KR02 Calorywork

Laporan Praktikum R-LAB

Fisika Dasar Nama : Vadhel Iqbal

NPM : 1406574314

Fakultas : Teknik

Departemen : Teknik Industri

Nomor dan Nama Percobaan : KR02 dan Calori Work

Tanggal Percobaan : 08 Maret 2015

Koordinator Asisten : Karina Nur Fitriana Fis NR

Laporan Fisika Dasar

Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar (UPP IPD)

Universitas Indonesia

Depok

http://sitrampil.ui.ac.id/elaboratory/user/view.php?id=7532&course=1

Calory Work

I. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan dari percobaan ini adalah menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat

konduktor.

II. PERALATAN Peralatan yang digunakan untuk melakukan percobaan ini adalah sebagai berikut :

o Sumber tegangan yang dapat divariasikan

o Kawat konduktor (bermassa 2 gram)

o Termometer

o Voltmeter dan Amperemeter

o Adjustable power supply

o Camcorder

o Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

III. TEORI Di zaman yang semakin maju ini, teknologi sudah sangat canggih dan manusia

terus menerus mengembangkan pengetahuan untuk menunjang kehidupannya, namun

tak bisa dipungkiri bahwa manusia menaruh perhatian yang besar mengenai segala

sesuatu tentang energi. Energi memegang peran yang sangat penting di dalam

kehidupan. Tanpa adanya energi tidak akan ada yang dapat hidup, bergerak, dan

bekerja. Misalnya saja, energi panas yang digunakan oleh petani yang bersumber dari

matahari untuk mengeringkan hasil panennya dan jika matahari tidak lagi

memancarkan panas, maka hasil panen akan gagal, dan semua orang akan merasakan

akibatnya baik dari segi finansial maupun sosial. Contoh lainnya adalah gerak yang

dilakukan oleh manusia juga termasuk ke dalam energi, jika tidak ada energi, manusia

tidak akan dapat bergerak dan akan terbujur kaku.

Energi itu sendiri didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja.

Energi pun dapat dibagi lagi menjadi banyak jenis energi diantaranya adalah energi

gerak, energi panas, energi listrik, energi bunyi, dan lain-lain. Salah satu jenis energy

yang mempunyai peran yang besar di dalam kehidupan manusia adalah energy panas.

Energi panas atau kalor adalah suatu energi yang dimiliki oleh suatu benda karena

suhunya. Secara umum hal yang dilakukan untuk mendeteksi adanya kalor yang

dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhu dari

benda tersebut tinggi, maka kalor yang dikandung oleh benda tersebut jugalah besar.

Begitu juga sebaliknya, jika suhu benda tersebut rendah maka kalor yang dikandung

oleh benda tersebut jugalah sedikit.

Sebagai suatu energi, energi panas atau kalor itu mempunyai sifat yang sesuai

dengan Hukum Kekekalan Energi yang mengatakan “Energi tidak dapat diciptakan

atau dimusnahkan, energy hanya dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk lainnya”.

Hukum Kekekalan Energi diciptakan oleh James Prescott Joule, seorang ahli fisika

yang berasal dari Inggris. Untuk menghormati beliau sebagai pencetus hukum ini,

maka namanya diabadikan menjadi satuan energy yaitu Joule. Hukum Kekekalan

Energi dapat dirumuskan sebagai berikut:

Eawal = Eakhir

Keterangan : energi total tidak akan berkurang dan juga tidak akan bertambah.

Dari percobaan-percobaan yang sering dilakukan untuk mengetahui besar

kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda atau zat, didapat hasil dimana besar

kecilnya kalor tersebut dipengaruhi oleh 3 faktor sebagai berikut:

1. Massa zat

2. Jenis zat (kalor jenis dari zat itu sendiri)

3. Perubahan suhu

Sehingga secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut:

Q = m . c . (t2 – t1 )

Keterangan : Q adalah kalor yang dibutuhkan (satuan Joule)

m adalah massa benda tersebut (satuan kilogram)

c adalah kalor jenis benda tersebut (satuan J/kgOC)

(t2 – t1 ) adalah perubahan suhu yang biasa disimbolkan dengan

ΔT (satuan OC)

Sebagai bagian dari energi, kalor dapat dibagi lagi menjadi 2 jenis yaitu kalor

yang digunakan untuk menaikkan suhu dan kalor yang digunakan untuk mengubah

wujud atau yang dapat disebut juga kalor laten. Kalor laten juga dapat dibagi menjadi

2 jenis yaitu kalor uap dan kalor lebur yang masing-masing dapat dibuat menjadi

suatu persamaan matematis sebagai berikut:

Q = m . U

dan

Q = m . L

Keterangan : Q adalah kalor yang dibutuhkan (satuan Joule)


U adalah kalor uap (satuan J/kg)

L adalah kalor lebur (satuan J/kg)

Sebagai suatu energi, kalor mempunyai hubungan dengan energy lainnya.

Hubungan tersebut bisa seperti pembentukan kalor atau perubahan kalor menjadi

energy lainnya. Salah satu contohnya adalah hubungan kalor dengan energi listrik.

Kalor merupakan bentuk energy maka dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk

lainnya. Hal ini diperkuat oleh adanya hukum kekekalan energi dimana energi tidak

dapat diciptakan maupun dimusnahkan, namun energi dapat berubah dari satu jenis

energi ke jenis yang lain, sama halnya seperti perubahan energy listrik menjadi energi

kalor dan juga sebaliknya yaitu perubahan energi kalor menjadi energi listrik. Alat

yang digunakan untuk mengubah energy listrik menjadi energy kalor misalnya adalah

pemanas, solder, setrika, dan kompor listrik. Alat yang mengubah energy listrik

menjadi energy panas dilengkapi dengan adanya elemen pemanas. Listrik yang

dialirkan pada elemen pemanas diubah menjadi energy panas. Elemen pemanas

tersebut dibuat dari bahan yang mempunyai daya tahan yang tinggi, sehingga listrik

yang mengalir melalui bahan tersebut dapat berbah menjadi panas. Berikut ini

merupakan salah satu alat yang dapat mengubah energy listrik menjadi energy kalor

adalah setrika.

Bagian-bagian utama setrika listrik adalah sebagai berikut :

1. Elemen pemanas 2. Pemegang setrika yang dibuat dari bahan isolator 3. Kabel penghubung 4. Logam yang berbahan besi atau baja

Berikut ini saya akan memberikan penjabaran secara singkat mengenai cara kerja dari salah satu alat yang menggunakan prinsip pengubahan energy listrik menjadi energy kalor yaitu setrika:

Pada waktu seterika dihubungkan ke sumber tegangan listrik dan dihidupkan

(ON), maka arus listrik mengalir melalui elemen pemanas. Dengan adanya

arus listrik yang mengalir ini, elemen pemanas membangkitkan panas. Panas

ini kemudian disalurkan secara konduksi pada permukaan dasar seterika

(permukaan yang digunakan untuk melicinkan pakaian). Panas yang

dibangkitkan ini akan terus meningkat bila arus listrik terus mengalir. Oleh

karena itu, bila seterika tidak dilengkapi dengan pengatur suhu, untuk

mencegah terjadinya panas lebih seterika harus diputuskan dari sumber

listriknya dan disambungkan kembali bila suhu mulai kurang. Demikian

kondisi ini terjadi secara berulang. Namun, bila seterika sudah dilengkapi

dengan pengatur suhu, maka seterika akan memutuskan aliran listriknya secara

otomatis bila suhu telah mencapai maksimal. Sebaliknya bila suhu menurun

sampai harga tertentu, seterika juga akan secara otomatis menghubungkan

aliran listrikya.

Besarnya energi listrik yang diubah atau disersap sama dengan besar kalor yang akan dihasilkan. Sehingga secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :

W = Q Keterangan : W adalah energi listrik yang diubah atau diserap (satuan Joule)

Q adalah kalor yang akan dihasilkan (satuan Joule)

Untuk menghitung energy listrik digunakan persamaan sebagai berikut :

W = P . t

= V . i . t Keterangan : W adalah energi listrik yang diubah atau diserap (satuan Joule)

P adalah daya listrik (satuan Watt)

T adalah waktu yang dibutuhkan (satuan sekon)

V adalah tegangan listrik (satuan volt)

i adalah arus listrik (satuan Ampere)

t adalah waktu atau lama aliran listrik (satuan sekon)

Bila rumus kalor yang digunakan adalah Q = m . c . (t2 – t1 ) , maka akan diperoleh persamaan :

P . t = m . c . (t2 – t1) Keterangan: P adalah daya listrik (satuan Watt)

T adalah waktu yang dibutuhkan (satuan sekon)


c adalah kalor jenis benda tersebut (satuan J/kgOC)

(t2 – t1 ) adalah perubahan suhu yang biasa disimbolkan dengan

ΔT

(satuanOC)

Didalam hubungan energi listrik dengan energy kalor, akan terjadi perubahan

suhu dan wujud yang erat kaitannya dengan kalor. Fenomena ini dibahas secara

terperinci oleh Asas Black, dimana apabila ada dua benda yang suhunya berbeda

kemudian kedua benda tersebut disatukan atau dicampur maka akan terjadi aliran

kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu lebih rendah. Aliran

ini akan berhenti sampai terjadi keseimbangan termal (suhu kedua benda yang

dicampurkan telah sama). Secara matematis Asas Black dapat dirumuskan sebagai

berikut:

Qlepas = Qterima

m1 . c1 . (t1 – ta ) = m2 . c2 . (ta – t2 )

Keterangan: m1 adalah massa benda satu (satuan kilogram)

m2 adalah massa benda dua (satuan kilogram)

c1 adalah kalor jenis benda satu (satuan J/kgOC)

c2 adalah kalor jenis benda dua (satuan J/kgOC)

(t1 – ta ) adalah perubahan suhu yang biasa disimbolkan dengan

ΔT pada benda satu yang suhunya lebih tinggi dibanding benda

dua (satuanOC)

(ta – t2 ) adalah perubahan suhu yang biasa disimbolkan dengan

ΔT pada benda dua yang suhunya lebih rendah dibanding benda

satu (satuanOC)

Percobaan calori work ini dilakukan untuk mengetahui nilai kapasitas kalor

suatu kawat konduktor. Kapasitas kalor itu sendiri adalah banyaknya kalor yang

diperluklan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1OC yang dapat dirumuskan sebagai

berikut:

H = Q / (t2 – t1 )

Keterangan : H adalah kapasitas kalor (satuan J/oC)

Q adalah kalor yang dibutuhkan (satuan Joule)

(t2 – t1 ) adalah kenaikan suhu yang biasa disimbolkan dengan ΔT

(satuan OC)

Lain halnya dengan kapasitas kalor, suatu benda jugalah mempunyai kalaor jenis,

bilamana kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu 1

kg zat sebesar 1OC. alat yang digunakan untuk menentukan besarnya kalor jenis suatu

zat adalah calorimeter. Persamaan kalor jenis adalah sebagai berikut:

c = Q / m . (t2 – t1 )

Keterangan : C adalah kalor jenis zat (satuan J/kgoC)

Q adalah kalor yang dibutuhkan (satuan Joule)

m adalah massa zat tersebut (satuan kilogram)

(t2 – t1 ) adalah kenaikan suhu yang biasa disimbolkan dengan

ΔT (satuan OC)

Bila kedua persamaan kapasitas kalor dan kalor jenis diatas dihubungkan maka

akan terbentuk suatu persamaan baru sebagai berikut :

H = m . c

Keterangan : H adalah kapasitas kalor (satuan J/oC)

C adalah kalor jenis zat (satuan J/kgoC)

m adalah massa zat tersebut (satuan kilogram)

Kapasitas panas bersifat ekstensif yang berarti bahwa jumlahnya tergantung

dari besarnya sampel yang diambil, misalnya untuk menaikan suhu 1 gram air sebesar

100C diperlukan 4,18 Joule, namun untuk menaikkan suhu 100 gram air sebesar 100C

diperlukan energy 100 kali lebih banyak yaitu sekitar 218 Joule. Sehingga 1 gram

sampel tersebut mempunyai kapasitas panas sebesar 4,18 Joule/0C sedangkan 100

gram sampel mempunyai kapasitas panas sebesar 418 Joule/0C.

Percobaan calori work dilakukan dengan cara melilitkan sebuah kawat pada

sensor temperature. 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.

IV. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Mengaktifkan Web cam dengan cara meng”klik” icon video yang terdapat 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 temperature, tegangan dan arus listrik pada kawat

konduktor tiap 1 detik selama 10 detik dengan cara meng’klik’ icon “ukur”.

5.Memperhatikan temperature kawat yang terlihat di web cam, tunggulah hingga

mendekati temperature awal saat diberikan V0.

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

Gambar Prosedur Percobaan Calori Work

V. DATA HASIL PERCOBAAN

Percobaan calori work yang dilakukan dengan cara online yang menggunakan

perangkat elektronik. Percobaan ini dilakukan dengan mengubah-ubah tegangan V0,

V1, V2, dan V3. Dan data hasil percobaan yang diperoleh dari eksperimen yang

dilakukan adalah sebagai berikut:

Tabel Data Percobaan Calori Work

Tegangan V0

No. Waktu (sekon)

Arus Listrik (Ampere)

Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

1 3 23.84 0.00 22.3

2 6 23.84 0.00 22.3

3 9 23.84 0.00 22.3

4 12 23.84 0.00 22.3

5 15 23.84 0.00 22.3

6 18 23.84 0.00 22.3

7 21 23.84 0.00 22.3

8 24 23.84 0.00 22.3

9 27 23.84 0.00 22.3

10 30 23.84 0.00 22.3

Tegangan V1

No. Waktu (sekon)


Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

1 3 35.13 0.65 22.1

2 6 35.13 0.65 22.2

3 9 35.13 0.65 22.4

4 12 35.13 0.65 22.6

5 15 35.13 0.65 22.8

6 18 35.13 0.65 22.9

7 21 35.13 0.65 23.1

8 24 35.13 0.65 23.2

9 27 35.13 0.65 23.3

10 30 35.13 0.65 23.4

Tegangan V2

No. Waktu (sekon)


Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

1 3 51.10 1.57 22.4

2 6 50.99 1.57 22.8

3 9 51.10 1.57 23.8

4 12 51.10 1.57 24.7

5 15 51.10 1.57 25.7

6 18 51.10 1.57 26.6

7 21 51.10 1.57 27.4

8 24 51.10 1.57 28.1

9 27 51.10 1.57 28.7

10 30 51.10 1.57 29.3

Tegangan V3

No. Waktu (sekon)


Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

1 3 42.09 1.05 25.5

2 6 41.98 1.05 25.6

3 9 42.09 1.05 25.8

4 12 42.09 1.05 26.1

5 15 42.09 1.05 26.4

6 18 42.09 1.05 26.7

7 21 42.09 1.05 26.9

8 24 42.09 1.05 27.1

9 27 42.09 1.05 27.3

10 30 42.09 1.05 27.4

VI. PENGOLAHAN DATA

Percobaan calori work ini dilakukan dengan mengubah-ubah tegangan yang ada

menggunakan 4 variasi tegangan yang nilainya berbeda satu dengan yang lain, yaitu

V0, V1, V2, dan V3. Sehingga dari percobaan tersebut kita akan mendapatkan data-

data yang dapat kita olah menjadi grafik. Grafik tersebut merupakan grafik hubungan

antara temperature dengan waktu untuk setiap tegangan yang diberikan ke kawat

konduktor. Selain itu, kita juga akan mendapatkan perhitungan yang akan

menghasilkan nilai c atau kalor jenis sehingga kita dapat menentukan jenis kawat

konduktor yang digunakan dalam percobaan ini. Melalui grafik yang kita dapatkan,

kita juga dapat menghitung persamaan garis sebagai literature sebab dari kesalahan-

kesalahan relatif yang terjadi terhadap literature.

1. Pada saat tegangan Vo ( V = 0 volt)

Untuk mendapatkan grafik hubungan antara temperature dengan waktu yang

diinginkan, maka data yang digunakan adalah sebagai berikut

No. Waktu (sekon)

Temperatur (oC)

1 3 22.3

2 6 22.3

3 9 22.3

4 12 22.3

5 15 22.3

6 18 22.3

7 21 22.3

8 24 22.3

9 27 22.3

10 30 22.3

Berikut adalah grafik hubungan antara temperatur dengan waktu pada saat

tegangan yang digunakan adalah Vo (V = 0 m/s) :

2. Pada saat tegangan V1 ( V = 0.65 volt)



No. Waktu (sekon)

Temperatur (oC)

1 3 22.1

2 6 22.2

3 9 22.4

4 12 22.6

5 15 22.8

6 18 22.9

7 21 23.1

8 24 23.2

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tem

pera

tur (

(oc)

waktu (t)

Hubungan Temperatur dengan Waktu

Series2

9 27 23.3

10 30 23.4

Pada percobaan dengan tegangan V1 ini, suhu yang terukur akan digunakan

sebagai suhu awal, yang mana akan dipergunakan dalam perhitungan kalor jenis

maupun kapasitas kalor. Persamaan garis literatur yang terdapat dalam grafik

dapat dicari dengan menggunakan persamaan garis antara 2 titik dengan rumus:

𝑦 − 𝑦1𝑦2 − 𝑦1

= 𝑥 − 𝑥1𝑥2 − 𝑥1

Garis literature yang diinginkan dapat didapatkan dengan mensubtitusi variable

di atas dengan nilai temperature dan waktu yang ada. Dengan menggunakan

garis linear sebagai hubungan antara data-data grafik tersebut didapat suatu

persamaan linear yaitu y = 0,03x + 22. Dengan nilai x berubah-ubah terhadap

waktu. Maka akan diperoleh persamaan y = 0,03x + 22

21

21.5

22

22.5

23

23.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tem

pera

tur (

(oc)

Waktu (t)


Series2




No. Waktu (sekon)

Temperatur (oC)

1 3 22.4

2 6 22.8

3 9 23.8

4 12 24.7

5 15 25.7

6 18 26.6

7 21 27.4

8 24 28.1

9 27 28.7

10 30 29.3





𝑦 − 𝑦1𝑦2 − 𝑦1

= 𝑥 − 𝑥1𝑥2 − 𝑥1




persamaan linear yaitu y = 0,13x + 22. Dengan nilai x berubah-ubah terhadap

waktu. Maka akan diperoleh persamaan y = 0,13x + 22




No. Waktu (sekon)

Temperatur (oC)

1 3 25.5

2 6 25.6

3 9 25.8

4 12 26.1

5 15 26.4

6 18 26.7

7 21 26.9

8 24 27.1

9 27 27.3

10 30 27.4



0

5

10

15

20

25

30

35

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tem

pera

tur (

(oc)

waktu (t)


Series2



𝑦 − 𝑦1𝑦2 − 𝑦1

= 𝑥 − 𝑥1𝑥2 − 𝑥1




persamaan linear yaitu y = 0,03x + 25.4. Dengan nilai x berubah-ubah terhadap

waktu. Maka akan diperoleh persamaan y = 0,03x + 25.4.

Menentukan kalor jenis dari kawat konduktor yang digunakan di dalam

percobaan

Pada percobaan calori work ini, terjadi perubahan energi yang ditandai

dengan terjadinya perbahan suhu. Perubahan bentuk energi terjadi dari energi

listrik menjadi energi kalor. Dengan menggunakan hukum kekekalan energi,

besar kalor jenis maupun besar kapasitas kalor kawat konduktor pada tegangan

V0, V1, V2, dan V3 dapat kita ketahui dengan menggunakan persamaan sebagai

berikut:

24.5

25

25.5

26

26.5

27

27.5

28

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tem

pera

tur (

(oc)

waktu (t)


Series2

Q = W

m . c . ΔT = V . I . t

sehingga persamaan akhir dalam mencari kalor jenis adalah

c = 𝑽.𝑰.𝒕𝒎 .∆𝑻

persamaan diatas digunakan untuk menghitung c atau kalor jenis dari konduktor

yang digunakan di dalam percobaan.

Lain halnya dengan kapasitas kalor, kapasitas kalor (H) yang

merupakan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu benda

sebesar 1oC ini dapat dicari dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

H = m. c ….. (1)

Subtitusikan c = 𝑽.𝑰.𝒕𝒎 .∆𝑻

ke dalam persamaan 1

Sehingga persamaan untuk mencari kapasitas kalor dari konduktor yang

digunakan adalah

H = 𝑽.𝑰.𝒕∆𝑻

Dimana massa yang akan dimasukkan ke dalam perhitungan nantinya adalah

sebesar 0,002 kg.

1. Pada saat tengangan Vo (V = 0 )

No. Waktu (sekon)

ArusListrik (miliampere)

Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

PerubahanSuhu (oC)

KalorJenis (J/kgoC)

KapasitasKalor (J/oC)

1 3 23.84 0.00 22.3 0.3 0 0

2 6 23.84 0.00 22.3 0.3 0 0

3 9 23.84 0.00 22.3 0. 0 0

4 12 23.84 0.00 22.3 0.3 0 0

Dari tabel diatas, kita dapat mencari nilai rata-rata kalor jenis dan kapasitas kalor

pada saat tegangan V0 adalah sama dengan:

𝐾𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠

∶ 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 1 + 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 2+. . . +𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 10

10

𝐾𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟

∶ 𝑘𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 1 + 𝑘𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 2+. . . +𝑘𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 10

10

Kalor jenis rata-rata pada tegangan 0 volt = 0 J/kg 0C

Kapasitas kalor rata-rata pada tegangan 0 volt = 0 J/ 0C

2. Pada saat tengangan V1 (V = 0,65 volt )

No. Waktu (sekon)

ArusListrik (miliampere)

Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

PerubahanSuhu (oC)

KalorJenis (J/kgoC)


1 3 35.13 0.65 22.1 0.1 342.5175 0.685035

2 6 35.13 0.65 22.2 0.2 342.5175 0.685035

3 9 35.13 0.65 22.4 0.4 256.8881 0.5137763

4 12 35.13 0.65 22.6 0.6 228.345 0.45669

5 15 35.13 0.65 22.8 0.8 214.0734 0.4281469

6 18 35.13 0.65 22.9 0.9 228.345 0.45669

5 15 23.84 0.00 22.3 0.3 0 0

6 18 23.84 0.00 22.3 0.3 0 0

7 21 23.84 0.00 22.3 0.3 0 0

8 24 23.84 0.00 22.3 0.3 0 0

9 27 23.84 0.00 22.3 0.3 0 0

10 30 23.84 0.00 22.3 0.3 0 0

7 21 35.13 0.65 23.1 1.1 217.9657 0.4359314

8 24 35.13 0.65 23.2 1.2 228.345 0.45669

9 27 35.13 0.65 23.3 1.3 237.1275 0.474255

10 30 35.13 0.65 23.4 1.4 244.6554 0.4893107





10



10

Kalor jenis rata-rata pada tegangan 0,65 volt = 254.078 J/kg 0C Kapasitas kalor rata-rata pada tegangan 0,65 volt = 0.508156 J/ 0C

3. Pada saat tegangan V2 (V = 1.57 volt)





10



10

Kalor jenis rata-rata pada tegangan 1.57 volt = 193.9815 J/kg 0C Kapasitas kalor rata-rata pada tegangan 1.57 volt = 0.3879629 J/ 0C

No. Waktu (sekon)

Arus Listrik (miliAmpere)

Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

PerubahanSuhu (oC)

KalorJenis (J/kgoC)


1 3 51.10 1.57 22.4 0.4 300.8513 0.6017025

2 6 50.99 1.57 22.8 0.8 300.2036 0.6004073

3 9 51.10 1.57 23.8 1.8 200.5675 0.401135

4 12 51.10 1.57 24.7 2.7 178.2822 0.3565644

5 15 51.10 1.57 25.7 3.7 162.6223 0.3252446

6 18 51.10 1.57 26.6 4.6 156.9659 0.3139317

7 21 51.10 1.57 27.4 5.4 155.9969 0.3119939

8 24 51.10 1.57 28.1 6.1 157.8236 0.3156472

9 27 51.10 1.57 28.7 6.7 161.6514 0.3233028

10 30 51.10 1.57 29.3 7.3 164.850 0.3297

4. Pada saat tegangan V3 (V = 1.05 volt)





10



10

Kalor jenis rata-rata pada tegangan 1.05 volt = 76.6665 J/kg 0C Kapasitas kalor rata-rata pada tegangan 1.05 volt = 0.1533331 J/ 0C

No. Waktu (sekon)

Arus Listrik (miliAmpere)

Tegangan (Volt)

Temperatur (oC)

PerubahanSuhu (oC)

KalorJenis (J/kgoC)


1 3 42.09 1.05 25.5 3.5 18.9405 0.037881

2 6 41.98 1.05 25.6 3.6 36.7325 0.073465

3 9 42.09 1.05 25.8 3.8 52.33559 0.1046712

4 12 42.09 1.05 26.1 4.1 64.67488 0.1293498

5 15 42.09 1.05 26.4 4.4 75.33153 0.1506631

6 18 42.09 1.05 26.7 4.7 84.62777 0.1692555

7 21 42.09 1.05 26.9 4.9 94.7025 0.189405

8 24 42.09 1.05 27.1 5.1 103.9871 0.2079741

9 27 42.09 1.05 27.3 5.3 112.5709 0.2251418

10 30 42.09 1.05 27.4 5.4 122.7625 0.245525

Jenis konduktor yang digunakan

Jenis konduktor yang digunakan pada percobaan ini dapat diketahui

melalui nilai kapasitas kalor ataupun kalor jenis yang telah diperoleh pada

perhitungan sebelumnya. Karena ada tiga nilai kapasitas kalor dan kalor jenis

untuk tiga tegangan yang berbeda. Untuk menentukan kalor jenis konduktor

tersebut, maka kita merata-ratakan ketiga kalor jenis yang didapat. Dari ketiga

percobaan diatas, maka nilai rata-rata dari kalor jenis yang digunakan adalah:

c rata-rata = (𝐜𝟏+𝐜𝟐+𝐜𝟑)𝟑

𝑐 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 = 254.078+193.9815+76.66653

= 171.9087 J/ kg0C

Dari nilai kalor jenis diatas, maka nilai kapasitas kalor kawat dapat juga dihitung

sesuai dengan persamaan C = m.c dengan nilai massa kawatnya adalah 2 gram

atau setara dengan 0,002 kg, sehingga nilai kapasitas kalornya adalah :

C rata-rata = m.c = 0,002 kg x 171.9087 J/ kg 0C = 0,3438174

J/0C

Nilai kapasitas kalor rata-rata dan kalor jenis rata-rata ini, kemudian dibandingkan

dengan informasi tentang kalor jenis. Setelah dibandingkan, nilai kalor jenis yang

paling sesuai dan nilainya mendekati hasil yang praktikan dapat adalah konduktor

jenis perak (0.056 J/g K = 230J/kg K). Jadi, dapat dikatakan bahwa konduktor

yang digunakan pada percobaan ini ialah konduktor perak.

Sedangkan kesalahan literature dari data yang didapatkan dari percobaan tersebut

dapat dicari dengan persamaan:

Kesalahan literature = 230−171.9087

230 𝑥 100%

= 25,25 %

ANALISIS

1. Analisa Percobaan Percobaan KR-02 yang berjudul Calory Work ini menggunakan

peralatan elektronik yang berupa computer atau sejenisnya yang dapat

terhubung dengan internet sehingga dapat mengakses www.sitrampil.ui.ac.id.

Percobaan ini menggunakan fasilitas Remote Laboratory (R-Lab) yang

memungkinkan mahasiswa untuk melakukan praktikum secara online yang

dapat dilakukan dimanapun asalkan terhubung dengan internet. Ditengah

kemudahan tersebut, perangkat elektronik yang digunakan untuk mengakses

sitrampil haruslah ter-install dengan perangkat lunak Java Runtime

Environment (JRE) untuk dapat melihat video percobaan yang kita lakukan.

Pertama-tama sebelum melakukan percobaan, praktikan harus

memastikan bahwa perangkat elektronik yang kita gunakan sudah terhubung

dengan internet. Lalu setelah itu, praktikan harus log in ke situs

http://www.rlab.ui.ac.id. Setelah itu, masuk ke link yang mengarahkan ke

bagian halaman percobaan. Langkah selanjutnya dilakukan adalah mengklik

icon video untuk mengamati kerja alat yang digunakan. Pengaktifan web cam

akan memunculkan gambar alat yang akan digunakan dalam percobaan.

Tegangan listrik yang diberikan menjadi variabel bebas yang berubah-ubah.

Dalam percobaan ini, tegangan awal yang digunakan adalah nol. Kemudian,

tegangan dinaikkan menjadi V1 yang besarnya 0,65 volt, V2 yang besarnya

1,57 volt, dan V3 yang besarnya 1,05 volt. Dengan adanya tegangan yang

diberikan pada konduktor, suhu berubah secara perlahan-lahan. Dalam

percobaan ini, setiap perubahan suhu saat tegangan dicatat selama 30 detik

dengan selang 3 detik sekali sehingga dalam setiap nilai tegangan terdapat

sepuluh macam nilai temperatur dan sepuluh macam nilai arus yang sesuai

dengan waktu yang digunakan. Sehingga kita akan mendapatkan data-data

yang kita inginkan dan mengolah semua data untuk mencari data lain yang

kita inginkan seperti data untuk grafik hubungan antara temperatur dengan

waktu, kalor jenis, dan kapasitas kalor dari kawat konduktor yang digunakan

dalam percobaan R-Lab ini.

http://www.sitrampil.ui.ac.id/

http://www.rlab.ui.ac.id/

2. Analisa Hasil Percobaan

Dari percobaan yang dilakukan, kita akan mendapatkan nilai

perubahan suhu yang terjadi, kalor jenis, dan kapasitas kalor dari kawat

konduktor yang digunakan di dalam percobaan yang dilakukan secara online

ini. Karena percobaan ini menggunakan variasi dalam tegangan yang diubah-

ubah sebanyak 3 kali sehingga praktikan akan mendapatkan 4 variasi data

dengan tegangan dengan perubahan temperatur yang berbeda-beda juga dalam

30 detik dengan selang 3 detik.

Dari percobaan pertama yang dilakukan dengan menggunakan

tegangan sebesar 0 volt (V0) , didapat bahwa pada saat tegangan yang

diberikan adalah 0 volt atau bisa saja disebut tidak ada tegangan yang

diberikan maka suhu hanya akan mengalami perubahan yang sangat kecil,

bahkan dapat dianggap tidak ada. Hal ini dikarenakan saat tidak ada tegangan

yang diberikan maka tidak ada energi yang membuat elektron-elektron pada

logam atau kawat konduktor tidak bergerak sehingga tidak ada yang akan

diubah menjadi energi panas. Perubahan kecil pada suhu tersebut disebabkan

oleh suhu system lebih rendah daripada suhu lingkungan, sehingga terjadi

perubahan pada system.

Dari percobaan kedua yang dilakukan dengan menggunakan tegangan

sebesar 0,65 volt (V1), didapat bahwa pada saat tegangan diberikan pada

rangkaian listrik, terjadi perubahan suhu yang cukup signifikan. Suhu awal

yang tercatat adalah sebesar 22oC dan suhu akhir yang tercatat pada detik ke-

30 adalah sebesar 23.4oC. dan dari perhitungan yang dilakukan, maka

diketahui bahwa besar kalor jenisnya adalah 254.078 J/kgoC dan kapasitas

kalornya adalah 0,508156 J/oC

Dari percobaan ketiga yang dilakukan dengan menggunakan tegangan

sebesar 1,57 volt (V2), didapat bahwa pada saat tegangan diberikan pada

rangkaian listrik, terjadi perubahan suhu yang cukup signifikan. Suhu awal

yang tercatat adalah sebesar 22oC dan suhu akhir yang tercatat pada detik ke-

30 adalah sebesar 29,3oC. dan dari perhitungan yang dilakukan, maka

diketahui bahwa besari kalor jenisnya adalah 193.9815 J/kgoC dan kapasitas

kalornya adalah 0.3879629 J/oC.

Dari percobaan terakhir yang dilakukan dengan menggunakan

tegangan sebesar 1,05 volt (V3), didapat bahwa pada saat tegangan diberikan

pada rangkaian listrik, terjadi perubahan suhu yang cukup signifikan. Suhu

awal yang tercatat adalah sebesar 22oC dan suhu akhir yang tercatat pada detik

ke-30 adalah sebesar 27.4oC. dan dari perhitungan yang dilakukan, maka

diketahui bahwa besari kalor jenisnya adalah 76.6665 J/kgoC dan kapasitas

kalornya adalah 0,1533331 J/oC.

Jika kita amati perubahan suhu yang dialami oleh system, kita dapat

mengambil kesimpulan bahwa semakin tinggi tegangan yang diberikan kepada

kawat konduktor, akan semakin tinggi pula kenaikan suhu yang terjadi. Hal ini

terjadi karena dengan memperbesar tegangan yang diberikan, berarti

memperbesar juga energy listrik tersebut menurut persamaan W = V . I . t.

Dengan energy listrik yang lebih besar akan menyebabkan electron pada

logam atau kawat konduktor bergerak semakin cepat dan akan mengakibatkan

kenaikan suhu pada system.

Selain itu dari keempat kalor jenis dan kapasitas kalor yang ada, maka

kita akan merata-ratakan data-data tersebut sehingga kita akan mendapatkan

kalor jenis rata-rata dan kapasitas kalor rata-rata yaitu sebesar 171.9087 J/kgoC. Dari kalor jenis rata-rata yang kita dapatkan dari perhitungan data

percobaan maka kita dapat menentukan jenis konduktor yang digunakan pada

percobaan dengan membandingkan kalor jenis rata-rata yang didapatkan

dengan daftar kalor jenis yang ada di bagian dasar teori. Percobaan ini

menggunakan kawat konduktor berupa perak dengan kalor jenis 230 J/kgK

dengan kesalahan literature sebesar 25,25 %

3. Analisa Grafik Di dalam percobaan calori works terdapat 4 buah grafik yang dapat

dibuat sebagai akibat adanya variasi pada tegangan yang diberikan. Keempat

grafik ini menunjukkan hubungan antara temperature dengan waktu.

Pada grafik pertama dimana tegangan yang diberikan kepada rangkaian

adalah nol dan tidak terjadi perubahan suhu sehingga grafik yang kita

dapatkan adalah grafik linear.

Pada grafik kedua dimana tegangan yang diberikan kepada rangkaian

adalah 0,65 volt. Saat tegangan itu diberikan terjadi perubahan suhu yang

cukup signifikan. Suhu awal yang tercatat adalah sebesar 22oC dan suhu akhir

yang tercatat pada detik ke-30 adalah sebesar 23.4oC. Dengan cara memplot

hubungan temperature dengan waktu maka kita akan mendapatkan suatu

persamaan garis yaitu y = 0,03x + 22

Pada grafik ketiga dimana tegangan yang diberikan kepada rangkaian

adalah 1,57 volt. Saat tegangan itu diberikan terjadi perubahan suhu yang

cukup signifikan. Suhu awal yang tercatat adalah sebesar 22oC dan suhu akhir

yang tercatat pada detik ke-30 adalah sebesar 29,3oC. Dengan cara memplot

hubungan temperature dengan waktu maka kita akan mendapatkan suatu

persamaan garis yaitu y = y = 0,13x + 22.

Dan pada grafik terakhir dimana tegangan yang diberikan kepada

rangkaian adalah 1,05 volt. Saat tegangan itu diberikan terjadi perubahan suhu

yang cukup signifikan. Suhu awal yang tercatat adalah sebesar 22oC dan suhu

akhir yang tercatat pada detik ke-30 adalah sebesar 27.4oC. Dengan cara

memplot hubungan temperature dengan waktu maka kita akan mendapatkan

suatu persamaan garis yaitu y = 0,03x + 25.4.

4 . Analisa Kesalahan Dalam percobaan ini, data tentang temperatur yang diperoleh ternyata berbeda-

beda pada setiap tegangan yang diberikan. Kesalahan-kesalahan yang mungkin

dapat terjadi pada saat percobaan ini adalah :

• Kesalahan dalam perhitungan, misalnya dalam hal pembulatan angka. Adanya

pembulatan angka pasti akan mempengaruhi ketepatan perhitungan.

• Alat-alat praktikum yang tidak dikalibrasikan sebelumnya, sehingga data

mengenai arus dan tegangan yang diperoleh tiap detik untuk kecepatan angin

yang sama menjadi bervariasi.

• Karena praktikum adalah online atau perangkat elektronik yang digunakan

tidak berfungsi dengan baik, maka kita tidak dapat melihat secara keseluruhan

kesalahan yang dapat terjadi da nada juga kemungkinan kecepatan koneksi

yang memengaruhi

VII. KESIMPULAN

• Besarnya energy listrik yang akan diubah menjadi energy kalor adalah sama

sesuai dengan Hukum Kekekalan Energi.

• Semakin besar tegangan yang diberikan, maka perubahan suhu yang terjadi

akan semakin besar. Hal ini disebabkan Karena energy litrik yang diberikan

semakin besar yang akan menyebabkan pergerakan partikel semakin cepat

dan pada akhirnya berdampak kepada perubahan suhu di dalam rangkaian.

• Besarnya kalor jenis bergantung kepada waktu, arus listrik yang mengalir,

tegangan yang diberikan, perubahan suhu, dan massa kawat konduktor yang

akan dicari kalor jenisnya. Kalor jenis yang didapatkan dari hasil

perhitungan diatas adalah 171.9087 J/kgOC.

• Besarnya kapasitas kalor bergantung kepada waktu, arus listrik yang

mengalir, tegangan yang diberikan, dan perubahan suhu tanpa dipengaruhi

oleh massa konduktor tersebut. Kapasitas kalor yang didapatkan dari hasil

perhitungan diatas adalah 0,3438174 J/OC.

• Percobaan menggunakan kawat konduktor yang berbahan perak yang

mempunyai kalor jenis 230 J/kgoC.

VIII. REFERENSI

1. 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

Documents

KR02 Calorywork