8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
1/30
i
HUKUM JOULE
PANAS YANG DITIMBULKAN OLEH ARUS LISTRIK (L1)
SELVI FIDIA PUTRI LESTARI
1113 100 029
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
ABSTRAK
Telah dilakukan percobaan Hukum Joule panas yang ditimbulkan oleh
arus listrik praktikum ini bertujuan untuk menentukan panas yang ditimbulkan
oleh arus listrik dan membuktikan hukum Joule, serta menentukan harga 1 Joule
itu. Praktikum ini dilaksanakan dengan melakukan dua percobaan dengan dua
rangkaian yang berbeda. Dimana pada rangkaian 1, letak tahanan geser berada
setelah voltmeter dan amperemeter,sedangkan pada ragkaian rangkaian 2 letak
tahanan geser berada setelah power supply.Dari kedua rangkaian ini diamati mana
yang lebih efisien. Dalam percobaan ini didapatkan besarnya arus, beda potensial
dan waktu yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sebesar 1 derajat celcius .
kemudian data ini di analisa untuk menentukan besarnya panas dan harga dari 1
Joule.dari percobaan yang telah dilakukan didapat harga 1 joule adalah 0,23
kalori.
Kata kunci: beda potensial , kuat arus, suhu
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
2/30
ii
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................... i
DAFTAR ISI ........................................................................................................... ii
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1
1.2 Permasalahan................................................................................................. 1
1.3 Tujuan ........................................................................................................... 1
DASAR TEORI ...................................................................................................... 2
2.1 Temperatur .................................................................................................... 2
2.2 Konsep Panas ................................................................................................ 2
2.3 Arus Listrik ................................................................................................... 4
2.4 Asas Black ..................................................................................................... 5
2.5 Voltmeter....................................................................................................... 6
2.6 Amperemeter ................................................................................................. 7
2.7 Kalorimeter ................................................................................................... 7
2.8 Hukum Joule ................................................................................................. 8
METODOLOGI PERCOBAAN ............................................................................. 9
3.1 Peralatan dan Bahan ...................................................................................... 9
3.2 Langkah Kerja ............................................................................................... 9
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ........................................................... 11
4.1 Analisis Data ............................................................................................... 11
4.2 Perhitungan ................................................................................................. 12
4.3 Grafik .......................................................................................................... 15
4.4 Pembahasan ................................................................................................. 15
KESIMPULAN ..................................................................................................... 18
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
3/30
iii
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 19
LAMPIRAN .......................................................................................................... 20
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
4/30
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari, kita mengetahui bahwa arus listrik yang
mengalir pada suatu rangkaian juga menghasilkan panas. Pada peralatanperalatan
yang menggunakan arus listrik sebagai sumber energinya, apabila kita aktifkan
dalam jangka waktu tertentu, maka akan timbul panas pada bagian rangkaian
listrik yang merupakan tempat / pusat aktifitas arus listrik.
Pada dasarnya,panas pada peralatan elektronik tersebut disebabkan oleh energi
listrik yang terkonversi menjadi energi panas.secara umum hal tersebut dapat
dijelaskan secara fisis. hal inilah yang mendasari percobaan kami.
1.2 Permasalahan
Dalam melakukan percobaan L1 ini, terdapat berbagai permasalahan yaitu
bagaimana menentukan panas yang ditimbulkan oleh arus listrik dan bagaimana
cara membuktikan Hukum Joule dan menentukan harga 1 Joule.
1.3 Tujuan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan panas yang ditimbulkan
oleh arus listrik dan bagaimana cara membuktikan Hukum Joule dan menentukan
harga 1 Joule.
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
5/30
2
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Temperatur
Temperatur merupakan ukuran mengenai panas atau dinginnya benda. Banyak
sifat zat yang dapat berubah terhadap temperatur. Salah satu contohnya adalah
besi, sebatang besi akan lebih panjang ketika panas dari pada ketika dingin.
Sebagian besar zat akan memuai ketika dipanaskan. Hal ini menunjukkan bahwa
hambatan listrik materi zat juga berubah terhadap temperatur (Giancoli, 2001).
Pada temperatur yang lebih tinggi, zat padat akan seperti besi bersinar yang
berwarna jingga bahkan berwarna putih. Alat yang dirancang untuk mengukur
temperatur disebut dengan termometer. Ada banyak termometer, tetapi cara kerja
dari setiap termometer bergantung pada beberapa sifat materi yang berubah
terhadap temperatur. Temperatur lebih gampang kita kenal sebagai tolak ukur
panas atau dinginnya suatu benda. Untuk lebih tepatnya lagi, temperatur
merupakan suatu ukuran energi kinetik molekul internal rata rata sebuah benda.
Definisi maupun penentuan temperatur merupakan suatu hal yang sulit. Namun di
dalam hukum termodinamika yang kedua dapat digunakan untuk mendefinisikan
skala temperatur yang tak bergantung pada sifat sifat zat apapun dan dapat dipilih
yang sama dengan skala temperatur yang didefinisikan dengan menggunakan
sifat-sifat gas (Tipler, 1991).
Konsep dari temperatur pada dasarnya yaitu keadaan panas dan dinginnya
suatu benda. Benda panas memiliki temperatur yang lebih tinggi dibandingkan
dengan benda yang dingin. Temperatur juga berhubungan dengan energi kinetik
pada molekul-molekul suatu benda (Young dan Freedman, 1996).
2.2 Konsep Panas
Panas adalah besaran dasar. Dari sistem yaitu sistem A dan B berbeda
suhunya, bila dihubungkan satu sama lain akan terjadi perubahan suhu sampai
suhu keduanya sama besar (setimbang).perubahan suhu ini terjadi karena adanya
aliran panas/perpindahan panas dari A ke B atau sebaliknya. Ketika dua benda
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
6/30
3
yang mempunyai suhu yang berbeda dihubungkan satu sama lain dihubungkan,
maka akan terjadi transfer energi atau aliran energi dari benda yang suhunya lebih
tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah. Energi yang dipindahkan pada
kondisi-kondisi seperti ini biasa disebut sebagai energi kalor/panas (heat). Ketika
suatu benda dipanaskan maka energi diberikan pada benda itu dan benda tersebut
akan kehilangan energi. kita dapat menyimpulkan bahwa satu kalori akan
mengubah temperatur satu gram air satu derajat Celsius.
(Tipler A.paul.2008)
Tentu saja energi kalor tidak berbeda dari energi mekanik. Kalori
merupakan satuan energi yang lain yang mirip dengan Erg atau Joule. Salah satu
cara untuk menemukan hubungan antara kalori dan joule adalah mengukur
besarnya kalor yang diterima dalam kalori ketika dilakukan kerja yang berupa
gaya gesek dalam jumlah tertentu dalam satuan Joule. Jamess Presscott Joule
melakukan percobaan seperti itu pada tahun 1840. Joule menggunakan sebuah alat
yang didalamnya beban-beban yang jatuh merotasikan sekumpulan dayung
didalam sebuah wadah air yang diisolasi. Didalam satu siklus operasi maka
beban-beban yang jatuh tersebut melakukan sejumlah kerja yang diketahui pada
air tersebut, yang massanya m, dan kita memperhatikan bahwa temperatur naik
sebanyak T. Kita dapat menghasilkan kenaikan temperatur yang sama ini dengan
memindahkan tenaga kalor Q kepada sistem tersebut yang diberikan oleh:
Q = m.c. T (2.1)
Jadi kita mengukur W, mengamati T, dan menghitung Q,
Sejak saat itu, metode elektrik untuk menentukan hubungan kalori dan
Joule telah disempurnakan. Hasil yang didapat ini dinamakan Tara kalor mekanik
dari kalor/panas adalah
1 kalori = 4,184 Joule sehingga
1 Joule = 0,239 Kalori
Kita dapat menggunakan nilai percobaan ini untuk mengubah pengukuran energi-
kalor menjadi satuan dasar energi-mekanik. Konsep seperti ini akan kita coba
untuk diterapkan dalam percobaan ini.
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
7/30
4
Apabila antara dua ujung kawat konduktor diberi beda potensial, maka
elektron-elektron bebas akan bergerak di sepanjang kawat konduktor tersebut.
Elektron akan menumbuk partikel konduktor selama terjadi beda potensial.
Dengan demikian dapat dianggap elektron berkecepatan rata-rata tetap. Dengan
adanya tumbukan tersebut, maka sebagian energi gerak elektron akan diberikan
pada partikel. Getaran partikel akan bertambah besar dan inilah yang
menyebabkan panas. Dalam percobaan ini kawat spiral yang dialiri arus listrik
dimasukkan ke dalam air sehingga terjadi perpindahan panas dari spiral ke air.
Hingga derajat pertambahan panas (dH/dt) berbanding lurus dengan arus listrik
dan beda potensial :
dH/dt = V.i (2.2)
Bila V dan I tetap maka persamaan (1) dapat diintegralkan
H = V.i.t (2.3)
H = Jumlah panas yang timbul (Joule)
t = lama waktu dialiri listrik (detik)
Bila V,I,t dapat diukur maka H dapat dihitung.
Panas yang diterima air :
Q1= W.(Ta-Tm) (kalori) (2.4)
Panas yang diterima kalorimeter dan pengaduknya :
Q2= 0,26.W.(Ta-Tm) (kalori) (2.5)
W = massa air(gram)
Ta = Temperatur akhir(0C)
Tm = Temperatur awal (0C)
0,26W = harga air
Berdasar asas Black, maka panas yang diterima = panas yang dilepas, Jadi
persamaan (2.2) = Jumlah persamaan (2.3) & (2.4). Sehingga harga 1 Joule dalam
satuan kalori dapat ditentukan. (halliday resnick.2000)
2.3 Arus Listrik
Arus listrik adala aliran muatan yang bergerak, namun tidak semua muatan
yang bergerak mengandung arus listrik. Jika akan terdapat arus listrik yang
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
8/30
5
melalui suatu permukaan, pasti akan ada aliran neto muatan yang melalui
permukaan itu.misalnya elektron bebas (elektron induksi) dalam suatu kawat
tembaga terisolasi berada dalam gerak acak pada kecepatan yang merupakan
kelipatan dari 106m/s. Jika kita membentuk suatu bidang hipotessis melalui kawat
tadi, elektron konduksi akan lewat melalui kawat tersebut dalam kedua arah pada
laju beberapa miliar per sekon tetapi tidak ada transpor neto muatan dan dengan
demikian tidak ada arus yang melewati kawat. Namun jika kita menghubungkan
ujung-ujung kawat ke baterai, kita sedikit mencondongkan arus dalam satu arah,
yang berakibat sekarang terdapat transpor neto muatan dan demikian ada arus
listrik yang melalui kawat.contoh lain adalah alran air yang melalui selang di
taman merepresentasikan aliran terarah dari muatan positif (proton dalam molekul
air) pada laju yang mungkin beberapa juta coulumb per sekon. Namun tidak ada
transpor neto muatan, karena terdapat juga aliran paralel dari muatan negatif
(elektron dalam molekul air) dalam jumlah tepat sam dan bergerak dalam arah
tepat sama. (Halliday,resnick.2005)
2.4 Asas Black
Fase suatu benda pada umumnya tergantung pada temperaturnya. Benda dapat
berada dalam Fase padat, cair atau gas. Pada umumnya, bahan hanya berada pada
phase gas bila temperatur tinggi dan tekanannya rendah. Pada temperatur yang
rendah dan tekanan yang tinggi, gas berubah ke phase cair atau ke phase padat.
Pada peristiwa melebur atau meleleh, panas diserap atau dikeluarkan oleh
benda yang mengeluarkan perubahan phase tersebut, demikian pula pada
peristiwa mendidih, mengembun, dan sublimasi. banyaknya panas persatuan
massa benda pada waktu terjadi perubahan phase disebut panas laten.
Sekarang kita tinjau dua sistem yang berbeda dengan suhu awal yang
berlainan T1dan T2(misal T1> T2 ). Bila dua sistem tersebut dihubungkan maka
akan terjadi perpindahan panas sampai tercapai keadaan setimbang dengan
anggapan bahawa ada panas yang hilang keluar dari sistem. Dalam keadaan
setimbang, kedua sistem mempunyai suhu sama (Ta ) yang disebut suhu akhir.dari
permodelan ini dapat ditarik kesimpulan bahwa sistem pertama mengalami
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
9/30
6
penurunan suhu berarti sistem tersebut melepaskan panas ( Q1 ). Sebaliknya
sistem kedua mengalami kenaikan suhu berarti sistem tersebut menerima kalor (
Q2 ).dari sini, dapat diketahui bunyi azas black yaitu panas yang dilepas sama
dengan panas yang diterima .sehingga
Q1= Q2 (2.6)
m1 c1 (T1Ta) = m1 c1(TaT2) (2.7)
dari persamaan diatas dapat diperoleh besaran yang dicari. (Dosen-dosen fisika
FMIPA ITS.2012)
2.5 Voltmeter
Sebuah voltmeter, atau juga dikenal sebagai tegangan meter, digunakan untuk
mengukur perbedaan potensial atau tegangan, antara dua titik dalam sebuah sirkuit listrik
atau elektronik. Beberapa voltmeter dirancang untuk digunakan dalam arus searah (DC)
sirkuit, sedangkan yang lain dirancang untuk arus bolak-balik (AC) sirkuit. Bagian
yang paling penting dari voltmeter adalah analog, yang mana pembacaan
ditunjukkan dengan jarum penunjuk pada suatu skala adalah galvanometer.
Galvanometer sendiri bekerja dengan prinsip gaya antara medan magnet dan
kumparan kawat pembawa arus. Penyimpangan jarum galvanometer sebanding
dengan arus yang melewatinya. Pada galvanometer, sensitivitas arus skala penuh,
Im adalah arus yang dibutuhkan agar jarum menyimpang dengan skala penuh
(Giancoli, 2001).
Voltmeter selalu mengukur selisih antara potensial di antara dua titik.
Voltmeter yang ideal akan mempunyai hambatan yang tak berhingga, sehingga
apabila disambungkan diantara dua titik dalam sebuah rangkaian tidak akan
mengubah arus. Tegangan yang melalui kumparan alat ukur pada simpangan skala
penuh dapat diperluas jangkauannya dengan menyambungkan resistor Rs secara
seri dengan kumparan tersebut. Oleh karena itu, hanya sebagian dari selisih
potensial total itu yang akan muncul melalui kumparan itu sendiri, dan sisanya
akan muncul melalui Rs (resistor seri). Pada voltmeter dengan pembacaan skala
penuh Vv, diperlukan resistor seri Rs, sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut
ini :
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
10/30
7
(2.8)
(Sears dan Zemansky, 2000).
2.6 Amperemeter
Amperemeter merupakan sebuah alat untuk mengukur arus listrik
dalam orde ampere. Amperemeter adalah suatu galvanometer yang diberi tahanan
luar yang paralel dengan tahanan galvanometer yang sering disebut tahanan shunt.
Fungsi dari tahanan shunt adalah untuk mengalirkan arus sedemikian
rupa sehingga arus maksimum yang lewat galvanometer tetap dalam orde
mokroamper.( Halliday : 2011 )
2.7 Kalorimeter
Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk menentukan besarnya
kapasitas pans suatu zat. Ada beberapa kalorimeter, pada bab ini akan dibahas
salah satu macam kalorimeter yaitu kalorimeter air berdinding ganda.
Kalorimeter air berdinding ganda terdiri atas bejana logam berdinding tipis
A, yang permukaan luarnya diberi lapisan nikel untuk mengurangi kehilangan
panas karena radiasi. Bejana ini berisi air yang diketahui banyaknya dan
mempunyai tutup yang berlubang untuk dapat dimasuki termometer B dan
pengaduk C. Kehilangan panas dapat dikurangi lagi dengan memasukkan bejana
tersebut ke dalam bejana lain D yang terbuat dari penyekat panas. Jika kepada
kalorimeter tersebut diberikan sejumlah panas Q yang beluum diketahui, maka
dengan membaca termometer sebelum dan sesudah dimasukkan panas tadi,
dapatlah diketahui harga Q berdasarkan kenaikan temperatur yang terjadi.
Cara mempergunakan kalorimeter air berdinding ganda ini sebagai
berikut: sepotong bahan yang akan diukur panas jenisnya dipanaskan hingga
temperatur ts.misalkan massa potongan bahan tersebut msdan panas jenisnya cs.
Air di dalam kalorimeter diaduk dengan pengaduk c, dan temperaturnya dicatat t1.
Selanjutnya potongan bahan dimasukkan ke dalam kalorimeter dengan cepat, air
lalu diaduk lagi dengan baik dan temperatur air yang baru dicatat t2. Massa
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
11/30
8
kalorimeter mcdan panas jenisnya cc,sedangkan massa air adalah mw. Jika selama
percobaan ini tidak ada panas yang hilan dari kalorimeter, maka panas yang
diberikan oleh potongan bahan pada waktu temperatur bahan turun dari tsmenjadi
t2sama dengan panas yang diterima oleh air dan bejana kalorimeter (azas black),
jadi:
ms c3 (Ts-T2) = mw(1) (T2T1) + mccc(T2T1) (2.9)
dengan mc ,cc merupakan harga air dari kalorimeter, sedang panas jenis air
dianggap 1. Dari persamaan (6), harga csdapat dihitung karena besaran- besaran
lainnya sudah diketahui. Perlu diperhatikan bahwa metode pengukuran panas jenis
diatas hanya menghasilkan panas jenis rata-rata di dalam daerah temperatur ts
sampai t2.(Dosen-Dosen fisika FMIPA ITS.2012)
2.8 Hukum Joule
Hukum joule menuliskan bagaimana energi diubah kedalam energi
termal, yang didalam suatu penghantar merupakan suatu proses yang tidak dapat
dibalik atau hanya berlangsung satu arah. Pada saat akan merebus air, makin besar
nyala api maka akan makin cepat suhu air tersebut meningkan. Ini berarti makin
besar kalor yang diberikan pada air. Jika diberikan kalor yang sama pada sedikit
air, maka akan lebih cepat daripada yang sebelumnya. Joule juga telah
merumuskan perbandingan jumlah satuan usaha dengan jumlah satuan panas yang
dihasilkan adalah sama, sehingga
(2.10) (2.11)
Dimana V adalah tegangan listrik, I adalah arus listrik, t adalah waktu
dalam sekon. ( Serway : 2004 )
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
12/30
9
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Peralatan dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan kali ini yaitu satu set
kalorimeter dan perlengkapannya, satu buah termometer, satu buah adaptor, satu
buah stopwatch, satu buah tahanan geser (Rg), satu buah ampermeter (A), satu
buah voltmeter (V), air, es batu, dan neraca.
3.2 Langkah Kerja
Pada percobaan kali ini terdapat beberapa rangkaian alat.
Gambar 3. 1 Skema alat model pertama
Gambar 3. 2 Skema alat model kedua
Langkah yang pertama, alat dirangkai sesuai pada gambar 3.1 , kemudian
dengan seizin asisten, dihubungkan tegangan PLN. Langkah yang kedua,
kalorimeter yang ditunjukan dengan huruf K diisi dengan air massa air 125gram
dan massa total air+kalorimeter 170,5gram, kemudian massa air dalam
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
13/30
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
14/30
11
BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis Data
Dari percobaan yang sudah dilakukan, didapatkan beberapa data sebagai
berikut:
Tabel 4. 1 Hasil pengambilan data pada Rangkaian 1, m= 125g, dan I=0,5A
No t(s) T(C) V(v)
1 34,8 29 0,75
2 93,4 30 0,758333
3 95,08 31 0,7616674 112,62 32 0,763333
5 136,95 33 0,765Tabel 4. 2 Hasil pengambilan data pada Rangkaian 1, m= 130g, dan I=0,5A
No t(s) T(C) V(v)
1 97,22 16 0,763333
2 68,29 17 0,765
3 84,33 18 0,766
4 87,12 19 0,766667
5 115,89 20 0,766667Tabel 4. 3 Hasil pengambilan data pada Rangkaian 2, m= 125g, dan I=0,5A
No t(s) T(C) V(v)
1 86,9 28 0,75
2 114,07 29 0,758333
3 111,3 30 0,766667
4 116,7 31 0,766667
5 134,52 32 0,766667Tabel 4. 4 Hasil pengambilan data pada Rangkaian 2, m= 125g, dan I=0,4A
No t(s) T(C) V(v)1 173,96 16 0,606667
2 146,45 17 0,606667
3 118,82 18 0,606667
4 134,31 19 0,606667
5 113,43 20 0,606667
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
15/30
12
4.2 Perhitungan
Untuk perhitungan digunakan data pertama pada tabel 4.1 sebagai contoh
perhitungan. Pertama-tama dicari terlebih dahulu nilai H, dengan menggunakan
persamaan:
Sehingga:
Joule
Kemudian dicari nilai Q1 dengan menggunakan persamaan:
Kemudian dicari nilai Q2 dengan menggunakan persamaan:
Setelah itu ditentukan nilai dari 1 joule dengan cara, menggunakan
persamaan:
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
16/30
13
Maka dapat ditentukan hasil perhitungan untuk semua data:
Tabel 4. 5 Hasil perhitungan pada Rangkaian 1, m= 125g, dan I=0,5A
No t(s) T(C) V(v) H
1 34,8 29 0,75 13,05
2 93,4 30 0,758333 35,41417
3 95,08 31 0,761667 36,20963
4 112,62 32 0,763333 42,9833
5 136,95 33 0,765 52,38338
Rata-rata H 36,0081
Q1 125Q2 32,5
Nilai 1 Joule 0,228623
Tabel 4. 6 Hasil perhitungan pada Rangkaian 1, m= 130g, dan I=0,5A
No t(s) T(C) V(v) H
1 97,22 16 0,763333 37,10563
2 68,29 17 0,765 26,12093
3 84,33 18 0,766 32,29839
4 87,12 19 0,766667 33,396
5 115,89 20 0,766667 44,4245
Rata-rata H 34,66909
Q1 33,8
Q2 163,8
Nilai 1 Joule 0,211655
Tabel 4. 7 Hasil perhitungan pada Rangkaian 2, m= 125g, dan I=0,5A
No t(s) T(C) V(v) H1 86,9 28 0,75 32,5875
2 114,07 29 0,758333 43,25154
3 111,3 30 0,766667 42,665
4 116,7 31 0,766667 44,735
5 134,52 32 0,766667 51,566
Rata-rata H 42,96101
Q1 125
Q2 32,5
Nilai 1 Joule 0,272768
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
17/30
14
Tabel 4. 8 Hasil perhitungan pada Rangkaian 2, m= 125g, dan I=0,4A
No t(s) T(C) V(v) H1 173,96 16 0,606667 42,21429
2 146,45 17 0,606667 35,53853
3 118,82 18 0,606667 28,83365
4 134,31 19 0,606667 32,59256
5 113,43 20 0,606667 27,52568
Rata-rata H 33,34094
Q1 125
Q2 32,5
Nilai 1 Joule 0,211689
Lalu ditentukan nilai galat dari keseluruhan data dengan cara:
( )
3,673472 %
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
18/30
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
19/30
16
prinsipnya, hambatan dapat diperoleh dari logam. Besar hambatan logam
sebanding dengan panjang logam. Pada alat ini panjang logam yang dihubungkan
dengan sumber listrik dapat diubah-ubah sehingga hambatannya pun dapat
berubah-ubah. Yang ketiga adalah voltmeter , voltmeter ini digunakan untuk
mengukur beda potensial, yang keempat adalah amperemeter, amperemeter ini
digunakan untuk mengukur arus listrik. Yang pertama kali dilakukan dalam
percobaan adalah merangkai alat, untuk rangkaian satu, Pertama-tama
dihubungkannya power supply dengan kalorimeter dan dari kalorimeter
dihubungkan ke voltmeter dan amperemeter, lalu dari voltmeter dan amperemeter
dihubungkan ke hambatan geser dan dari habatan geser dihubungkan kembali ke
power supply. Setelah itu dimasukan air dingin kedalam kalorimeter kemudian
alat yang telah dihubungkan ke sumber listrik dinyalakan. Dan diukur perubahan
suhunya.
Dalam percobaan yang kami lakukan, pada saat percobaan dengan
menggunakan rangkaian satu dilakukan dua kali dengan arus yang sama namun
massa airnya yang berbeda atau dibuat variasi. Yang pertama adalah 125 gram air
dan yang kedua adalah 130 gram. Pada saat percobaan dengan menggunakan arus
0,5 Ampere, pertama-tama dimasukan air dingin kedalam kalorimeter sebanyak
125 gram ( sudah termasuk dengan bejana logamnya ) kemudian ditunggu hingga
suhu yang ditunjukan oleh termometer menjadi 29 derajat celcius. Setelah suhu
yang ditunjukan oleh termometer menunjukan angka 29 derajat celcius kemudian
alat dinyalakan dan ditunggu hingga suhu meningkat. Dalam percobaan kali ini
yang dihitung adalah waktu yang dibutuhkan untuk berubahnya 1 derajat celcius
hingga suhu mencapai 33 derajat celcius. Hasil yang kelompok kami dapatkan
bisa dilihat pada tabel 4.1. dapat dilihat bahwa ketika dialiri arus sebesar 0,5
Ampere untuk mencapai 33 derajat celcius membutuhkan waktu selama 136,95
detik. Untuk percobaan yang kedua yaitu dengan menggunakan arus 0,5 Ampere
sama seperti percobaan dengan menggunakan massa air 125 gram, namun untuk
percobaan yang menggunakan arus 0,5 Ampere, waktu yang dibutuhkan untuk
mencapai suhu 20 derajat celcius hanya 115,89 detik. Disini dapat disimpulkan,
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
20/30
17
semakin tinggi arus maka semakin cepat perubahan suhu yang terjadi atau
semakin cepat panas.
Untuk percobaan pada rangkaian dua pertama-tama dihubungkannya
power supply dengan hambatan geser dan dari hambatan geser dihubungkan ke
amperemeter, dari amperemeter dihubungkan ke kalorimeter dan dari kalorimeter
dihubungkan ke voltmeter, dan dari voltmeter dihubungkan kembali ke
kalorimeter, dari kalorimeter dihubungkan kembali ke power supply. Pada
percobaan dengan dengan menggunakan rangkaian kedua ini juga dilakukan dua
kali percobaan. Sama seperti pada percobaan dengan menggunakan rangkaian
satu. Yaitu arus yang digunakannya adalah 0,5 Ampere dan 0,4 Ampere. Pada
rangkaian kedua ini, untuk percobaan dengan menggunakan arus listrik 0,5
Ampere hanya dibutuhkan waktu yang singkat untuk mencapai suhu 32 derajat
celcius dari 28 derajat celcius, yaitu selama 134,52 detik. ini membuktikan bahwa
pada percobaan menggunakan rangkaian dua perubahan suhunya jauh lebih cepat
dibandingkan dengan pada saat percobaan dengan menggunakan rangkaian satu.
Dan untuk percobaan dengan menggunakan arus 0,4 Ampere, hanya dibutuhkan
waktu selama 113,43 detik dari 16 derajat celcius menuju 20 derajat celcius.
Jadi dapat disimpulkan bahwa percobaan dengan rangkaian dua lebih
efisien dibanding dengan percobaan dengan menggunakan rangkaian satu. Selain
lebih cepat dan menghemat waktu, percobaan dengan menggunakan rangkaian
kedua ini menghemat listrik..
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
21/30
18
BAB V
KESIMPULAN
Dari hasil perhitungan dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa:
1. Dari rangkaian 1 dan 2,untuk masalah efektifitas.maka lebih efektif dan
efisien rangkaian 2.
2. Arus yang diberikan sebanding dengan pertambahan suhu yang terjadi.
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
22/30
19
DAFTAR PUSTAKA
David Halliday, et all.2011. Fundamental of Physics 9th Edition. United State of
America : John Wiley & Sons, Inc.
Dosen-dosen Fisika FMIPA ITS.2000. Fisika Dasar 1. Surabaya : Institut
Teknologi Surabaya.
Dosen-dosen Fisika FMIPA ITS.2009. Fisika Dasar 2. Surabaya : Institut
Teknologi Surabaya.
Greenslade B. Thomas. 1978. Nineteenth Century Textbook Illustrations XXIII
The Rheostat.
Raymon A. Serway, John W. Jewett. 2004. Physics for Scientitss and
Engineering. California : Thomsons Brook.
Tipler Paul A, Gene Mosca. 2008. Physics for Scientits and Engineers with
Moderen Physics. New York : W. H. Freeman and Company.
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
23/30
20
LAMPIRAN
Berikut adalah ralat untuk data yang didapat, yaitu tegangan dan waktu.
Untuk data waktu:
Tabel 6. 1 Hasil ralat tegangan pada rangkaian 1, m= 125g, dan I=0,5A
No V(v)
1 0,75 -0,00967 9,34E-05
2 0,758333 -0,00133 1,78E-06
3 0,761667 0,002 4E-06
4 0,763333 0,003667 1,34E-05
5 0,765 0,005333 2,84E-05
Rata-rata V 0,759667
Ralat Mutlak: [
]
Ralat Nisbi:
Keseksamaan: 99%
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
24/30
21
Tabel 6. 2 Hasil ralat tegangan pada Rangkaian 1, m= 130g, dan I=0,5A
No V(v)
1 0,763333 -0,0022 4,84E-06
2 0,765 -0,00053 2,84E-07
3 0,766 0,000467 2,18E-07
4 0,766667 0,001133 1,28E-06
5 0,766667 0,001133 1,28E-06
Rata-rata V 0,765533
Ralat Mutlak:
[
]
Ralat Nisbi:
Keseksamaan:
99,91784%
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
25/30
22
Tabel 6. 3 Hasil ralat tegangan pada Rangkaian 2, m= 125g, dan I=0,5A
No V(v)
1 0,75 -0,01167 0,000136
2 0,758333 -0,00333 1,11E-05
3 0,766667 0,005 2,5E-05
4 0,766667 0,005 2,5E-05
5 0,766667 0,005 2,5E-05
Rata-rata V 0,761667
Ralat Mutlak: [
]
Ralat Nisbi:
Keseksamaan:
99,56236%
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
26/30
23
Tabel 6. 4 Hasil ralat tegangan pada Rangkaian 2, m= 125g, dan I=0,4A
No V(v)1 0,606667 0 0
2 0,606667 0 0
3 0,606667 0 0
4 0,606667 0 0
5 0,606667 0 0
Rata-rata V 0,606667
Ralat Mutlak:
[
]
Ralat Nisbi:
Keseksamaan:
100%
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
27/30
24
Tabel 6. 5 Hasil ralat waktu pada rangkaian 1, m= 125g, dan I=0,5A
No t(s)1 34,8 -59,77 3572,453
2 93,4 -1,17 1,3689
3 95,08 0,51 0,2601
4 112,62 18,05 325,8025
5 136,95 42,38 1796,064
Rata-rata t 94,57
Ralat Mutlak:
[
]
Ralat Nisbi:
Keseksamaan:
82,15508%
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
28/30
25
Tabel 6. 6 Hasil ralat waktu pada Rangkaian 1, m= 130g, dan I=0,5A
No t(s)
1 97,22 6,65 44,2225
2 68,29 -22,28 496,3984
3 84,33 -6,24 38,9376
4 87,12 -3,45 11,9025
5 115,89 25,32 641,1024
Rata-rata t 90,57
Ralat Mutlak: [
]
Ralat Nisbi:
Keseksamaan:
91,33227%
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
29/30
26
Tabel 6. 7 Hasil ralat waktu pada Rangkaian 2, m= 125g, dan I=0,5A
No t(s)
1 86,9 -25,798 665,5368
2 114,07 1,372 1,882384
3 111,3 -1,398 1,954404
4 116,7 4,002 16,016
5 134,52 21,822 476,1997
Rata-rata t 112,698
Ralat Mutlak: [
]
Ralat Nisbi:
Keseksamaan:
93,23769%
8/10/2019 Lapres L1 Fisdas 2
30/30
Tabel 6. 8 Hasil ralat waktu pada Rangkaian 2, m= 125g, dan I=0,4A
No t(s)
1 173,96 36,566 1337,072
2 146,45 9,056 82,01114
3 118,82 -18,574 344,9935
4 134,31 -3,084 9,511056
5 113,43 -23,964 574,2733
Rata-rata t 137,394
Ralat Mutlak: [
]
Ralat Nisbi:
Keseksamaan:
92,11406%
Recommended