Embed Size (px)
Citation preview
LAPORAN PRAKTIKUM
REMOTE LABORATORY
Nama / NPM : Frisilia Dewi / 1206249731
Fak / Prog.Studi : MIPA / Fisika
Group : Group 8
Kawan Kerja :1. Halimah Harfah
2. Hasrianti Siregar
3. Ibrohim Hanifa
4. Giri Yudho
5. Fitya Fikriyah
6. Fatriyan Dwi Cahya
7. Fitrianita
No. & Nama Percobaan : KR02 & Calory Work
Minggu Percobaan : Pekan 6
Tanggal Percobaan : 8 April 2013
Nama Asisten :
Laboratorium Fisika Dasar
UPP IPD
UNIVERSITAS INDONESIA
KR02 Calory Work
A. Tujuan
Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.
B. Peralatan
Sumber tegangan yang dapat divariasikan
Kawat konduktor ( bermassa 2 gr )
Termometer
Voltmeter dan Amperemeter
Adjustable power supply
Camcorder
Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
Gbr. 1. Susunan alat percobaan
C. Dasar 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. Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu zat dinyatakan dengan
persamaan :
Q = m c ( - T) ....................................................... (2)
Dimana
Q = Jumlah kalor yang diperlukan ( kalori )
m = massa zat ( gram )
c = kalor jenis zat ( ⁄ )
= 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.
D. Cara Kerja
1. Mengaktifkan Web cam. (meng klik icon video pada halaman web r-Lab).
2. Memberikan tegangan sebesar 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, menunggu hingga mendekati
temperatur awal saat diberikan .
6. Ulangi langkah 2 hingga 5 untuk tegangan , dan
E. Data Percobaan
= 0 volt
No. Waktu
(s)
Arus
(A)
Tegangan
(volt)
T (K)
1 3 23.84 0 294.4
2 6 23.84 0 294.4
3 9 23.84 0 294.4
4 12 23.84 0 294.4
5 15 23.84 0 294.4
6 18 23.84 0 294.4
7 21 23.84 0 294.4
8 24 23.84 0 294.5
9 27 23.84 0 294.4
10 30 23.84 0 294.4
= 0.67 volt
No. Waktu
(s)
Arus
(A)
Tegangan
(volt)
T (K)
1 3 35.59 0.67 294.3
2 6 35.59 0.67 294.4
3 9 35.59 0.67 294.5
4 12 35.59 0.67 294.7
5 15 35.48 0.67 294.9
6 18 35.48 0.67 295.1
7 21 35.48 0.67 295.2
8 24 35.48 0.67 295.4
9 27 35.48 0.67 295.5
10 30 35.48 0.67 295.6
= 1.63 volt
No. Waktu
(s)
Arus
(A)
Tegangan
(volt)
T (K)
1 3 51.9 1.63 294.4
2 6 51.9 1.63 294.8
3 9 52.02 1.63 295.8
4 12 52.02 1.63 296.8
5 15 52.02 1.63 297.7
6 18 52.02 1.63 298.6
7 21 52.02 1.63 299.5
8 24 52.02 1.63 300.3
9 27 52.02 1.63 300.9
10 30 52.02 1.63 301.6
= 1.09 volt
No. Waktu
(s)
Arus
(A)
Tegangan
(volt)
T (K)
1 3 42.66 1.09 294.3
2 6 42.66 1.09 294.4
3 9 42.66 1.09 294.8
4 12 42.66 1.09 295.3
5 15 42.66 1.09 295.8
6 18 42.66 1.09 296.2
7 21 42.66 1.09 296.6
8 24 42.66 1.09 296.9
9 27 42.66 1.09 297.2
10 30 42.55 1.09 297.4
F. Pengolahan Data
1. Membuat grafik Waktu Vs. Temperatur pada = 0 volt
No. x y x^2 y^2 xy
1 3 294.4 9 86671.36 883.2
2 6 294.4 36 86671.36 1766.4
3 9 294.4 81 86671.36 2649.6
4 12 294.4 144 86671.36 3532.8
5 15 294.4 225 86671.36 4416
6 18 294.4 324 86671.36 5299.2
7 21 294.4 441 86671.36 6182.4
8 24 294.5 576 86730.25 7068
9 27 294.4 729 86671.36 7948.8
10 30 294.4 900 86671.36 27000
Ʃ 165 2944.1 3465 866772.5 66746.4
Ʃ^2 27225 8667725 4455081913
y = 0.001x + 294.39 R² = 0.0842
294.38
294.4
294.42
294.44
294.46
294.48
294.5
0 10 20 30 40
Tem
pe
ratu
r (K
)
Waktu (s)
T (K)
Linear (T (K))
Linear (T (K))
Waktu Vs. Temperatur
Kesalahan Relatif =
x 100%
= √(
) *
+
= 0.032098
= 0.032098* √
= 0.001178
M =
= 0.00101
Kesalahan Relatif =
x 100%
= 116.619 %
2. Membuat grafik Waktu Vs. Temperatur pada = 0.67 volt
Kesalahan Relatif =
x 100%
No. x y x^2 y^2 xy
1 3 294.3 9 86612.49 882.9
2 6 294.4 36 86671.36 1766.4
3 9 294.5 81 86730.25 2650.5
4 12 294.7 144 86848.09 3536.4
5 15 294.9 225 86966.01 4423.5
6 18 295.1 324 87084.01 5311.8
7 21 295.2 441 87143.04 6199.2
8 24 295.4 576 87261.16 7089.6
9 27 295.5 729 87320.25 7978.5
10 30 295.6 900 87379.36 8868
Ʃ 165 2949.6 3465 870016 48706.8
Ʃ^2 27225 8700140 2372352366
y = 0.0517x + 294.11 R² = 0.991
294
294.2
294.4
294.6
294.8
295
295.2
295.4
295.6
295.8
0 10 20 30 40
Tem
pe
ratu
r (K
)
Waktu (s)
T (K)
Linear (T (K))
Linear (T (K))
Waktu Vs. Temperatur
= √(
) *
+
= 0.047514
= 0.047514* √
= 0.001744
M =
= 0.051717
Kesalahan Relatif =
x 100%
= 3.37%
Menentukan nilai kapasitas panas dari kawat konduktor yang digunakan oleh
= 0.67 volt
= 35.59 A
Δt = 27 s
ΔT = 1.3 K
C =
=
= 495.248 J/°K
3. Membuat grafik Waktu Vs. Temperatur pada = 1.63 volt
No. x y x^2 y^2 xy
1 3 294.4 9 86671.36 883.2
2 6 294.8 36 86907.04 1768.8
3 9 295.8 81 87497.64 2662.2
4 12 296.8 144 88090.24 3561.6
5 15 297.7 225 88625.29 4465.5
6 18 298.6 324 89161.96 5374.8
7 21 299.5 441 89700.25 6289.5
8 24 300.3 576 90180.09 7207.2
9 27 300.9 729 90540.81 8124.3
10 30 301.6 900 90962.56 9048
Ʃ 165 2980.4 3465 888337.2 49385.1
Ʃ^2 27225 8882784 2438888102
y = 0.2808x + 293.41 R² = 0.9953
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
0 10 20 30 40
Tem
pe
ratu
r (K
)
Waktu (s)
T (K)
Linear (T (K))
Linear (T (K))
Waktu Vs. Temperatur
Kesalahan Relatif =
x 100%
= √(
) *
+
= 0.185579
=0.185579* √
= 0.006811
M =
= 0.280808
Kesalahan Relatif =
x 100%
= 2.4253%
Menentukan nilai kapasitas panas dari kawat konduktor yang digunakan oleh
= 1.63 volt
= 52.02 A
Δt = 27 s
ΔT = 7.2 °K
C =
=
= 317.97225 J/°K
4. Membuat grafik Waktu Vs. Temperatur pada = 1.09 volt
No. x Y x^2 y^2 xy
1 3 294.3 9 86612.49 882.9
2 6 294.4 36 86671.36 1766.4
3 9 294.8 81 86907.04 2653.2
4 12 295.3 144 87202.09 3543.6
5 15 295.8 225 87497.64 4437
6 18 296.2 324 87734.44 5331.6
7 21 296.6 441 87971.56 6228.6
8 24 296.9 576 88149.61 7125.6
9 27 297.2 729 88327.84 8024.4
10 30 297.4 900 88446.76 8922
Ʃ 165 2958.9 3465 875520.8 48915.3
Ʃ^2 27225 8755089 2392706574
y = 0.1259x + 293.81 R² = 0.9876
294
294.5
295
295.5
296
296.5
297
297.5
298
0 10 20 30 40
Tem
pe
ratu
r (K
)
Waktu (s)
T (K)
Linear (T (K))
Linear (T (K))
Waktu Vs. Temperatur
Kesalahan Relatif =
x 100%
= √(
) *
+
= 0.135792
= 0.135792* √
= 0.004983
m =
= 0.125859
Kesalahan Relatif =
x 100%
= 3.95%
Menentukan nilai kapasitas panas dari kawat konduktor yang digunakan oleh
= 1.09 volt
= 42.66 A
Δt = 27 s
ΔT = 3.1 °K
C =
=
= 404.994 J/°K
Waktu Vs. Temperatur dalam satu grafik
Berdasarkan nilai c yang diperoleh, maka dapat ditentukan nilai c rata-rata, yaitu
=
= 406.07 J/°K
S = SQRT ∑( )
( )
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
0 10 20 30 40
Tem
pe
ratu
r (K
)
Waktu (s)
V0
V1
V2
V3
Linear (V0)
Linear (V1)
Linear (V2)
Linear (V3)
Waktu Vs. Temperatur
=
= 174.612
Jadi kawat konduktor yang digunakan bernilai 406.07 ± 174.612 J/°K
Untuk menentukan jenis kawat konduktor yang digunakan dalam percobaan, ternyata tidak ada
nilai kapasitas kalor yang sama persis dengan nilai kapasitas kalor hasil percobaan sehingga
praktikan menggunakan nilai c dari tembaga karena paling mendekati dengan hasil percobaan
yaitu 386 J/Kg°K.
Kesalahan literatur = | |
x 100%
= | |
x100%
= 5.199 %
G. Analisa Data
1. Analisa Percobaan
Dalam percobaan ini, praktikum dilaksanakan secara on line melalui rLab dimana
praktikan ingin mengetahui nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor yang belum diketahui
namanya. Secara garis besar, cara kerja dalam percobaan ini adalah dengan mengaliri sebuah
kawat yang dililitkan pada sebuah sensor temperatur dengan arus listrik sehingga akan ada
perubahan energi dari listrik menjadi kalor. Kemudian sistem instrumentasi akan mencatat setiap
perubahan temperatur. Percobaan dapat dimulai setelah masuk ke dalam rLab. Kemudian
praktikan mengklik tombol video agar muncul video percobaannya, setelah itu praktikan harus
menentukan suhu awal yang akan menjadi suhu acuan pada percobaan berikutnya. Kemudian,
praktikan mengklik tegangan sebesar dan menghidupkan power supply dengan cara mengklik
tombol yang ada disampingnya lalu praktikan mengklik tombol ukur. Sistem instrumentasi akan
mencatat secara otomatis perubahan temperaturnya dan menghasilkan sepuluh data percobaan.
Kemudian praktikan mengulangi langkah yang sama untuk tegangan , ,dan tetapi
sebelumnya praktikan telah menyamakan temperatur awal sama dengan percobaan pertama.
Sehingga dalam percobaan ini didapatkan 40 data percobaan. Dengan demikian, praktikan daapt
menghitung nilai kapasitas kalor kawat konduktor tersebut.
2. Analisa Grafik
Pada percobaan yang telah dilakukan, didapat empat grafik, yaitu grafik waktu terhadap
temperatur dalam tegangan , , , dan . Grafik yang pertama adalah grafik waktu
terhadap temperatur dalam tegangan . Grafik ini membentuk garis horizontal hal ini
dikarenakan ketika tegangannya nol tidak terjadi perubahan temperatur. Grafik ini didapatkan
dengan memasukkan waktu menjadi sumbu x sebagai variabel bebas dan temperatur pada
sumbu y sebagai variabel terikat. Titik-titik pada grafik ini tersusun hampir membentuk garis
lurus horizontal dengan gradien sebesar 0.001. Nilai paling bawah dan nilai paling atas sama
yaitu sebesar 23.84 sehingga range nilainya nol. Persamaan kurva tersebut adalah y =
0.001x+294.39. Grafik kedua adalah grafik waktu terhadap temperatur dalam tegangan .
Grafik ini hampir membentuk garis lurus dengan gradien sebesar 0.0517. Grafik ini selalu naik
disetiap bertambahnya waktu sehingga waktu berbanding lurus dengan temperatur dimana
semakin lama waktu semakin besar pula temperaturnya. Grafik ini didapatkan dengan
memasukkan waktu menjadi sumbu x sebagai variabel bebas dan temperatur pada sumbu y
sebagai variabel terikat. Nilai paling bawah adalah 294.3 dan nilai paling atas adalah 295.6
dengan range sebesar 1.3. Persamaan kurva tersebut adalah y = 1.0517x + 294.11.
Grafik ketiga adalah grafik waktu terhadap temperatur dalam tegangan . Grafik ini
selalu naik disetiap bertambahnya waktu sehingga waktu berbanding lurus dengan temperatur
dimana semakin lama waktu semakin besar pula temperaturnya. Grafik ini didapatkan dengan
memasukkan waktu menjadi sumbu x sebagai variabel bebas dan temperatur pada sumbu y
sebagai variabel terikat. Grafik ini hampir membentuk garis lurus dengan gradien sebesar
0.2808 dan nilai paling bawah adalah 294.4 sedangkan nilai paling atas adalah 301.6 sehingga
didapatkan range sebesar 7.2. Persamaan kurva tersebut adalah y = 0.2808x + 293.41. Grafik
ketiga adalah grafik waktu terhadap temperatur dalam tegangan . Penggambaran bentuk
grafiknya sama seperti grafik sebelumnya. Grafik ini mempunyai gradien sebesar 0.1259
dengan nilai paling bawah sebesar 294.3 dan nilai paling atas sebesar 297.4 sehingga
didapatkan range sebesar 3.1. Persamaan kurva tersebut adalah 0.1259x + 293.81.
Dari grafik terlihat bahwa semakin besar tegangan semakin besar pula temperaturnya
sehingga temperatur berbanding lurus dengan waktu dan tegangan. Grafik yang praktikan
dapatkan tidak membentuk garis lurus secara sempurna. Hal ini dikarenakan oleh kesalahan
teknis seperti sinyal internet tiba-tiba melemah menjadikan loading lama dan menghabiskan
waktu percobaan, video menampilkan gambarnya lama dan putus ditengah jalan, serta suhu
yang sulit diatur seperti naik turun, tidak konsisten turun, atau lama turunnya sehingga data
yang didapatkan tidak akurat dan membentuk grafik tidak lurus sempurna.
3. Analisa Hasil
Pada percobaan yang telah dilakukan, praktikan dapat menentukan nilai kapasitas kalor
kawat konduktor tersebut. Percobaan ini menggunakan prinsip hukum kekekalan energi yaitu
energi tidak bisa diciptakan maupun dimusnahkan melainkan diubah ke bentuk yang lain dimana
dalam percobaan ini dari energi listrik menjadi energi kalor. Dalam pengolahan data diperoleh
data waktu dalam s, temperatur dalam K, arus listrik dalam ampere, dan tegangan dalam volt.
Semakin lama waktunya semakin besar pula temperatunya dan semakin besar tegangannya
semakin besar juga tenperaturnya sehingga temperatur berbanding lurus dengan waktu dan
tegangan. Dari data-data tersebut dapat menghitung nilai kapasitas kalor kawat konduktor
tersebut. Nilai C pada saat adalah 495.248 J/°K, pada saat sebesar 317.97225 J/°K,
sedangkan pada saat sebesar 404.994 J/°K. Kemudian di cari C rata-rata dan ΔC nya yaitu
sebesar 406.07 ± 174.612 J/°K. Nilai tersebut mendekati dengan nilai c tembaga yaitu 386
J/Kg°K sehingga praktikan menyimpulkan bahwa kawat konduktor tersebut adalah tembaga.
Praktikan mendapatkan nilai kesalahan literatur sebesar 5.199%. Sedangkan kesalahan relatif
pada percobaan pertama sebesar 116.619 %, pada percobaan kedua sebesar 3.37%, pada
percobaan ketiga sebesar 2.4253%, dan percobaan keempat sebesar 3.95%. Kesalahan sebesar itu
disebabkan oleh alasan teknis seperti sinyal internet tiba-tiba melemah menjadikan loading lama
dan menghabiskan waktu percobaan, video menampilkan gambarnya lama dan putus ditengah
jalan, serta suhu yang sulit diatur seperti naik turun, tidak konsisten turun, atau lama turunnya.
Selain itu juga, praktikan mengalami kesulitan saat menyamakan suhu awalnya agar semua suhu
awalnya sama. Praktikan telah melakukan sembilan kali percobaan tetapi tidak berhasil
menyamakan suhu awal sehingga praktikan mengambil data dengan suhu awal yang mendekati
sama. Selain itu juga, adanya perbedaan besar arus listrik. Sehingga data yang dihasilkan tidak
akurat yang berakibat pada besarnya kesalahan.
H. Kesimpulan
Pada percobaan Calory Work berlaku hukum kekekalan energi yaitu energi tidak
dapat diciptakan dan dimusnahkan melainkan diubah ke dalam bentuk yang lain.
Temperatur berbanding lurus dengan waktu dan tegangan sehingga semakin laam
waktu dan semakin besar tegangan semakin besar pula temperaturnya.
Besar nilai kapasitas kalor kawat konduktor yang digunakan dalam percobaan
sebesar 406.07 ± 174.612 J/°K. Nilai tersebut mendekati dengan nilai c tembaga
yaitu 386 J/Kg°K sehingga praktikan menyimpulkan bahwa kawat konduktor
tersebut adalah tembagan dengan kesalahan literatur sebesar 5.199%.
I. Daftar Pustaka
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.
