Laporan Praktikum KR02

Laporan Praktikum R-LAB

Fisika Dasar Nama : Abdul Hakim Muzakki

NPM : 1406532500

Fakultas : Teknik

Departemen : Teknik Mesin

Kelompok Praktikum : Kelompok 12

Nomor dan Nama Percobaan : KR02 dan Calori Work

Tanggal Percobaan : 9 Oktober 2014

Koordinator Asisten : Febrian Pratama

Laporan Fisika Dasar

Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar (UPP IPD)

Universitas Indonesia

Depok

Calori Work

I. TUJUAN PERCOBAAN

Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.

II. PERALATAN

Peralatan yang digunakan untuk melakukan percobaan ini adalah sebagai berikut :

o Sumber tegangan yang dapat divariasikan

o Kawat konduktor (bermassa 2 gram)

o Termometer

o Voltmeter dan Amperemeter

o Adjustable power supply

o Camcorder

o Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

III. LANDASAN TEORI

Energi memiliki peranan yang sangat penting di dunia ini. Segala sesuatu yang ada

di dunia ini memiliki yang namanya energi. Pengertian dan definisi energi ada banyak

sekali diantaranya adalah

1. Energi adalah kemampuan membuat sesuatu terjadi (Robert L. Wolke)

2. Energi adalah kemampuan benda untuk melakukan usaha (Mikrajuddin)

3. Energi adalah suatu bentuk kekuatan yang dihasilkan atau dimiliki oleh suatu benda

(Pardiyono)

4. Energi adalah sebuah konsep dasar termodinamika dan merupakan salah satu aspek

penting dalam analisis teknik (Michael J. Moran)

Jadi dapat disimpulkan bahwa energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja

atau usaha. Dua contoh yang akan menunjukan definisi ini. Anda akan merasa lelah ketika

anda berlari karena anda mengeluarkan energi. Jika terus berlari tanpa istrahat anda akan

kehabisan energi dan ahirnya anda tidak mampu lagi berlari. Agar mampu berlari lagi, anda

harus istirahat atau bahkan harus makan. Makan memberi anda energi kimia yang siap

dibakar dalam tubuh anda untuk menghasilkan energi yang anda perlukan untuk melakukan

usaha (berlari lagi). Mobil dapat melaju dijalan karena ada sumber energi kimia yang

dikandung dalam bahan bakar bensin. Jika bensin habis maka mobil kehabisan energi dan

akibatnya mobil tidak dapat lagi melakukan usaha (melaju lagi).

Energi memiliki beberapa bentuk yang berbeda, yaitu energi gerak, energi

potensial, energi listrik, dan yang akan kita bahas energi panas. Sebagai suatu energi, energi

panas atau kalor itu mempunyai sifat yang sesuai dengan Hukum Kekekalan Energi yang

mengatakan “Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya dapat diubah

dari suatu bentuk ke bentuk lainnya”. Hukum Kekekalan Energi diciptakan oleh James

Prescott Joule, seorang ahli fisika yang berasal dari Inggris. Untuk menghormati beliau

sebagai pencetus hukum ini, maka namanya diabadikan menjadi satuan energi yaitu Joule.

Hukum Kekekalan Energi dapat dirumuskan sebagai berikut:

Eawal = Eakhir

Keterangan : energi total tidak akan berkurang dan juga tidak akan bertambah.

Dari percobaan-percobaan yang sering dilakukan untuk mengetahui besar kecilnya

kalor yang dibutuhkan suatu benda atau zat, didapat hasil dimana besar kecilnya kalor

tersebut dipengaruhi oleh 3 faktor sebagai berikut:

1. Massa zat

2. Jenis zat (kalor jenis dari zat itu sendiri)

3. Perubahan suhu

Sehingga secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut:

Q = m . c . (t2 – t1 )

Keterangan : Q adalah kalor yang dibutuhkan (satuan Joule)

m adalah massa benda tersebut (satuan kilogram)

c adalah kalor jenis benda tersebut (satuan J/kgOC)

(t2 – t1 ) adalah perubahan suhu yang biasa disimbolkan dengan ΔT

(satuan OC)

Sebagai bagian dari energi, kalor dapat dibagi lagi menjadi 2 jenis yaitu kalor yang

digunakan untuk menaikkan suhu dan kalor yang digunakan untuk mengubah wujud atau

yang dapat disebut juga kalor laten. Kalor laten juga dapat dibagi menjadi 2 jenis yaitu

kalor uap dan kalor lebur yang masing-masing dapat dibuat menjadi suatu persamaan

matematis sebagai berikut:

Q = m . U

dan

Q = m . L

Keterangan : Q adalah kalor yang dibutuhkan (satuan Joule)


U adalah kalor uap (satuan J/kg)

L adalah kalor lebur (satuan J/kg)

Sebagai suatu energi, kalor mempunyai hubungan dengan energi lainnya.

Hubungan tersebut bisa seperti pembentukan kalor atau perubahan kalor menjadi energi

lainnya. Salah satu contohnya adalah hubungan kalor dengan energi listrik. Kalor

merupakan bentuk energi sehingga dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Hal

ini diperkuat oleh adanya hukum kekekalan energi dimana energi tidak dapat diciptakan

maupun dimusnahkan, namun energi dapat berubah dari satu jenis energi ke jenis yang

lain, sama halnya seperti perubahan energi listrik menjadi energi kalor dan juga sebaliknya

yaitu perubahan energi kalor menjadi energi listrik. Alat yang digunakan untuk mengubah

energi listrik menjadi energi kalor misalnya adalah pemanas, solder, setrika, dan kompor

listrik. Alat yang mengubah energi listrik menjadi energi panas dilengkapi dengan adanya

elemen pemanas. Listrik yang dialirkan pada elemen pemanas diubah menjadi energi

panas. Elemen pemanas tersebut dibuat dari bahan yang mempunyai daya tahan yang

tinggi, sehingga listrik yang mengalir melalui bahan tersebut dapat berbah menjadi panas.

Besarnya energi listrik yang diubah atau disersap sama dengan besar kalor yang

akan dihasilkan. Sehingga secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :

W = Q

Keterangan : W adalah energi listrik yang diubah atau diserap (satuan Joule)

Q adalah kalor yang akan dihasilkan (satuan Joule)

Untuk menghitung energi listrik digunakan persamaan sebagai berikut :

W = P . t

= V . i . t

Keterangan : W adalah energi listrik yang diubah atau diserap (satuan Joule)

P adalah daya listrik (satuan Watt)

T adalah waktu yang dibutuhkan (satuan sekon)

V adalah tegangan listrik (satuan volt)

i adalah arus listrik (satuan Ampere)

t adalah waktu atau lama aliran listrik (satuan sekon)

Bila rumus kalor yang digunakan adalah Q = m . c . (t2 – t1 ) , maka akan diperoleh

persamaan :

P . t = m . c . (t2 – t1)

Keterangan: P adalah daya listrik (satuan Watt)

T adalah waktu yang dibutuhkan (satuan sekon)


c adalah kalor jenis benda tersebut (satuan J/kgOC)

(t2 – t1 ) adalah perubahan suhu yang biasa disimbolkan dengan ΔT

(satuanOC)

Didalam hubungan energi listrik dengan energi kalor, akan terjadi perubahan suhu

dan wujud yang erat kaitannya dengan kalor. Fenomena ini dibahas secara terperinci oleh

Asas Black, dimana apabila ada dua benda yang suhunya berbeda kemudian kedua benda

tersebut disatukan atau dicampur maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bersuhu

tinggi menuju benda yang bersuhu lebih rendah. Aliran ini akan berhenti sampai terjadi

keseimbangan termal (suhu kedua benda yang dicampurkan telah sama). Secara matematis

Asas Black dapat dirumuskan sebagai berikut:

Qlepas = Qterima

m1 . c1 . (t1 – ta ) = m2 . c2 . (ta – t2 )

Keterangan: m1 adalah massa benda satu (satuan kilogram)

m2 adalah massa benda dua (satuan kilogram)

c1 adalah kalor jenis benda satu (satuan J/kgOC)

c2 adalah kalor jenis benda dua (satuan J/kgOC)

(t1 – ta ) adalah perubahan suhu yang biasa disimbolkan dengan ΔT

pada benda satu yang suhunya lebih tinggi dibanding benda dua

(satuanOC)

(ta – t2 ) adalah perubahan suhu yang biasa disimbolkan dengan ΔT

pada benda dua yang suhunya lebih rendah dibanding benda satu

(satuanOC)

Percobaan calori work ini dilakukan untuk mengetahui nilai kapasitas kalor suatu

kawat konduktor. Kapasitas kalor itu sendiri adalah banyaknya kalor yang diperluklan

untuk menaikkan suhu benda sebesar 1OC yang dapat dirumuskan sebagai berikut:

H = Q / (t2 – t1 )

Keterangan : H adalah kapasitas kalor (satuan J/oC)

Q adalah kalor yang dibutuhkan (satuan Joule)

(t2 – t1 ) adalah kenaikan suhu yang biasa disimbolkan dengan ΔT

(satuan OC)

Lain halnya dengan kapasitas kalor, suatu benda juga mempunyai kalor jenis, jika kalor

jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu 1 kg zat sebesar 1OC.

alat yang digunakan untuk menentukan besarnya kalor jenis suatu zat adalah calorimeter.

Persamaan kalor jenis adalah sebagai berikut:

c = Q / m . (t2 – t1 )

Keterangan : C adalah kalor jenis zat (satuan J/kgoC)

Q adalah kalor yang dibutuhkan (satuan Joule)

m adalah massa zat tersebut (satuan kilogram)

(t2 – t1 ) adalah kenaikan suhu yang biasa disimbolkan dengan ΔT

(satuan OC)

Bila kedua persamaan kapasitas kalor dan kalor jenis diatas dihubungkan maka akan

terbentuk suatu persamaan baru sebagai berikut :

H = m . c

Keterangan : H adalah kapasitas kalor (satuan J/oC)

C adalah kalor jenis zat (satuan J/kgoC)

m adalah massa zat tersebut (satuan kilogram)

Kapasitas panas/kalor bersifat ekstensif yang berarti bahwa jumlahnya tergantung

dari besarnya sampel yang diambil, misalnya untuk menaikan suhu 1 gram air sebesar 100C

diperlukan 4,18 Joule, namun untuk menaikkan suhu 100 gram air sebesar 100C diperlukan

energi 100 kali lebih banyak yaitu sekitar 218 Joule. Sehingga 1 gram sampel tersebut

mempunyai kapasitas panas sebesar 4,18 Joule/0C sedangkan 100 gram sampel mempunyai

kapasitas panas sebesar 418 Joule/0C.

Percobaan calori work dilakukan dengan cara melilitkan sebuah kawat pada sensor

temperature. 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. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Mengaktifkan Web cam dengan cara meng”klik” icon video yang terdapat pada halaman

web r-Lab.

2. Memberikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor.

3. Menghidupkan Power Supply dengan meng’klik’ radio button disebelahnya.

4. Mengambil data perubahan temperature, tegangan dan arus listrik pada kawat konduktor

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

5.Memperhatikan temperature kawat yang terlihat di web cam, tunggulah hingga

mendekati temperature awal saat diberikan V0.

6. Mengulangi langkah 2 hingga 5 untuk tegangan V1, V2, dan V3.

Gambar Prosedur Percobaan Calori Work

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. PENGAMBILAN DATA

Percobaan calori work ini dilakukan dengan cara online yang menggunakan

perangkat elektronik. Percobaan ini dilakukan dengan mengubah-ubah tegangan V0, V1,

V2, dan V3. Data hasil percobaan yang diperoleh dari eksperimen yang dilakukan ini

adalah sebagai berikut:

Tabel Data Percobaan Calori Work

Tegangan V0

Waktu (s) Arus Listrik (mA) Tegangan (V) Temperatur

3 23.84 0.00 23.1

6 23.84 0.00 23.1

9 23.84 0.00 23.1

12 23.84 0.00 23.1

15 23.84 0.00 23.1

18 23.84 0.00 23.1

21 23.84 0.00 23.1

24 23.84 0.00 23.1

27 23.84 0.00 23.1

30 23.84 0.00 23.1

Tegangan V1


3 35.36 0.65 22.9

6 35.36 0.65 23.1

9 35.36 0.65 23.2

12 35.36 0.65 23.4

15 35.36 0.65 23.5

18 35.36 0.65 23.7

21 35.36 0.65 23.8

24 35.36 0.65 23.9

27 35.36 0.65 24.0

30 35.36 0.65 24.1

Tegangan V2


3 51.45 1.59 23.5

6 51.45 1.59 23.9

9 51.56 1.59 24.8

12 51.56 1.59 25.8

15 51.56 1.59 26.8

18 51.56 1.59 27.6

21 51.56 1.59 28.3

24 51.56 1.59 29.0

27 51.56 1.59 29.6

30 51.56 1.59 30.2

Tegangan V3


3 42.21 1.07 23.8

6 42.32 1.06 23.9

9 42.32 1.07 24.3

12 42.32 1.07 24.8

15 42.21 1.07 25.2

18 42.32 1.07 25.6

21 42.32 1.07 25.9

24 42.32 1.07 26.2

27 42.32 1.07 26.4

30 42.32 1.07 26.7

VII. PENGOLAHAN DATA

Percobaan calori work ini dilakukan dengan mengubah-ubah tegangan yang ada di

power supply menggunakan 4 variasi tegangan yang nilainya berbeda satu dengan yang

lainnya, yaitu V0, V1, V2, dan V3. Sehingga dari percobaan tersebut kita akan

mendapatkan data-data yang bervariasi yang akan kita olah menjadi grafik. Grafik

tersebut merupakan grafik hubungan antara temperatur dengan waktu untuk setiap

tegangan yang diberikan ke kawat konduktor. Selain itu, kita juga akan mendapatkan

perhitungan yang akan menghasilkan nilai c atau kalor jenis sehingga kita dapat

menentukan jenis kawat konduktor yang digunakan dalam percobaan ini. Melalui

grafik yang kita dapatkan, kita juga dapat menghitung persamaan garis sebagai

literature sebab dari kesalahan-kesalahan relatif yang terjadi terhadap literature.

1. Grafik Temperatur Terhadap Waktu pada saat V0

Data hasil dari percobaan calori work mengenai temperature kawat dan waktu saat

tegangan Vo = 0 volt yang diberikan pada kawat konduktor adalah sebagai berikut :


3 23.84 0.00 23.1

6 23.84 0.00 23.1

9 23.84 0.00 23.1

12 23.84 0.00 23.1

15 23.84 0.00 23.1

18 23.84 0.00 23.1

21 23.84 0.00 23.1

24 23.84 0.00 23.1

27 23.84 0.00 23.1

30 23.84 0.00 23.1

Untuk mendapatkan grafik hubungan antara temperature dengan waktu yang

diinginkan, maka data yang digunakan adalah sebagai berikut :

Waktu (s) Temperatur

3 23.1

6 23.1

9 23.1

12 23.1

15 23.1

18 23.1

21 23.1

24 23.1

27 23.1

30 23.1

Dengan menggunakan metode least square, kita dapat membuat grafik perubahan

temperatur terhadap waktu. Untuk kasus ini, tidak ada perubahan suhu karena

tegangan yang digunakan sebesar 0V.

Dengan menggunakan data – data diatas kita dapat membuat grafiknya.

Grafik Perubahan Suhu Terhadap Waktu pada V0

Maka persamaan fungsi grafiknya yaitu y = 23,1x + 6,7e-16



tegangan V1 = 0.65 volt yang diberikan pada kawat konduktor adalah sebagai berikut:


3 35.36 0.65 22.9

6 35.36 0.65 23.1

9 35.36 0.65 23.2

12 35.36 0.65 23.4

15 35.36 0.65 23.5

18 35.36 0.65 23.7

21 35.36 0.65 23.8

24 35.36 0.65 23.9

27 35.36 0.65 24.0

30 35.36 0.65 24.1




3 22.9

6 23.1

9 23.2

12 23.4

15 23.5

18 23.7

21 23.8

24 23.9

27 24.0

30 24.1


temperatur terhadap waktu.


Grafik Perubahan Temperatur Terhadap Waktu pada V1

Maka persamaan fungsi grafiknya yaitu y = 22,85x + 0.043





3 51.45 1.59 23.5

6 51.45 1.59 23.9

9 51.56 1.59 24.8

12 51.56 1.59 25.8

15 51.56 1.59 26.8

18 51.56 1.59 27.6

21 51.56 1.59 28.3

24 51.56 1.59 29.0

27 51.56 1.59 29.6

30 51.56 1.59 30.2




3 23.5

6 23.9

9 24.8

12 25.8

15 26.8

18 27.6

21 28.3

24 29.0

27 29.6

30 30.2




Grafik Perubahan Temperatur Terhadap Waktu pada saat V2

Maka persamaan fungsi grafiknya yaitu y = 22,9x + 0,25





3 42.21 1.07 23.8

6 42.32 1.06 23.9

9 42.32 1.07 24.3

12 42.32 1.07 24.8

15 42.21 1.07 25.2

18 42.32 1.07 25.6

21 42.32 1.07 25.9

24 42.32 1.07 26.2

27 42.32 1.07 26.4

30 42.32 1.07 26.7




3 23.8

6 23.9

9 24.3

12 24.8

15 25.2

18 25.6

21 25.9

24 26.2

27 26.4

30 26.7




Grafik Perubahan Temperatur Terhadap Waktu pada saat V2

Maka persamaan fungsi grafiknya yaitu y = 23,5 + 0,11

Menentukan kalor jenis dari kawat konduktor yang digunakan di dalam

percobaan

Pada percobaan calori work ini, terjadi perubahan energi yang ditandai dengan

terjadinya perbahan suhu. Perubahan bentuk energi ini merupakan perubahan energi

dari energi listrik menjadi energi kalor. Dengan menggunakan hukum kekekalan

energi, besar kalor jenis maupun besar kapasitas kalor kawat konduktor pada

tegangan V0, V1, V2, dan V3 dapat kita ketahui dengan menggunakan persamaan

berikut:

Q = W

m . c . ΔT = V . I . t

sehingga persamaan akhir dalam mencari kalor jenis adalah

c = 𝑽.𝑰.𝒕

𝒎 .∆𝑻

persamaan diatas digunakan untuk menghitung c atau kalor jenis dari konduktor yang

digunakan di dalam percobaan.

Lain halnya dengan kapasitas kalor, kapasitas kalor (H) yang merupakan

banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu benda sebesar 1oC ini dapat

dicari dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

H = m. c ….. (1)

Subtitusikan c = 𝑽.𝑰.𝒕

𝒎 .∆𝑻 ke dalam persamaan 1

Sehingga persamaan untuk mencari kapasitas kalor dari konduktor yang digunakan

adalah

H = 𝑽.𝑰.𝒕

∆𝑻

Dimana massa yang akan dimasukkan ke dalam perhitungan nantinya adalah sebesar

0,002 kg.

1. Tabel Data V0

Waktu (s) Arus Listrik (mA) Tegangan (V) Temperatur (oC) Kalor Jenis (J/kgoC)

Kapasitas Kalor

(J/oC)

3 23.84 0.00 23.1 0 0

6 23.84 0.00 23.1 0 0

9 23.84 0.00 23.1 0 0

12 23.84 0.00 23.1 0 0

15 23.84 0.00 23.1 0 0

18 23.84 0.00 23.1 0 0

21 23.84 0.00 23.1 0 0

24 23.84 0.00 23.1 0 0

27 23.84 0.00 23.1 0 0

30 23.84 0.00 23.1 0 0

2. Tabel Data V1

Waktu (s) Arus Listrik (mA) Tegangan (V) Temperatur (oC) Kalor Jenis (J/kgoC) Kapasitas Kalor (J/oC)

3 35.36 0.65 22.9 0 0

6 35.36 0.65 23.1 344.76 0.68952

9 35.36 0.65 23.2 344.76 0.68952

12 35.36 0.65 23.4 275.808 0.551616

15 35.36 0.65 23.5 287.3 0.5746

18 35.36 0.65 23.7 258.57 0.51714

21 35.36 0.65 23.8 268.1466667 0.536293333

24 35.36 0.65 23.9 275.808 0.551616

27 35.36 0.65 24.0 282.0763636 0.564152727

30 35.36 0.65 24.1 287.3 0.5746

3. Tabel Data V2


3 51.45 1.59 23.5 0 0

6 51.45 1.59 23.9 613.54125 1.2270825

9 51.56 1.59 24.8 283.7783077 0.567556615

12 51.56 1.59 25.8 213.861913 0.427723826

15 51.56 1.59 26.8 186.3190909 0.372638182

18 51.56 1.59 27.6 179.9569756 0.359913951

21 51.56 1.59 28.3 179.332125 0.35866425

24 51.56 1.59 29.0 178.8663273 0.357732655

27 51.56 1.59 29.6 181.4320328 0.362864066

30 51.56 1.59 30.2 183.538209 0.367076418

4. Tabel Data V3


3 42.21 1.07 23.8 0 0

6 42.32 1.06 23.9 1345.776 2.691552

9 42.32 1.07 24.3 407.5416 0.8150832

12 42.32 1.07 24.8 271.6944 0.5433888

15 42.21 1.07 25.2 241.95375 0.4839075

18 42.32 1.07 25.6 226.412 0.452824

21 42.32 1.07 25.9 226.412 0.452824

24 42.32 1.07 26.2 226.412 0.452824

27 42.32 1.07 26.4 235.1201538 0.470240308

30 42.32 1.07 26.7 234.2193103 0.468438621

Untuk menentukan jenis konduktor yang digunakan, kita harus menghitung nilai rata

– rata dari kalor jenis dan kapasitas kalornya. Nilai rata – rata dari kalor jenis dan

kapasitas kalor dapat dihitung dengan rumus :

𝐾𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠

∶ 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 1 + 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 2+. . . +𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑛

𝑛

𝐾𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟

∶ 𝑘𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 1 + 𝑘𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 2+. . . +𝑘𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑛

𝑛

Hasil yang didapat adalah :

Kalor Jenis = 206.0174119 (J/kgoC)

Kapasitas Kalor = 0.4120348238 (J/oC)

Berikut ini disediakan tabel yang berisi daftar kalor jenis beberapa zat:

Berdasarkan hasil yang didapat dan tabel diatas, jenis konduktor yang paling mendekati

hasil adalah jenis Perak. Jadi, dapat dikatakan bahwa jenis konduktor yang digunakan

ketika melakukan percobaan adalah Perak.

VIII. ANALISIS

1. Analisa Percobaan

Percobaan KR-02 yang berjudul Calori Work ini menggunakan peralatan

eletronik yang berupa computer atau sejenisnya yang dapat terhubung dengan

internet yang dapat diakses melalui situs www.sitrampil.ui.ac.id. Percobaan ini

menggunakan fasilitas Remote Laboratory (R-Lab) yang memudahkan mahasiswa

untuk melakukan praktikum secara online, sehingga memudahkan mahasiswa

untuk melakukan praktikum dimanapun asalkan terhubung dengan internet.

Ditengah kemudahan tersebut, perangkat elektronik yang digunakan untuk

mengakses sitrampil haruslah ter-install dengan perangkat lunak Java Runtime

Environment (JRE) untuk dapat melihat video percobaan yang kita lakukan.

http://www.sitrampil.ui.ac.id/

Pertama-tama sebelum melakukan percobaan, praktikan harus memastikan

bahwa perangkat elektronik yang kita gunakan sudah terhubung internet dengan

baik. Lalu, praktikan masuk atau log in ke situs http://www.rlab.ui.ac.id. Setelah

itu, masuk ke link yang mengarahkan ke bagian race dan halaman percobaan.

Langkah selanjutnya dilakukan adalah mengklik icon video untuk mengamati kerja

alat yang digunakan. Pengaktifan web cam akan memunculkan gambar alat yang

akan digunakan dalam percobaan. Tegangan listrik yang diberikan menjadi variabel

bebas. Dalam percobaan ini, tegangan awal yang digunakan adalah nol. Kemudian,

tegangan dinaikkan menjadi V1 yang besarnya 0,65 volt, V2 yang besarnya 1,59

volt, dan V3 yang besarnya 1,07 volt. Dengan adanya tegangan yang diberikan pada

konduktor, suhu konduktor akan berubah secara perlahan-lahan. Ini disebabkan

karena sebagian energi listrik yang mengalir pada konduktor berubah menjadi

energi panas. Dalam percobaan ini, setiap perubahan suhu saat tegangan dicatat

selama 30 detik dengan selang 3 detik sekali sehingga dalam setiap nilai tegangan

terdapat sepuluh macam nilai temperatur dan sepuluh macam nilai arus yang sesuai

dengan waktu yang digunakan. Sehingga kita akan mendapatkan data-data yang

kita inginkan dan mengolah semua data untuk mencari data lain yang kita inginkan

seperti data untuk grafik hubungan antara temperature dengan waktu, kalor jenis,

dan kapasitas kalor dari kawat konduktor yang digunakan dalam percobaan R-Lab

ini.

2. Analisa Hasil Percobaan

Dari percobaan yang dilakukan, kita akan mendapatkan nilai perubahan

suhu yang terjadi, kalor jenis, dan kapasitas kalor dari kawat konduktor yang

digunakan di dalam percobaan yang dilakukan secara online ini. Karena percobaan

ini menggunakan variasi dalam tegangan yang diubah-ubah sebanyak 4 kali

sehingga praktikan akan mendapatkan 4 variasi data dengan tegangan dengan

perubahan temperature yang berbeda-beda juga dalam 30 detik dengan selang 3

detik.

http://www.rlab.ui.ac.id/

Dari percobaan pertama yang dilakukan dengan menggunakan tegangan

sebesar 0 volt (V0) , didapat bahwa pada saat tegangan yang diberikan adalah 0 volt

maka suhu hanya akan mengalami perubahan yang sangat kecil, bahkan dapat

dianggap tidak ada. Hal ini disebabkan pada saat tidak ada tegangan yang diberikan

maka tidak ada energi yang membuat electron-elektron pada logam atau kawat

konduktor tidak mengalami pergerakan yang akan diubah menjadi energi panas.

Perubahan kecil pada suhu tersebut disebabkan oleh suhu system lebih rendah

daripada suhu lingkungan, sehingga terjadi perpindahan kalor dari lingkungan

kepada system.

Dari percobaan kedua yang dilakukan dengan menggunakan tegangan

sebesar 0,65 volt (V1), didapat bahwa pada saat tegangan diberikan pada rangkaian

listrik, terjadi perubahan suhu pada konduktor. Suhu awal yang tercatat adalah

sebesar 22,9oC dan suhu akhir yang tercatat pada detik ke-30 adalah sebesar 24,1oC.

dan dari perhitungan yang dilakukan, maka diketahui bahwa besar kalor jenisnya

adalah 262,452903 J/kgoC dan kapasitas kalornya adalah 0,524905806 J/oC

Dari percobaan ketiga yang dilakukan dengan menggunakan tegangan


listrik, terjadi perubahan suhu konduktor yang signifikan. Suhu awal yang tercatat

adalah sebesar 23,5oC dan suhu akhir yang tercatat pada detik ke-30 adalah sebesar

30,2oC. dan dari perhitungan yang dilakukan, maka diketahui bahwa besar kalor

jenisnya adalah 220,0626231 J/kgoC dan kapasitas kalornya adalah 0,440125246

J/oC.

Dari percobaan terakhir yang dilakukan dengan menggunakan tegangan


listrik, terjadi perubahan suhu yang cukup signifikan. Suhu awal yang tercatat

adalah sebesar 23,8oC dan suhu akhir yang tercatat pada detik ke-30 adalah sebesar

26,7oC. dan dari perhitungan yang dilakukan, maka diketahui bahwa besari kalor

jenisnya adalah 341,5541214 J/kgoC dan kapasitas kalornya adalah 0,683108243

J/oC.

Jika kita mengamati perubahan suhu yang dialami oleh system atau

konduktor, kita dapat menarik kesimpulan bahwa semakin tinggi tegangan yang

diberikan kepada kawat konduktor, akan semakin tinggi pula kenaikan suhu yang

terjadi. Hal ini terjadi karena semakin besar tegangan yang diberikan, berarti energi

listrik menjadi semakin besar juga. Hal ini menunjukkan kebenaran dari persamaan

W = V . I . t. Dengan energi listrik yang lebih besar akan menyebabkan electron

pada logam atau kawat konduktor bergerak semakin cepat dan akan mengakibatkan

kenaikan suhu pada system.

Selain itu dari keempat kalor jenis dan kapasitas kalor yang ada, maka kita

akan merata-ratakan data-data tersebut sehingga kita akan mendapatkan kalor jenis

rata-rata dan kapasitas kalor rata-rata yaitu sebesar 206,0174119 J/kgoC. Dari kalor

jenis rata-rata yang kita dapatkan dari perhitungan data percobaan maka kita dapat

menentukan jenis konduktor yang digunakan pada percobaan dengan

membandingkan kalor jenis rata-rata yang didapatkan dengan daftar kalor jenis

yang ada di bagian dasar teori. Percobaan ini menggunakan kawat konduktor

berupa perak dengan kalor jenis 230 J/kgK.

3 . Analisa Kesalahan

Dalam percobaan ini, data tentang temperatur yang diperoleh ternyata berbeda-beda

pada setiap tegangan yang diberikan. Kesalahan-kesalahan yang mungkin dapat terjadi

pada saat percobaan ini adalah :

Kesalahan dalam perhitungan, misalnya dalam hal pembulatan angka. Adanya

pembulatan angka akan mempengaruhi ketepatan perhitungan.

Alat-alat praktikum yang tidak dikalibrasikan sebelumnya, sehingga data mengenai

arus dan tegangan yang diperoleh tiap detik untuk kecepatan angin yang sama

menjadi bervariasi.

Karena praktikum dilakukan secara online tanpa adanya kontak langsung dengan

alat praktikum, sehingga kita tidak dapat langsung mengetahui apakah ada

kesalahan pada percobaan atau tidak

IX. KESIMPULAN

Besarnya energy listrik yang akan diubah menjadi energy kalor adalah sama

sesuai dengan Hukum Kekekalan Energi.

Semakin besar tegangan yang diberikan, maka perubahan suhu yang terjadi akan

semakin besar. Hal ini disebabkan karena energy listrik yang diberikan semakin

besar yang akan menyebabkan pergerakan partikel semakin cepat dan pada

akhirnya berdampak kepada perubahan suhu di dalam rangkaian.

Besarnya kalor jenis bergantung kepada waktu, arus listrik yang mengalir,

tegangan yang diberikan, perubahan suhu, dan massa kawat konduktor yang akan

dicari kalor jenisnya. Kalor jenis yang didapatkan dari hasil perhitungan diatas

adalah 206,0174119 J/kgOC.

Besarnya kapasitas kalor bergantung kepada waktu, arus listrik yang mengalir,

tegangan yang diberikan, dan perubahan suhu tanpa dipengaruhi oleh massa

konduktor tersebut. Kapasitas kalor yang didapatkan dari hasil perhitungan diatas

adalah 0,4120348238 J/OC.

Percobaan menggunakan kawat konduktor jenis perak yang mempunyai kalor

jenis 230 J/kgoC.

X. REFERENSI

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.

Documents

Laporan Praktikum KR02