Laporan Praktikum

Nama/NPM : Adisa Larasati/1406577202

Fakultas/Program Studi : Teknik/Teknik Komputer

Group & Kawan Kerja : Group 3

Andrea Devina

Antonius Ian

Aqsha Justirandi Padyani

Jeffrey Riady

Rizky Obindias

Sangghadatu Abda M.

Suryaningrum P.

Widyaningsih Bungin Sura’

No. & Nama Percobaan : KR02 - Calori Work

Minggu Percobaan : Pekan 3

Tanggal Percobaan : Jumat, 13 Maret 2015

Nama Asisten : Fitria Anggraini

Laboratorium Fisika Dasar

UPP IPD

Universitas Indonesia

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

Kalor adalah bentuk energy yang berpindah dari benda yang lebih tinggi

suhunya ke benda yang lebih rendah suhunya ketika kedua benda bersentuhan.

Pernyataan ini pertama kali dibuktikan oleh Robert Von Mayer melalui

percobaan berikut ini : botol diisi dengan air dingin, kemudian digoncang-

gonangkan selama beberapa menit.apa yang terjadi pada air tersebut? Air

menjadi hangat, hangatnya air di dalam botol adalah karena air memperoleh

kalor yang berasal dari perubahan energy kinetic air tersebut. Energy kalor dapat

ditimbulkan dari berbagai bentuk energy, seperti energy kimia, energy listrik,

energy kinetic, energy nuklir dan sebagainya.

Kalor adalah salah satu bentuk energy yang dapat berpindah karena adanya

perbedaan suhu. Kalo dapat menyebabkan perbedaan suhu suatu benda. Dalam

fisika, pengertian kalor berbeda dengan suhu. Kalor sebagai bentuk energy yang

menyatakan jumlah panas, sedangkan suhu menyatakan ukuran derajat panas.

Secara ilmiah, kalor berpindah dari benda yang suhunya tinggi menuju benda

yang suhunya rendah apabila kedua benda dicampur. Karena kalor sebagai

bentuk energy, maka berlaku hokum kekekalan energy untuk kalor. Menurut

Joseph Black, kalor yang diterima sama dengan kalor yang dilepas. Pernyataan ini

disebut sebagai Asas Black.

Kalor yang diterima atau dilepaskan sebanding dengan massa zat, penurunan

atau penaikan suhu dan kalor jenis zat. Dirumuskan dengan :

Q=m.c .∆t

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 )

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 a−T )

Dimana :

Q = Jumlah kalor yang diperlukan ( kalori )

m = massa zat ( gram )

c = kalor jenis zat ( kal/gr0C)

Ta = 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.

IV. Cara Kerja

1) Aktifkan Web cam ! (klik icon video pada halaman web r-Lab) !

2) Berikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor !

3) Hidupkan Power Supply dengan meng’klik’ radio button disebelahnya.

4) Ambilah data perubahan temperatur , tegangan dan arus listrik pada kawat

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

5) Perhatikan temperatur kawat yang terlihat di web cam, tunggulah hingga

mendekati temperatur awal saat diberikan V0 .

6) Ulangi langkah 2 hingga 5 untuk tegangan V1, V2 dan V3

V. Tugas & Evaluasi

1) Berdasarkan data yang di dapat , Buatlah grafik yang menggambarkan

hubungan antara temperatur dan waktu untuk setiap tegangan yang

diberikan ke kawat konduktor.

2) Untuk tegangan V1 , V2 dan V3 , hitunglah nilai kapasitas panas ( c ) dari

kawat konduktor yang digunakan.

3) Berdasarkan nilai c yang saudara peroleh, tentukan jenis kawat konduktor

yang digunakan.

4) Berilah analisis dari hasil percobaan ini.

VI. Hasil & Evaluasi

A) Data Hasil Pengamatan

Waktu I V Temperatur3 23.84 0.00 24.96 23.84 0.00 24.79 23.84 0.00 24.4

12 23.84 0.00 24.215 23.84 0.00 24.118 23.84 0.00 23.921 23.84 0.00 23.824 23.84 0.00 23.627 23.84 0.00 23.530 23.84 0.00 23.43 35.13 0.65 22.56 35.25 0.65 22.69 35.25 0.65 22.6

12 35.13 0.65 22.815 35.13 0.65 22.918 35.13 0.65 22.921 35.13 0.65 23.124 35.13 0.65 23.127 35.25 0.65 23.330 35.13 0.65 23.33 51.10 1.57 21.86 51.10 1.57 22.39 50.99 1.57 23.1

12 51.10 1.57 24.215 51.10 1.57 25.118 51.10 1.57 26.021 51.10 1.57 26.824 51.10 1.57 27.627 51.10 1.57 28.330 51.10 1.57 28.93 42.09 1.05 27.46 42.09 1.05 27.19 42.09 1.05 27.1

12 42.09 1.05 27.115 42.09 1.05 27.318 42.09 1.05 27.421 42.09 1.05 27.424 42.09 1.05 27.527 42.09 1.05 27.630 42.09 1.05 27.6

B) Pengolahan Data dan Evaluasi

3 6 9 12 15 18 21 24 27 3022.5023.0023.5024.0024.5025.0025.50

Hubungan Antara Temperatur dengan Waktu (V0)

Waktu

Tem

pera

tur

3 6 9 12 15 18 21 24 27 3022.0022.2022.4022.6022.8023.0023.2023.40

Hubungan Antara Temperatur dengan Waktu (V1)

Waktu

Tem

pera

tur

3 6 9 12 15 18 21 24 27 3026.8026.9027.0027.1027.2027.3027.4027.5027.6027.70

Hubungan Antara Temperatur dengan Waktu (V3)

Waktu

Tem

pera

tur

3 6 9 12 15 18 21 24 27 300.005.00

10.0015.0020.0025.0030.0035.00

Hubungan Antara Temperatur dengan Waktu (V2)

Waktu

Tem

pera

tur

Dari percobaan diatas, energy listrik berubah menjadi energy kalor yaitu :

W=Q

V . I . t=m.c .∆T

T=V . Im.c

t

Jika direfleksikan ke persamaan garis y=mx, maka T≈y, t≈x, V . Im. c

≈m

m=n Σ xy−(Σ x)(Σ y )nΣ x2−(Σ x)2

b=Σ x2Σ y−(Σx)(Σxy )nΣ x2−(Σ x )2

x y x2 y2 xy1 3 23.84 9 568.3456 71.522 6 23.84 36 568.3456 143.043 9 23.84 81 568.3456 214.564 12 23.84 144 568.3456 286.085 15 23.84 225 568.3456 357.66 18 23.84 324 568.3456 429.127 21 23.84 441 568.3456 500.648 24 23.84 576 568.3456 572.169 27 23.84 729 568.3456 643.68

10 30 23.84 900 568.3456 715.2∑ 165 238.4 3465 5683.456 3933.6

m=(10 ) (3933.6 )−(165)(238.4)

(10 ) (3465 )−(27225 )=0

x y x2 y2 xy1 3 35.13 9 1234.117 105.392 6 35.25 36 1242.563 211.53 9 35.25 81 1242.563 317.254 12 35.13 144 1234.117 421.565 15 35.13 225 1234.117 526.956 18 35.13 324 1234.117 632.347 21 35.13 441 1234.117 737.738 24 35.13 576 1234.117 843.129 27 35.25 729 1242.563 951.75

10 30 35.13 900 1234.117 1053.9∑ 165 351.66 3465 12366.51 5801.49

m=(10 ) (5801.49 )−(165)(351.66)

(10 ) (3465 )−(27225 )=−0.0012

m=V . Im .c

c= V . Im .m

c=(0.57)(35.17)0.002(−0.0012)

c=−4176437.5J /kg°C

b=(3465 ) (351.66 )−(165)(5801.49)

(10 ) (3465 )−(27225)=35.19

y=mx+b

y=−0.0012x+35.19

∆T=−0.0012t

x y x2 y2 xy1 3 51.1 9 2611.21 153.32 6 51.1 36 2611.21 306.63 9 50.99 81 2599.9801 458.914 12 51.1 144 2611.21 613.25 15 51.1 225 2611.21 766.56 18 51.1 324 2611.21 919.87 21 51.1 441 2611.21 1073.18 24 51.1 576 2611.21 1226.49 27 51.1 729 2611.21 1379.7

10 30 51.1 900 2611.21 1533∑ 165 510.89 3465 26100.8701 8430.51

m=(10 ) (8430.51 )−(165)(510.89)

(10 ) (3465 )−(27225 )=0.001

m=V . Im .c

c= V . Im .m

c=(1.57)(51.1)0.002(0.001)

c=40113500 J /kg°C

b=(3465 ) (510.89 )−(165)(8430.51)

(10 ) (3465 )−(27225)=51.1

y=mx+b

y=0.001x+51.1

∆T=0.001t

x y x2 y2 xy1 3 42.09 9 1771.5681 126.272 6 42.09 36 1771.5681 252.543 9 42.09 81 1771.5681 378.814 12 42.09 144 1771.5681 505.085 15 42.09 225 1771.5681 631.356 18 42.09 324 1771.5681 757.627 21 42.09 441 1771.5681 883.898 24 42.09 576 1771.5681 1010.169 27 42.09 729 1771.5681 1136.43

10 30 42.09 900 1771.5681 1262.7∑ 165 420.9 3465 17715.681 6944.85

m=(10 ) (6944.85 )− (165 ) (420.9 )

(10 ) (3465 )− (27225 )=0

Rata-rata kalor jenis tidak mendekati kalor jenis zat apapun

∆ c=c1+c22

∆ c=−4176437.5+401135002

=17968531.25J /kg°C

Kesalahan Literatur :

¿|c percobaan−c literaturc literatur |x100%¿|17968531.25−c literaturc literatur |x100%

VII. Analisis

A) Analisis Percobaan

Percobaan calori work ini bertujuan untuk menghitung nilai kapasitas

kalor suatu kawat konduktor. Percobaan ini menggunakan sumber tegangan

yang dapat divariasikan, tujuannya untuk mengetahui jumlah energy yang

dipindahkan melalui suatu medium akan sama besarnya dengan jumlah dari

energy yang diterima oleh medium lain meskipun wujud dari medium

tersebut berbeda. Percobaan ini menggunakan kawat konduktor bermassa 2

gram sebagai mediumnya, thermometer untuk mngukur suhu, voltmeter dan

amperemeter untukmengetahui tegangan dan adjustable power upply.

Percobaan ini juga menggunakan camcorder dan unit PC beserta DAQ dan

perangkat pengendali otomatis.

Percobaan ini dimulai dengan mengaktifkan webcam dengan cara

mengklik icon video, tujuannya adalah agar terlihat jelas tampilannya. Tujuan

lainnya adalah untuk menghindari kesalahan akibat prosedur kerja.

Selanjutnya memberikan tegangan V0 dengan cara mengklik pilihan drop

down pada icon, setelah itu menghidupkan motor penggerak kipas dengan

cara mengklik radio button pada icon yang bertuliskan “menghidupkan power

supply kipas”. Setelah melakukan semua langkah, untuk mengetahui

perubahan suhu dari waktu ke waktu, maka klik “ukur”. Setelah itu akan

muncul data pengukuran yang berisi tegangan, arus, temperature dan waktu.

Percobaan dilakukan sebanyak 4 kali dengan tegangan V0, V1, V2 dan V3.

B) Analisis Hasil

Data yang diperoleh dari percobaan calori work berupa table yang

berisi tegangan, arus, waktu dan temperature. Tegangan, arus dan kecepatan

angin saling berhubungan. Didapatkan total 40 data percobaan yang

diperoleh dari 4 variasi tegangan. Percobaan pertama yaitu dengan tegangan

V0 terjadi penurunan temperature dari 24.9⁰C menjadi 23.4⁰C selama 30

detik dengan pencatatan waktu setiap 3 detik. Pada tegangan V1 yaitu 0.57

volt, terjadi kenaikan suhu dari 22.5⁰C menjadi 23.3⁰C selama 30 detik

dengan pencatatan waktu setiap 3 detik. Pada tegangan V2 yaitu 1.57 volt,

terjadi kenaikan suhu dari 21.8⁰C menjadi 28.9⁰C selama 30 detik dengan

pencatatan waktu setiap 3 detik. Dan pada tegangan V3 yaitu 1.05 volt,

terjadi kenaikan dan penurunan suhu selama 30 detik dengan pencatatan

waktu setiap 3 detik.

Metode yang dipakai untuk mencari kapasitas kalor adalah dengan

menggunakan metode least square untuk mendapatkan hasil modulus

elastisitasnya. Lalu didapatkan nilai untuk 0.57 volt sbeesar -4176437.5

J/kg⁰C, dan untuk 1.57 volt sebesar 40113500 J/kg⁰C. Dari pengolahan data,

didapat rata-rata yaitu 17,968,531.25 J/kg⁰C

C) Analisis Grafik

Pada percobaan calori work terdapat 4 grafik yaitu grafik waktu

terhadap temperature. Dari 4 grafik yang didapat, dapat dilihat bahwa grafik

V3 menyimpang cukup banyak, sedangkan grafik lain tidak. Simpangan data

yang terjadi disebabkan oleh adanya data yang keluar dari kecenderungan.

D) Analisis Kesalahan

Dari hasil pengolahan data, dapat disimpulkan bahwa presentase

kesalahan sangat besar yang menyebabkan kalor jenis yang didapat tidak

mendekati kalo jenis zat manapun.

VIII. Kesimpulan

1) Energy dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lain

2) Kapasitas kalor dapat ditentukan dengan cara memanfaatkan energy listrik

yang terdisipasi menjadi energy kalor

3) Setiap konduktor mempunyai kalor jenisnya tersendiri

4) Kenaikan suhu berbanding lurus dengan wajtu dan arus listrik

IX. Refenrensi

1) Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall,

NJ, 2000.

2) Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended

Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.

X. Link Rlab

http://sitrampil3.ui.ac.id/kr02