), kita
mendapatkan nilai-nilai:
a = 0.1198 b = 0.0933 dan a=0.03939. maka :
= =0.11980.0933=0.1198 0.0933
Dari persamaan tersebut dapat digambarkan sebuah grafik yang menunjukkan hubungan
antara t dan , yaitu sebagai berikut
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
17/21
Setelah mengetahui nilai m maka dapat dihitung nilai kalor jenis dari kawat (c) denganpersamaan berikut.
= . . = . .
= 1.05.42,09.102 . 0,1198 =,/
Dengan mengetahui nilai kalor jenis dari kawat, maka nilai kalor jenis kawat pun dapat
diketahui dengan rumus :
= . = 2 . 0,1844
= , /
y = 0.1198x + 0.0933
R = 0.9958
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5
T(OC)
T (SEKON)
GRAFIK HUBUNGAN ANTARA WAKTU DAN
PERUBAHAN TEMPERATUR S 1.05 V
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
18/21
Menentukan Jenis Kawat Konduktor Berdasarkan Nilai c
Pada tegangan 0.65 V=,/ Pada tegangan 1.56-1.57 V
=,/ Pada tegangan 1.05 V=,/Sehingga diperoleh kalor jenis ( c ) rata-rata adalah :
= ++ = ,+,+, = 0,19233/Berdasarkan nilai kalor jenis yang didapat, praktikan menyimpulkan bahwa kawat konduktor
yang dipakai adalah jenis perak karena nilai kalor jenisnya mendekati perak (0,233 J/g Co). Data
bisa dilihat pada table 1 pada subbab Prinsip Dasar.
VI. Analisa
A. Analisa Percobaan
Percobaan berjudul Calori Work ini dilakukan dengan menggunakan fasilitas Remote
Laboratory (R-Lab). Percobaan bertujuan untuk mengetahui besar dari nilai kapasitas kalor darikawat konduktor. Pada percobaan ini praktikan melakukan pengambilan data melalui media
internet sehingga praktikan tidak dapat memegang peralatan praktikum secara langsung tetapi
hanya menekan sejumlah radio button pada LCD komputer untuk melaksanakan praktikum.
Pengamatan masih dapat praktikan lakukan jika pada komputer yang digunakan telah terinstall
piranti lunak Java Runtime Environment (JRE) untuk mengaktifkan web cam.
Percobaan dimulai dengan masuk ke link R-lab yaitu di http://sitrampil.ui.aci.id. Setelah
praktikan masuk ke halaman praktikum calori work maka langkah selanjutnya yang dilakukan
adalah meng-klik icon video untuk menampilkan bagaimana proses percobaan tersebut. Video ini
membantu Praktikan untuk melakukan percobaan karena menampilkan perubahan suhu yaangharus diamati saat percobaan berlangsung.
Langkah selanjutnya yang dilakukan adalah mengatur tegangan yang akan diberikan pada
percobaan. Tegangan listrik yang diberikan menjadi variabel yang berubah-ubah sesuai dengan
alat yang diukur. Dalam percobaan ini, tegangan awal yang digunakan adalah nol. Kemudian,
tegangan dinaikkan menjadi sebesar V1, V2, dan V3. Namun sebelum mengukur praktikan harus
menunggu terlebih dahulu hingga suhunya turun ke suhu awal yang terlihat pada video. Dengan
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
19/21
adanya tegangan yang diberikan pada konduktor, suhu menjadi berubah. Dalam percobaan ini,
setiap perubahan suhu saat tegangan diberikan dicatat sebanyak 10 kali sehingga dalam setiap nilai
tegangan terdapat sepuluh macam nilai temperatur dan sepuluh macam nilai arus yang sesuai
dengan waktu yang digunakan.
Diketahui bahwa kawat konduktor tersebut memiliki massa 2 gr, dimana dalam perhitungandikonversi menjadi satuan SI, yaitu menjadi 2.10-3 kg. Praktikan mengklik tombol ukur untuk
mendapatkan data, berupa arus, tegangan, dan suhu yang bervariasi setiap 3 detik (hingga 10 data).
Percobaan dilakukan hingga 4 kali percobaan, masing-masing untuk Vo ( voltase = 0 V), V1 (
voltase = (0,65 V), V2 (voltase = 1,56-1.57 V), dan V3 (voltase = 1,05 V). Dari percobaan pada
Vo, kita akan mendapatkan besar dari suhu awal (To) adalah 21,5oC, dimana akan digunakan
dalam perhitungan.
B. Analisis Hasil
Pengukuran pada percobaan pertama dilakukan dengan sistem yang tidak diberi tegangan.
Karena tegangan listrik yang diberikan adalah 0, maka tidak terjadi pergerakan elektron sehingga
dapat dilihat pada data percobaan yang pertama, perubahan suhu hanya terjadi sekali selanjutnya
tidak terjadi kenaikan suhu.
Pengukuran pada percobaan kedua dilakukan dengan tegangan sebesar V1 (0.65 volt), dapat
dilihat bahwa terjadi perubahan suhu yang signifikan dari data yang diperoleh. Pada saat
pengamatan video pun suhu yang tercatat pada alat terlihat naik secara bertahap. Suhu yang tercatat
pada awal sebelum tombol ukur ditekan adalah sebesar 21.5oC. Setiap 3 detik perubahan suhu yang
terjadi cukup konstan yaitu sekitar 0,1oC. Suhu akhir yang tercatat pada detik ke-30 adalah sebesar
22.8oC. selama percobaan berlangsung perubahan suhu yang terjadi adalah sebesar 1,3oC. Dari
perhitungan yang dilakukan, didapat c sebesar 0,2444J/groC
Saat sistem diberikan tegangan sebesar V2 (Vrata-rata 1,565 volt) perubahan suhu yang terjadi
makin tinggi.. Dapat dilihat bahwa dengan tegangan yang lebih tinggi, perubahan suhu yang terjadi
tiap waktu semakin besar. Perubahan suhu selama 30 detik pun semakin besar. Pada 3 detik
pertama tercatat suhunya adalah 21,8oC dan pada detik ke-30 suhunya tercatat 28,7oC. Lalu dari
perhitungan yang dilakukan, diperoleh besar kapasitas kalor dari konduktor yang digunakan adalah
sebesar 0,1482 J/groC
Terakhir saat sistem diberikan tegangan yang lebih kecil dari V2 yaitu V3 (1,05 volt),
perubahan suhu yang terjadi juga lebih rendah dari perubahan suhu saat diberikan tegangan V2.
Lalu dari perhitungan yang dilakukan, diperoleh besar kapasitas kalor dari konduktor yang
digunakan adalah 0,1844 J/groC.
Dari data-data yang diperoleh, praktikan meneliti hubungan antara tegangan yang diberikan
dan perubahan suhu yang terjadi. Saat diberikan tegangan sebesar V1 yaitu 0,65 volt, perubahan
suhu yang terjadi tidak terlalu besar. Saat diberikan tegangan yang lebih besar yaitu V2 sebesar
1.565 volt perubahan suhu menjadi jauh lebih besar. Namun saat diberikan tegangan V3 yang lebih
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
20/21
kecil dari V2 dan lebih besar dari V1 yaitu sebesar 1,05 volt, perubahan suhu yang terjadi lebih
besar dari saat tegangan V1 dan lebih kecil dari saat tegangan V3. Dari hasil ini dapat disimpulkan
semakin besar tegangan yang diberikan pada rangkaian, maka kenaikan temperatur yang terjadi
juga semakin besar. Memperbesar tegangan berarti memperbesar energi listrik, karena sesuai
persamaan W = V.I.t, besarnya energi listrik sebanding dengan tegangan. Jadi, jika tegangan yang
diberikan besar maka energi listrik yang dihasilkan pun juga akan besar. Energi listrik ini akan
membuat elektron-elektron pada logam bergerak semakin cepat dan menaikkan suhu sistem.
Besarnya energi listrik sebanding dengan energi kalor yang dihasilkan (sesuai hukum kekekalan
energi) atau dengan kata lain W = Q. Dengan demikian, semakin besar tegangan yang diberikan
akan menyebabkan semakin besarnya kenaikan suhu pada sistem.
Untuk menentukan jenis konduktor yang digunakan pada percobaan praktikan menggunakan
hasil perhitungan kalor jenis. Dari hasil perhitungan yang dilakukan diperoleh kalor jenis nya
adalah 280,7008 J/kg.K. praktikan menyimpulkan bahwa jenis konduktor yang digunakan
berbahan logam, karena mendekati dengan kalor jenis logam yang bernilai 233 K/kg.K.
C. Analisis Grafik
Pada grafik pertama, tegangan yang diberikan nol, atau dengan kata lain tidak ada tegangan
yang diberikan pada rangkaian listrik. Perubahan suhu yang terjadi pun hanya sekali, yaitu pada
detik ke-6, selanjutnya tidak terjadi perubahan suhu. Dapat dilihat dari grafik di atas, garis linear
yang diperoleh memiliki persamaan =0.0032 0.0267. dari grafik ini dapat dilihat bahwagradien atau kemiringan garisnya sangat kecil, yang berarti garis linearnya hampir lurus karena
hampir tidak ada perubahan suhu (kecuali di awal).
Pada percobaan kedua, diberikan tegangan sebesar V1 (0,65 volt) pada rangkaian. Pada grafik
2 telihat perbedaannya dengan grafik 1. Saat sejumlah tegangan diberikan pada sistem, suhu sistemmeningkat. Karena saat tegangan diberikan temperatur rangkaian meningkat terhadap waktu, maka
garis yang terbentuk dari linearisasi plot data pada grafik memiliki kemiringan (gradien) positif.
Persamaan garis yang terbentuk adalah persamaan =0.0467 0.06Pada percobaan ketiga dan keempat, di mana pada rangkaian diberikan tegangan sebesar V2
(1.565 volt) dan V3 (1.05 volt), temperatur sistem juga meningkat terhadap waktu. Dengan
demikian, gradien dari garis yang terbentuk juga positif.. Persamaan garis yang terbentuk pada
grafik 3 sesuai dengan persamaan =0.269 0.6533 dan persamaan garis yang terbentuk padagrafik 4 sesuai dengan persamaan
=0.11980.093
iv) Analisa Kesalahan.
% = | | 100%= |0,2330,192330,233 |100%=17,45%
-
7/24/2019 Kr02 Muhammad Rifqi
21/21
Pada percobaan ini hasil kalor jenis yang didapat tidak sama dengan literatur sehingga terdapat
kesalahan litratur sebesar17,45 %. Hal ini dapat disebabkan terdapat beberapa kesalahan saat
praktikan melakukan percobaan. Kesalahankesalahan tersebut antara lain:
- Pada saat praktikan menunggu suhu dari sistem turun hingga ke suhu awal, ada masa saat
suhu tersebut tidak sepenuhnya turun hingga suh semula. Misalnya pada percobaan ini suhu awalsistem adalah 21,5oC, namun saat ditunggu hingga suhunya turun suhunya tidak turun hingga
angka awal. Suhunya berhenti hingga angka 21,8oC kemudian tidak turun lagi sehingga praktikan
menekan tombol ukur untuk tegangan selanjutnya karena telah menunggu lama.
- Ketidaktelitian praktikan saat menghitung.
- Data yang diberikan oleh r-lab tidak tepat (kesalahan server)
VII. Kesimpulan
Dari percobaan di atas praktikan dapat menyimpulkan beberapa hal:
1. Energi listrik dapat dikonversi menjadi energy kalor.
2. Kapasitas kalor suatu kawat dapat dicari dengan suatu kerja kalor, yakni pengkonversian
energy tegangan ke temperature.
3. Kawat konduktor yang dipakai adalah jenis perak.
4. Kapasitas kalor bergantung pada besar tegangan, arus, massa bahan yang
digunakan, perubahan suhu, dan waktu.
VIII. 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.
Tipler, P.A., 1998, Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 1(Terjemahan), Jakarta :
Penerbit Erlangga Jilid 1.