laporan konstanta joule kalorimeter

14
LAPORAN PRAKTIKUM EKSPERIMEN FISIKA II KONSTANTA JOULE KALORIMETER LISTRIK Disusun oleh: SANDRA PERMANA _208 700 651_ 1

Upload: tara-vergita

Post on 01-Jul-2015

5.246 views

Category:

Documents


9 download

TRANSCRIPT

Page 1: LAPORAN KONSTANTA JOULE KALORIMETER

LAPORAN PRAKTIKUM EKSPERIMEN FISIKA II

KONSTANTA JOULE KALORIMETER LISTRIK

Disusun oleh:

SANDRA PERMANA _208 700 651_

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI BANDUNGFAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

JURUSAN FISIKA2010

1

Page 2: LAPORAN KONSTANTA JOULE KALORIMETER

KONSTANTA JOULE KALORIMETER LISTRIK

Oleh: Sandra Permana

Abstrak

Telah dilakukan eksperimen Konstanta Joule Kalorimeter yang dilaksanakan pada

hari Sabtu, tanggal 30 Oktober 2010 pukul 14.30 sampai dengan 17.00 WIB di

Laboratorium Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Sunan

Gunung Djati Bandung. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan besar kalor

jenis kalorimeter berbahan kaca dan menghitung konstanta joule kalorimeter. Dari hasil

eksperimen diperoleh bahwa kalor jenis kaca adalah 0,228 g/cal dan besar konstanta joule

adalah 5168 joule/kalor dengan waktu pemanasan selama 10 menit.

Kata kunci : kalor, kalor jenis, kalorimeter, konstanta joule.

Abstract

Have been conducted the experiment for the joule constant calorimeters executed

on Saturday, date of 30 October 2010 beating 14.30 up to 17.00 WIB in Laboratory of

Physics, Faculty Of Science and Technology, State Islamic University Of Sunan Gung

Djati Bandung. Intention of this attempt is to determine of Heat Specific Calorimeters

made from glass and joule constant calorimeter. From this experiment getting that heat

Specific of glass is 0,228 g/cal and joule constant is 5168 joule/cal for heating in 10

minutes.

Keywords : Heat, Specific Heat, Calorimeters, joule constant.

2

Page 3: LAPORAN KONSTANTA JOULE KALORIMETER

I. PENDAHULUAN.

1.1 Tujuan

1. Menentukan nilai air kalorimeter.

2. Menentukan konstanta Joule.

1.2 Dasar Teori Kalor adalah bentuk energi yang mengalir atau berpindah karena adanya perbedaan

temperatur atau suhu. Besar kenaikan suhu sebanding dengan banyaknya kalor yang

diterima dan berbanding terbalik dengan masa zat dan kalor jenis zat. Sesuai persamaan :

Dengan Q adalah jumlah kalor yang diterima, m adalah massa zat, adalah perubahan

suhu dan c adalah kalor jenis benda, yaitu banyaknya kalor yang diperlukan suatu zat

untuk menaikan suhu 1 kg zat tersebut sebesar 1o C.

Kalor jenis beberapa zat. Halliday-Resnick-Walker, Fundamental of Physic page 607.

3

Page 4: LAPORAN KONSTANTA JOULE KALORIMETER

Kalorimeter Listrik

Bila kumparan pemanas kalorimeter dialiri arus listrik, maka panas yang ditimbulkan

oleh kumparan akan diterima oleh air, thermometer, dan tabung kalorimeter. Energi

listrik (W) yang digunakan oleh alat dengan beda potensial V dan arus listrik I selama

selang waktu t adalah :

Sedangkan panas (H) yang ditimbulkan yaitu sebesar :

Dengan Na merupakan nilai air kalorimeter, m adalah massa air, C adalah kalor jenis air,

dan ∆t merupakan perubahan suhu kalorimeter.

Tara kalor listrik didefinisikan sebagai perbandingan antara energi yang digunakan

dengan kalor yang ditimbulkan :

Gambar 1. rangkaian peralatan calorimeter listrik

4

Page 5: LAPORAN KONSTANTA JOULE KALORIMETER

II. METODE

2.1. Waktu & Tempat

Hari/ tanggal : Sabtu, 30 Oktober 2010

Waktu : 14.30 – 17.00 WIB

Tempat : Laboratorium Fisika Fak. Sains dan Teknologi UIN Bandung

2.2. Alat & Bahan

1. Kalorimeter listrik

2. Catu daya

3. Multimeter

4. Pemanas listrik

5. Bejana pemanas

6. Termometer digital

2.3. Cara Kerja

Percobaan 1. Mencari Nilai Kalorimeter Air

Percobaan dimulai dengan menimbang kalorimeter kosong dan pengaduknya,

memasukan air 250 ml kedalamnya dan menimbangnya kembali. Setelah itu mencatat

suhu awal air . Memanaskan air 750 ml pada gelas ukur lalu mencatat suhu air pada

saat mendidih. Memasukan air mendidih itu kedalam kalorimeter yang berisi air 250

ml lalu memperhatikan suhu pada thermometer dan mencatat suhu pada saat

setimbang. Menimbang kalorimeter setelah suhu kesetimbangan tercapai. Masing-

masing penimbangan dilakukan sebanyak 5 kali.

Percobaan 2. Mencari Konstanta Joule

Pada percobaan ke-2 setelah kalorimeter ditimbang, air sebanyak 2/3 bagian

dimasukan ke tabung kalorimeter tersebut lalu mencatat suhu awalnya. Kemudian

menyusun rangkaian percobaan seperti gambar 1. Mencatat suhu, arus dan tegangan

listrik setiap 1 menit sekali.

5

Page 6: LAPORAN KONSTANTA JOULE KALORIMETER

2.4 Diagram AlirPercobaan 1. Mencari nilai air calorimeter

6

Selesai

Menimbang calorimeter setelah suhu kesetimbangan tercapai.

Memasukan air sampai 1/4 bagian tabung kalorimeter lalu menimbangnya

Memanaskan 3/4 bagian air pada gelas ukur dan mencatat suhu air saat mendidih

Mencatat suhu awal air

Menimbang kalorimeter kosong

Mulai

Menambahkan air mendidih pada calorimeter dan mencatat suhu kesetimbangannya

Page 7: LAPORAN KONSTANTA JOULE KALORIMETER

Percobaan 2. Mencari konstanta joule

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil PercobaanPercobaan 1. Mencari nilai air kalorimeter

Tabel I Massa kesetimbangan kalorimeter + air panas

(Kg)

Suhu kesetimbangan

(oC)

Massa kalorimeter + air dingin (kg)

Massa kalorimeter

(kg)

PERC. KE

1,84275,31,1350,91011,83974,31,1330,90821,84074,21,1350,91031,84174,01,1350,91041,84073,81,1330,90851,84074,31,1340,909

7

Selesai

Memasukan air sampai 2/3 bagian tabung kalorimeter lalu menimbangnya

Menyusun rangkaian percobaan seperti gambar

Menimbang kalorimeter kosong

Mulai

Mencatat suhu, arus dan tegangan listrik setiap 1 menit selama 10 menit

Page 8: LAPORAN KONSTANTA JOULE KALORIMETER

Percobaan 2. Mencari konstanta Joule

Tabel IIMassa kalorimeter + air

(Kg)PERC.

KE1,58011,57521,57031,58041,58051,577

Tegangan (V)

Arus (A)Suhu (oC)MENIT KE

2261,48532,712261,48433,222261,48433,732261,48434,742261,48235,952261,48737,962261,48439,772271,49042,482261,48749,092271,49181,210

226,41,486

Nilai air kalorimeter :

8

Page 9: LAPORAN KONSTANTA JOULE KALORIMETER

Konstanta joule :

Gradien kurva t vs ∆T adalah 0,475 sm. Dari pers

menunjukkan bahwa gradien kurva adalah ,

sehingga konstanta .

3.2 Pembahasan

Menurut Asas Black : "kalor yang dilepaskan oleh suatu benda adalah sama dengan

kalor yang diterima oleh benda lainnya". Percobaan pertama menggunakan asas

tersebut, pada saat air panas bercampur dengan air dingin terjadi perpindahan kalor

di dalam kalorimeter dari air yang bertemperatur lebih tinggi ke air yang

bertemperatur lebih rendah. Pada saat suhu kesetimbangan tercapai, kalor yang

dilepaskan sama dengan kalor yang diterima.

9

Page 10: LAPORAN KONSTANTA JOULE KALORIMETER

Karena panas jenis air praktis konstan meliputi jangkauan temperatur yang lebar,

kalor jenis sebuah benda dapat diukur dengan memanaskan benda sampai suatu

temperatur tertentu yang mudah diukur, dengan menempatkannya dalam bejana air

yang massa dan temperaturnya diketahui, dan dengan mengukur temperatur

kesetimbangan air. Jika sistem terilsoalsi dari sekitarnya, maka panas yang keluar

dari benda sama dengan panas yang masuk ke air dan wadahnya. Prosedur ini

dinamakan kalorimeter dan wadah air yang terisolasi dinamakan kalorimeter.

Dari hasil eksperimen yang telah dilakukan diperolah bahwa kalor jenis kaca adalah

0,228 cal/g, sedangkan menurut literatur adalah 0,200 cal/g dengan % ketelitian

sebesar 88%. Perlu ketelitian yang lebih dalam percobaan ini agar hasilnya lebih baik

lagi.

Dengan memanaskan kumparan di dalam kalorimeter listrik kita juga dapat

menghitung konstanta joule atau tara kalor listrik yang didefinisikan sebagai

perbandingan antara energi yang digunakan dengan kalor yang ditimbulkan. Dari

hasil perhitungan diperoleh konstanta joule sebesar

. dengan waktu pemanasan selama 10 menit.

Sedngkan dari hasil pengolahan data menggunakan MS-Excell, diperoleh konstanta

joule sebesar 779,4 sm, berbeda jauh dengan perhitungan langsung. Factor tegangan

listrik dan arus listrik dari PLN yang berubah-ubah sangat mempengaruhi dalam

percobaan kedua ini.

Dalam percobaan ini seluruh sistem (wadah air) harus benar-benar terisolasi dengan

baik, karena akan sangat berpengaruh terhadap hasil perhitungan.

IV. KESIMPULAN

Dalam eksperimen yang telah dilakukan, teramati adanya perpindahan kalor dari zat

yang bersuhu lebih tinggi ke zat yang bersuhu lebih rendah hingga tercapainya suhu

kesetimbangan dalam kalorimeter. Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan

diperoleh besar kalor jenis kaca sebesar 0,228 g/cal dengan tingkat ketelitian sebesar

10

Page 11: LAPORAN KONSTANTA JOULE KALORIMETER

88%. Selain itu dari eksperimen ini diperolah juga konstanta joule/ tara kalor listrik

sebesar dengan ketidakpastiannya sebesar dengan

waktu pemanasan selama 10 menit.

DAFTAR PUSTAKA

Hikam, M., Prasetyo, P.B, dan Saleh, D. "Eksperimen Fisika Dasar Untuk Universitas". Kencana, Jakarta, 2005.

Resnick & Haliday, “Fisika Jilid 1” Bab 20 Erlangga (Terjemahan).

Sanjaya, Mada. "Modul Belajar Listrik Magnet". UIN Sunan Gunung Djati Bandung, Bandung. 2010.

Serway, R. “Physic for scientist & Engineerings With Modern Physic”, James Madison University Harisson Burg, Viriginia, 1989.

Tipler, Paul. “Fisika Untuk Sains dan Tekhnik Jilid 1” Erlangga (Terjemahan).

11