laporan praktikum rlab-calori work
DESCRIPTION
laporan praktikum fisdas 1TRANSCRIPT
-
5/28/2018 Laporan Praktikum RLab-Calori Work
1/17
LAPORAN PRAKTIKUM
Nama/NPM : Fransiska Dyah Ayu Oktaviani
Fak./Prog. Studi : Teknik/Teknik Komputer
Group &Kawan kerja : A6
1. Ilham (Teknik Perkapalan)2. Indah Fresha (Teknik Elektro)3. Julianto (Teknik Kimia)4. Giovanni Anggasta (Teknik Bioproses)5. Josua Geovani (Teknik Komputer)6. Idham Zamzawi (Teknik Elektro)
No&Nama Percobaan : KR02-Calori Work
Minggu Percobaan : 2
Tanggal Percobaan : 7 Maret 2014
Laboratorium Fisika Dasar
(UPP-IPD)
Universitas Indonesia
-
5/28/2018 Laporan Praktikum RLab-Calori Work
2/17
I. Tujuan Percobaan :Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.
II. Peralatan : Sumber tegangan yang dapat divariasikan Kawat konduktor ( bermassa 2 gr ) Termometer Voltmeter dan Ampmeter Adjustable power supply Camcorder Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
III. Landasan Teori.Kalor merupakan bentuk energi yang pindah karena adanya perbedaan
suhu. Secara alamiah, kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda
bersuhu rendah. Sebelum abad ke 17, orang beranggapan bahwa kalor
merupakan zat yang pindah dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu
rendah. Jika kalor merupakan zat, tentu mempunyai masa. Ternyata benda yang
suhunya naik, massanya tidak berubah, jadi kalor bukan zat.
Satuan kalor :
Sistem internasional ( SI ) ; joule ( J ) Sistem lain ; kalori ( kal ) dimana 1 kalori = 4,2 ; BTU dimana 1 BTU =
252 kalori
Ketika kalor diberikan kepada suatu benda, maka suhu benda tersebut
akan naik. Satu kalori dapat didedfinisikan sebagai jumlah kalor yang ketika
diberikan kepada satu gram air, maka akan menaikan suhu air tersebut sebesar
satu derajat celcius. Secara sistematis kalor dapat ditulis:
-
5/28/2018 Laporan Praktikum RLab-Calori Work
3/17
Keterangan:
Q : Kalor ( Joule )
c : Kalor Jenis ( Joule / Kg oC)
m : Massa benda (Kg)
(T akhir- Tawal) : Perubahan suhu (oC)
Satuan internasional bagi kalor (Q) adalah Joule , Kalor juga dapat ditulis
sebagai dengan satuan kalori (kal) dengan konversi sebagai berikut:
1 kalori = 4 , 18 J 4,2 joule 1 joule 0 , 238 kalori
Kalor dapat menaikkan atau menurunkan suhu. Semakin besar kenaikan
suhu maka kalor yang diterima semakin banyak, semakin kecil kenaikan suhu
maka kalor yang diterima semakin sedikit. Maka hubungan kalor(Q) berbanding
lurus atau sebanding dengan kenaikan suhu(T) jika massa(m) dan kalor jenis
zat(c) tetap. Semakin besar massa zat(m) maka kalor(Q) yang diterima semakin
banyak, semakin kecil massa zat(m) maka kalor(Q) yang diterima, semakin
sedikit. Maka hubungan kalor(Q) berbanding lurus atau sebanding dengan massa
zat(m)jika kenaikan suhu(T) dan kalor jenis zat(c) tetap. Semakin besar kalor
jenis zat(c) maka, kalor(Q) yang diterima semakin banyak, semakin kecil kalor
jenis zat(c) maka kalor(Q) yang diterima semakin sedikit. Maka hubungan
kalor(Q) berbanding lurus atau sebanding dengan kalor jenis zat(c) , jika
kenaikan suhu(T) dan massa zat(m) tetap. Kalor jenis zat(c) di definisikan
sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg zat
sebesar 1C.Berdasarkan persamaan kalor di atas, Q bergantung dengan pada
jenis zat , yaitu kalor jenis zat (c). Di bawah ini merupakan tabel kalor jenisbeberapa zat.
-
5/28/2018 Laporan Praktikum RLab-Calori Work
4/17
Untuk benda yang bermassa tetap, nilai mc pada persamaan Q = m . c . T
memiliki nilai yang tetap pula. Nilai mc ini dapat dipandang sebagai satu
kesatuan, sehingga mc diberi nama khusus, yaitu kapasitas kalor. Kapasitas kalor
dapat diartikan sebagai kemampuanmenerima atau melepaskan kalor dari suatu
benda untuk perubahan suhu sebesar 10C.
Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu/temperatur suatu
benda sebanding dengan kapasitas kalor banda tersebut dan perubahan suhunya.
Cadalah kapasitas kalor dengan satuan Joule/oC
Perubahan suhu yang positif menunjukan bahwa sistem menerima kalor
sehingga suhunya naik , sedangkan perubahan suhu yang negatif menunjukan suhu
menjadi turun karena sistem melepas kalor ke lingkungan.
Asas Black merupakan Azas yang menyatakan prinsip kekekalan energi .
Asas Black menyatakan bahwa Jumlah kalor yang dilepas oleh materi yang
bersuhu lebih tinggi akan sama dengan jumlah kalor yang diterima oleh materi
yang suhunya lebih rendahQ lepas = Q terima
Kalor dengan energi listrik memiliki hubungan sebagaimana yang
dijelaskan oleh hukum kekekalan energi. Hukum kekekalan energy menyatakan
Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya dapat diubah dari
satu bentuk energi ke bentuk energi yang lain. Salah satunya contoh dalam
mengaplikasian hukum kekekalan energy adalah kalor dan energi listrik.
-
5/28/2018 Laporan Praktikum RLab-Calori Work
5/17
Keterangan:
W : Energi listrik (Joule)
Q : Muatan listrik(coulumb)
V : Tegangan(Volt)
Energi listrik adalah energi yang disebabkan oleh mengalirnya muatan
listrik dalam suatu rangkaian tertutup. Secara sistematis.
Keterangan:
W : Usaha atau energi listrik (Joule)
V : Tegangan(volt)
t : Waktu (s)
Pada percobaan kali ini, 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.
-
5/28/2018 Laporan Praktikum RLab-Calori Work
6/17
IV. Prosedur Percobaan :Eksperimen rLab ini dapat dialakukan dengan meng klik tombol rLab di
bagian bawah halaman jadwal.
1. Mengaktifkan Web-Cam (meng-klik icon video pada halaman webrLab).
2. Memberikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor.3. Menghidupkan Power Supply dengan meng-klik radio button
desebelahnya.
4. Mengambil data perubahan temperatur, tegangan dan arus listrik padakawat konduktor setiap 1 detik selama 10 detik dengan cara meng-klik
icon ukur.
5. Memperhatikan temperatur kawat yang terlihat di Web-Cam, menungguhingga mendekati temperatur awal saat diberika tegangan V0.
6. Mengulangi langkah 2 hingga 5 untuk tegangan V1, V2 dan V3.
Data Pengamatan
1. Hubungan waktu dengan Perubahan temperatur pada saat tegangan 0 V
No Waktu I V Temp
1 3 23.84 0.00 24.7
2 6 23.84 0.00 24.6
3 9 23.84 0.00 24.7
4 12 23.84 0.00 24.7
5 15 23.84 0.00 24.7
6 18 23.84 0.00 24.7
7 21 23.84 0.00 24.7
8 24 23.84 0.00 24.7
9 27 23.84 0.00 24.7
10 30 23.84 0.00 24.7
-
5/28/2018 Laporan Praktikum RLab-Calori Work
7/17
2. Hubungan waktu dengan Perubahan temperatur pada saat tegangan 0,67 V
No waktu I V Temp
1 3 35.48 0.67 24.7
2 6 35.59 0.67 24.8
3 9 35.48 0.67 25.0
4 12 35.59 0.67 25.2
5 15 35.48 0.67 25.4
6 18 35.48 0.67 25.6
7 21 35.48 0.67 25.7
8 24 35.48 0.67 25.9
9 27 35.48 0.67 25.9
10 30 35.48 0.67 26.1
3. Hubungan waktu dengan Perubahan temperatur pada saat tegangan 1,63V
No Waktu I V Temp
1 3 52.02 1.63 25.5
2 6 52.02 1.63 25.9
3 9 52.02 1.63 26.9
4 12 51.90 1.63 27.9
5 15 52.02 1.63 28.9
6 18 52.02 1.63 29.8
7 21 52.02 1.63 30.6
8 24 51.90 1.63 31.4
9 27 51.90 1.63 32.1
10 30 51.90 1.63 32.8
-
5/28/2018 Laporan Praktikum RLab-Calori Work
8/17
4. Hubungan waktu dengan Perubahan temperatur pada saat tegangan 1,09V
No Waktu I V Temp
1 3 42.55 1.09 26.5
2 6 42.55 1.09 26.6
3 9 42.55 1.09 27.0
4 12 42.55 1.09 27.4
5 15 42.55 1.09 27.8
6 18 42.55 1.09 28.2
7 21 42.55 1.09 28.5
8 24 42.55 1.09 28.8
9 27 42.55 1.09 29.1
10 30 42.55 1.09 29.3
Grafik
Grafik pada saat Vo = 0 V
24.54
24.56
24.58
24.6
24.62
24.64
24.66
24.68
24.7
24.72
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Temperatur(C)
Waktu (s)
Grafik
-
5/28/2018 Laporan Praktikum RLab-Calori Work
9/17
Grafik pada saat V1= 0,67 V
Grafik pada saat V2= 1,63 V
24
24.5
25
25.5
26
26.5
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Temperatur(C)
Waktu (s)
0
5
10
15
20
25
30
35
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Temperatur(C)
Waktu (s)
-
5/28/2018 Laporan Praktikum RLab-Calori Work
10/17
Grafik pada saat V3 = 1,09 V
Pengolahan Data
1. Pada saat Vo = 0 VXi Yi Xi
Yi XiYi
1 3 24.7 9 610.09 74.1
2 6 24.6 36 605.16 147.6
3 9 24.7 81 610.09 222.3
4 12 24.7 144 610.09 296.4
5 15 24.7 225 610.09 370.5
6 18 24.7 324 610.09 444.6
7 21 24.7 441 610.09 518.7
8 24 24.7 576 610.09 592.8
9 27 24.7 729 610.09 666.9
10 30 24.7 900 610.09 741
165 246.9 3465 6095.97 4074.9
25
25.5
26
26.5
27
27.5
28
28.5
29
29.5
30
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Temperatur(C)
Waktu (s)
-
5/28/2018 Laporan Praktikum RLab-Calori Work
11/17
m =
c0=
2. Pada saat V1= 0,67 VXi Yi Xi
Yi XiYi
1 3 24.7 9 610.09 74.1
2 6 24.8 36 615.04 148.8
3 9 25 81 625 225
4 12 25.2 144 635.04 302.4
5 15 25.4 225 645.16 381
6 18 25.6 324 655.36 460.8
7 21 25.7 441 660.49 539.7
8 24 25.9 576 670.81 621.6
9 27 25.9 729 670.81 699.3
10 30 26.1 900 681.21 783
165 254.3 3465 6469.01 4235.7
m =
c1=
-
5/28/2018 Laporan Praktikum RLab-Calori Work
12/17
3. Pada saat V2= 1.63 VXi Yi Xi
2 Yi2 XiYi
1 3 25.5 9 650.25 76.5
2 6 25.9 36 670.81 155.4
3 9 26.9 81 723.61 242.1
4 12 27.9 144 778.41 334.8
5 15 28.9 225 835.21 433.5
6 18 29.8 324 888.04 536.4
7 21 30.6 441 936.36 642.6
8 24 31.4 576 985.96 753.6
9 27 32.1 729 1030.41 866.7
10 30 32.8 900 1075.84 984
165 291.8 3465 8574.9 5025.6
m =
c2=
-
5/28/2018 Laporan Praktikum RLab-Calori Work
13/17
4. Pada saat V3= 1,09 VXi Yi Xi
2 Yi2 XiYi
1 3 26.5 9 702.25 79.5
2 6 26.6 36 707.56 159.6
3 9 27 81 729 243
4 12 27.4 144 750.76 328.8
5 15 27.8 225 772.84 417
6 18 28.2 324 795.24 507.6
7 21 28.5 441 812.25 598.5
8 24 28.8 576 829.44 691.2
9 27 29.1 729 846.81 785.7
10 30 29.3 900 858.49 879
165 279.2 3465 7804.64 4689.9
m =
c3=
Kalor Jenis Percobaan
c =
c =
c =650,67 J/KgoC
Kesalahan literatur = | |
= | | = 44,59 %
-
5/28/2018 Laporan Praktikum RLab-Calori Work
14/17
V. Analisis :
Analisis Percobaan
Dalam percobaan ini, dilakukan empat kali variasi besar tegangan (V0=0V,
V1=0.67V, V2=1.63V, dan V3=1.09V). Pada percobaan ini memanfaatkan prinsip
dari kesetimbangan energi dan azas Black. Kawat penghantar yang dialiri arus
listrik mengandung elektron-elektron yang akan merambat pada batang konduktor
tersebut yang mengakibatkan peristiwaJoule Heating.
Pada percobaan ini menggunakan alat-alat seperti sumber tegangan (catu
daya), kawat penghantar, voltmeter dan amperemeter, termometer, dan praktikan
terhubung dengan PC beserta Camcorder melalui sambungan jaringan internet
agar dapat berinteraksi secara langsung dengan alat percobaan agar dapat
mendapatkan data percobaan yang diminta. Setelah percobaan dengan
menggunakan tegangan V0 selesai dilakukan, maka pada saat ingin melakukan
pengulangan percobaan dengan sumber tegangan V1 terlebih dahulu praktikan
harus menunggu suhu pada termometer mendekati suhu T0 dari percobaan
menggunakan tegangan V0. Dengan tujuan agar tingkat ketelitian pada saat
praktikan melakukan perhitungan data percobaan untuk mendapatkan nilai dari
kalor jenis kawat penghantar (c) didapat seakurat mungkin. Terdapat sedikit
anomali yang terjadi pada percobaan ini, yaitu pada saat dilakukan perhitungan
kuat arus (i) dan suhu pada selang 3 detik. Data terakhir pada termometer sebelum
tombol hitung ditekan menunjukkan nilai yang berbeda dengan T0 dari data
percobaan yang didapat pada tabel. Suhu pada tabel data percobaan cenderung
bernilai lebih kecil 30C dibandingkan dengan nilai pada layar termometer. Hal ini
membuat praktikan harus mengulangi percobaan ini lebih dari 1 kali, agar datapercobaan yang didapat sesuai dengan ketentuan dari prosedur percobaan.
Analisis Hasil
Dari data percobaan, kalor jenis yang didapat dari masing-masing
percobaan menunjukkan nilai yang berbeda-beda. Hal ini dapat terjadi salah
satunya mungkin diakibatkan dari anomali yang terjadi pada data percobaan.
-
5/28/2018 Laporan Praktikum RLab-Calori Work
15/17
Pada percobaan dengan Vo=0V didapatkan Co= 0 J/Kg o
C, lalu V1=0.67V
menghasilkan kalor jenis sebesar 22.42 J/Kg oC. Sedangkan pada V2 dan V3
masing-masing dihasilkan C2 dan C3sebesar 151,4 J/Kg oC dan 2108,159 J/Kg
oC. Setelah didapatkan kalor jenis masing-masing maka perlu dicari rata-rata kalor
jenisnya untuk menentukan jenis kawat apa yang digunakan pada percobaan maka
didapatC =650,67 J/KgoC yang mendekati kalor jenis baja sebesar 450 J/Kg
oC
Analisis Kesalahan
Kesalahan yang terjadi dapat timbul akibat :
Kesalahan praktikan dalam menentukan waktu yang tepat untuk menekantombol hitung pada layar percobaan.
Timbul anomali pada saat percobaan. Tingkat keakuratan pengambilan data percobaan yang belum stabil,
karena harus bergantung dari kecepatan jaringan internet yang digunakan
praktikan.
Analisa Grafik
Grafik hasil perhitungan telah dilakukan dan berdasarkan pengamatan
yang diperoleh dapat dilihat bahwa grafik tidak sepenuhnya berbentuk garis lurus,
seharusnya grafik yang dihasilkan adalah grafik garis lurus. Hal ini kemungkinan
disebabkan hal yang sama seperti analisis hasil yaitu temperatur awal yang salah.
Grafik menunjukkan variabel x yang diwakili oleh waktu (s) dan variabel y
diwakili oleh suhu (oC).
Dari grafik yang didapat pada percobaan ini, ditunjukkan bahwa
perbandingan nilai data percobaan dengan nilai grafik regresi liniernya
menunjukkan hasil yang tidak jauh berbeda. Hal ini dapat dilihat pada grafik
regresi linier, dimana selisih antara grafik data percobaan dengan grafik regresi
liniernya menunjukkan hasil yang tidak jauh berbeda.
Karena skala pada grafik yang dipakai tidak sama, sehingga nilai gradien
dari grafik yang didapat tidak digambarkan dengan baik pada grafik regresi
liniernya. Jika digunakan skala grafik yang sama, maka grafik akan
menggambarkan hasil yang lebih sejajar dengan sumbu x pada grafik tersebut.
-
5/28/2018 Laporan Praktikum RLab-Calori Work
16/17
Gambar dari grafik ini menunujkan hubungan antar nilai denganwaktu (t) yang menunjukkan yang mengalami perubahan seiring denganlamanya waktu. Nilai yaitu merepresentasikan sumbu y dan nilai tmereprentasikan sumbu x.
Gradien semakin besar bila nilai t semakin besar. Hal ini menunjukan
bahwa nilai bergantung dengan dari nilai t yaitu sebanding dengan t,semakin besar nilai t maka semakin besar pula nilai nya.
VI. Kesimpulan :
Besar energi yang berpindah sebelum arus dialirkan pada kawatpenghantar, dengan energi yang dihasilkan setelah arus dialirkan pada
kawat penghantar nilainya pasti sama.
Kapasitas kalor sebuah kawat konduktor dapat ditentukan denganmelakukan percobaan calori work yaitu dengan memanfaatkan energi
listrik yang terdisipasi pada kawat sehingga terjadi perubahan energi pada
kawat yaitu energi listrik menjadi kalor yang mengakibatkan adanya sehingga nilai kalor jenis zat dapat ditemukan.
Setiap konduktor memiliki nilai kalor jenisnya sendiri dan spesifik padasetiap jenis konduktor.
Ketika kawat dialiri listrik maka temperatur kawat tersebut akan naik. Semakin tinggi arus listrik yang mengalir maka temperatur kawat akan
semakin besar.
Benda yang memiliki kalor jenis kecil, hal tersebut menandakan bahwabenda tersebut mempunyai konduktivitas yang tinggi, karena dapat
menaikkan suhunya dengan energi yang kecil.
Benda yang memiliki kalor jenis besar menandakan bahwakonduktivitasnya rendah, karena berarti benda tersebut membutuhkan
energi yang besar untuk menaikkan suhunya.
-
5/28/2018 Laporan Praktikum RLab-Calori Work
17/17
VII. Daftar Pustaka :
- Tipler, Paul A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
- Giancoli,D.C; Physics for Scientist and Engineering, 3rd Edition, Prentice Hall,
N.J 2000.
- Halliday, David. dkk. 2001. Fundamental of Physics, 6th edit ion. New Jersey:
John Wiley & Sons.
- http://sitrampil.ui.ac.id