14708251060_Septiana Indri_Fisika kalor gelombang

www.brainybetty.com 1

INSTRUMENTASI DAN PENGUKURAN

KALOR DAN GELOMBANG

Septiana Indri Hapsari14708251060


SUHU Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda. Alat untuk mengukur suhu adalah termometer. Prinsip kerja termometer adalah pemuaian zat cair akibat panas yang

mengenainya.

Berdasarkan cairan yang mengisi tabungnya, termometer dibedakan menjadi termometer aksa dan termometer alkohol.


Termometer raksa adalah termometer dengan cairan penunjuk skala pada termometer berupa raksa.

Kelebihan raksa1. Raksa mudah dilihat karena

mengkilap.2. Raksa memuai dengan

teratur.3. Raksa tidak membasahi

dinding kaca.4. Jangkauan suhunya besar (-

400C sampai 3500C)5. Raksa memiliki

konduktivitas yang tinggi

Kelemahan raksa1. Harga raksa mahal,2. Tidak dapat digunakan

untuk mengukur suhu di daerah kutub.

3. Raksa bersifat racun sehingga berbahaya jika pecah


Termometer alkohol adalah termometer dengan cairan penunjuk skala pada termometer berupa alkohol.

Kelebihan alkohol1. Harganya murah2. Pemuaiannya besar

untuk kenaikan suhu yang kecil (teliti)

3. Dapat digunakan untuk mengukur suhu di daerah kutub (titik beku alkohol -1220C)

Kelemahan alkohol1. Titik didihnya rendah

(780C)2. Tidak berwarna

sehingga harus diberi warna agar mudah dilihat.

3. Membasahi dinding kaca.


Termometer hanya dapat digunakan pada kisaran temperatu yang terbatas

karena keterbatasan termometer itu sendiri. Misalnya cairan air raksa

dalam termometer kaca air raksa akan membeku pada beberapa titik, yang

mana termometer tidak akan bisa digunakan. Termometer juga tidak dapat

digunakan di atas temperatur dimana cairan menguap. Sehingga untuk

mengukur temperatur yang sangat rendah atau yang sangat tinggi

dibutuhkan termometer khusus.


Jenis-jenis termometer

Termometer badan atau klinis Termometer laboratorium

Termometer ruangan

Termometer maksimum minimum

Termometer bimetal


Konversi Suhu =


KALOR

Kalor didefinisikan sebagai energi yang ditransfer dari satu benda ke benda yang lainnya karena adanya perbedaan temperatur.

Kalor dengan spontan mengalir dari benda panas ke benda dingin untuk menyamakan temperaturnya.

Satuan kalor adalah kalori, yaitu jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur 1 gram air sebesar 1 derajat celsius. Sehingga jika dituliskan persamaan adalah:

Q = m x c x T dengan 1 kal = 4,186 Joule Setiap zat memiliki kalor jenis sebagai karakteristik zat tersebut. Alat ukur kalor adalah kalorimeter, yang terdiri atas 2 jenis, yaitu:

a. Kalorimeter sederhanab. Kalorimeter bom


Kalorimeter sederhana

• Termometer : mengukur suhu awal dan suhu akhir.

• Pengaduk: mengaduk kedua larutan biar tercampur rata.

• Bejana kalorimeter : tempat mencampur larutan.

• Gabus : sebagai isolasi, penyangga kalorimeter, dan penyumbat.

• Penutup dipasang isolator : mengurangi kehilangan kalor karena dihantarkan atau dipancarkan sekitarnya.

• Bejana luar : untuk memasukkan kalorimeter.

Bagian-bagiannya adalah:


Membersihkan kalorimeter dari debu dan kotoran

Mengisi kalorimeter dengan air sebanyak 1/5 bagian dan menimbang kembali

Memasukkan aluminium ke dalam ketel uap yang berisi air dan dipanaskan

Mengukur suhu air dalam kalorimeter dan dicatat sebagai T1

Mengambil aluminium dengan pinset dan dimasukkan ke dalam kalorimeter

Menghidupkan stopwatch

Mengamati perubahan suhu air dalam kalorimeter 30 detik pertama sebagai T1 dan 30 detik kedua sebagai T2

Menimbang aluminium dengan timbangan digital

Menimbang kalorimeter kosong bagian dalam dengan timbangan digital

Cara Menggunakan Kalorimeter sederhana


Prinsip KalorimeterDalam kalorimeter berlaku Asas Black yang menyatakan bahwa:

“Jumlah kalor yang dilepas sama dengan jumlah kalor yang diterima.”

Sehingga dapat diperoleh persamaan sebagai berikut:qserap = qlepas

m x c x ∆T = m x c x ∆Tm x c x (Tc – To) = m x c x (Ta – Tc)

keterangan :m = massa larutan dalam kalorimeter (g)c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J/g0C) atau (J/g0K)∆T = perubahan suhu (0C atau 0K)Ta = suhu akhir (0C)Tc = suhu campuran/seimbang (0C)To = suhu awal (0C)


Prinsip Kalorimeter

Kalorimetri merupakan pengkuran kuantitatif dari pertukaran kalor. Pada

kalorimeter sederhana sangat penting kalorimeter diinsuli sehingga hampir

tidak ada pertukaran kalor di sekitarnya. Selain itu juga penentuan kalor jenis

dari zat.

Dalam teknik pencampuran misal suatu zat dipanaskan pada temperatur

tinggi yang diukur secara tepat kemudian dengan cepat diletakkan di air dingin

pada kalorimeter. Kalor yang hilang dari zat tersebut akan ditangkap oleh air

dan wadah kalorimeter. Dengan mengukur temperatur akhir dari campuran,

maka kalor jenis dapat dihitung.


Kalorimeter Bom

• Termometer : untuk mengukur suhu.• Pengaduk, digunakan untuk mengaduk air

pendingin.• Katub oksigen : untuk memasukkan

oksigen dari tabung oksigen• Cawan : untuk meletakkan sampel zat

yang akan dibakar.• Kawat penyala : untuk membakar• Bom : sebagai wadah tempat

berlangsungnyya pembakaran, biasanya terbuat dari bahan stainless steel.

• Jaket air : untuk peletakan bom.

Bagian-bagiannya adalah:

http://1.bp.blogspot.com/-JeoA-hMTpPM/UkKWcto0eFI/AAAAAAAAAPU/E7ptYfx_nGQ/s1600/6000_6200-open-family_a_edi.jpg


Kalorimeter bom

Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom, akan menghasilkan kalor dan diserap oleh air dan bom.

Contoh kalorimeter bom adalah kalorimeter makanan yang digunakan untuk mengukur kadar karbohidrat, protein, dan lemak


Kalorimeter Bom

Kalorimeter bom digunakan untuk mengukur pelepasan energi termal

ketika zat terbakar (termasuk makanan) untuk menentukan kandungan

kalorinya. Contoh makanan yang ditimbang dengan seksama, bersama

dengan oksigen dalam jumlah yang berlebih, diletakkan dalam bom. Bom

ini diletakkan dalam air pada kalorimeter dan sebuha kabel tipis dipasang

melalui bom dan dipanaskan untuk menyalakan campuran. Kandungan

kalori makanan yang ditentukan dengan cara ini dapat tidak akurat karena

tubuh kita mungkin tidak memerabolisme seluruh energi yang tersedia.


GELOMBANG

Gelombang didefinisikan sebagai getaran yang merambat. Berdasarkan cara merambatnya, ada 2 jenis gelombang:

1. Gelombang mekanik adalah gelombang yang dalam perambatannya membutuhkan medium. Contohnya :a. Gelombang transversalb. Gelombang longitudinal

2. gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dalam perambatannya tidak membutuhkan medium.


GELOMBANG

Gelombang transversal, didefinisikan sebagai gelombang yang tegak lurus dengan arah rambatannya.

Contohnya gelombang tali, gelombang air laut, dan lain-lain.

Gelombang longitudinal, didefinisikan sebagai gelombang yang searah dengan arah rambatannya.

Contohnya gelombang bunyi.


Stadia type wave gage

Alat ukur gelombang air


Kamera Video atau Film


Dengan kamera video atau film


Stereo-photography



Buoy



Stadia type wave gage



Sonometer

Alat ukur gelombang bunyi


OSILOSKOP

https://aryutomo.files.wordpress.com/2011/02/os6.png


AFG

https://aryutomo.files.wordpress.com/2011/02/fg.jpg


Cara kalibrasi osiloskop

Ambilah kabel probe dan sambungkan ke chanel X atau Y

Lalu kait kan besi yang ada diprobe ke besi yang ada di oscilloscope

Lalu atur sweep time/div dan volt/div nya

Kemudian lihat lah pada layar oscilloscope apakah sudah telihat 1gelombang sempurna

Jika gelombang belum muncul, atur kembali sweep time/div dan volt/div sampai menemukan 1 gelombang sempurna.

Tekan lah tombol power yang ada di oscilloscop


Cara mengukur frekuensi, periode, amplitudo

Mengatur frekuensi masukkan dari AFG dengan menekan tombol 1K dan memutar knob frekuensi.

Mengatur tombol volt/div sedemikian sehingga gelombang di layar tampak penuh (tidak terpotong dan tidak kecil).

Mengukur frekuensi gelombang yang dari AFG dengan osiloskop.

Mencatat kedudukan tombol volt/div dan banyaknya div yang ditempati satu gelombang utuh.

Menghubungkan keluaran dari AFG dengan masukan osiloskop pada salah satu kanalnya (misal CH1) dengan probe merah dan probe hitam pada kanal ground.


Cara membaca frekuensi dalam osiloskop

• Dari gambar di atas dapat kita ambil data sebagai berikut:

• Div atau banyak kotak untuk satu gelombang penuh adalah 4 div. Tombol time/div adalah 0,1 sekon, maka besarnya frekuensi adalah:

• T = 4div x 0,1 s = 0,4 s• F = 1/T = 1/ 0,4 = 2,5 Hertz


Cara membaca amplitudo dalam osiloskop

Dari gambar dapat data :• Tinggi gelombang = 3 div• Volt/div = .2 volt (titik dua) itu

artinya 0,2 volt• Probe = x 1• Maka besar amplitude

gelombang adalah :A = 3 x 0,2 x 1 = 0,6 Volt


Air mendidih bersuhu 30 °C termometer X mempunyai TTA 150 °X dan TTB -50 °X termometer Y mempunyai TTA 130 °Y dan TTB 30 °Y. Berapakah suhu air mendidih menurut termometer X dan Y?a. 10 dan 60b. 10 dan 50c. 20 dan 60d. 30 dan 60e. 20 dan 40

Soal 1

JAWABAN : A

PEMBAHASAN


Diketahui : Ta = 30 °C Taa = 150 °A Toa = 0 °A TaX = 130 °X

ToX = -50 °X

TaY = 130 °Y

ToY = 30 °Y

Ditanya : TX dan TY …… ?

Jawab : Termometer x Tx +50 = 30 – 0150 + 50 100-0Tx + 50 = 30200 100Tx = 30 x 200 - 50

100 Tx = 10

Termometer y Ty -30 = 30 – 0130 - 30 100-0Ty - 30 = 30100 100Tx = 30 x 100 +30

100 Tx = 60


Soal 2

Berapa banyak masukan kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur dari kaleng kosong seberat 20 kg yang terbuat dari besi dari suhu 10°C ke 90°C jika diketahui kalor jenis besi 450 J/kg°C?a. 90 kJb. 450 kJc. 720 kJd. 810 kJe. 900 kJ

JAWABAN : C

PEMBAHASAN


Diketahui : m = 20 kgc = 450 J/kg°CTo = 10°CTa = 90°C

Ditanya : Q...????Jawab :Q = m x c x ∆T

= m x c x (Ta – To)= 20 kg x 450 J/kg°C x (90 – 10) °C= 720.000 J= 720 kJ


Bila 200 cm3 teh pada temperatur 95°C dituangkan ke sebuah cangkir bermassa 150 g yang awalnya pada suhu 25°C. Berapa temperatur final bersama T dari teh dan cangkir ketika kesetimbangan tercapai, dengan megasumsikan tidak ada kalor yang mengalir ke sekitarnya? Jika diketahui kalor jenis teh 4186 J/kg°C, kalor jenis cangkir 840 J/kg°C, massa jenis air 1000 kg/m3.a. 35°Cb. 60°Cc. 70°Cd. 86°Ce. 115°C

Soal 3

JAWABAN : D

PEMBAHASAN


Diketahui : mcangkir = 150 g = 0,15 kg

Vteh = 200cm3 = 200 x 10^-6 m3

ρteh = 1000 kg/m3

mteh = Vteh. ρteh = (200 x 10^-6 m3).(1000 kg/m3) = 0,20 kg

cteh = 4186 J/kg°C

ccangkir = 840 J/kg°C

To = 25°CTa = 95°C

Ditanya : Tc...????Jawab :

Kalor teh yang hilang = kalor yang diterima cangkirmteh x cteh x ∆Tteh = mcangkir x ccangkir x ∆Tcangkir

mteh x cteh x (Ta-Tc)teh = mcangkir x ccangkir x (Tc-To)cangkir

0,20kg x 4186 J/kg°C x (95-Tc) °C = 0,15kg x 840 J/kg°C x (Tc-25) °C79.500 – 837 Tc = 126 Tc – 3150

Tc = 86°C


Seorang insinyur ingin menentukan kalor jenis dari sebuah paduan logam yang baru. Sebuah contoh seberat 0,150 kg dipanaskan hingga 540C. Kemudia dengan cepat diletakkan pada 400 g air dengan temperatur 10C yang diletakkan dalam sebuah wadah kalorimeter dari alumunium seberat 0,200 kg. Temperatur akhir sistem adalah 30,5C. Berapakah kalor jenis dari paduan logam tersebut?a. 500b. 840c. 900d. 1700e. 2100

Soal 4

JAWABAN : A

PEMBAHASAN


Diketahui : mair = 0,400 kg

mkal = 0,200 kg

mlogam = 0,150 kg

cair = 4186 J/kg°C

ckal = 900 J/kg°C

To = 10,0°C ]Ta = 540°CTc = 30,5°C

Ditanya : clogam..... ?

Jawab :Kalor yang hilang = kalor yang diterima

mlogam x clogam x ∆Tlogam = (mkal x ckal x ∆Tkal )+ (mair x cair x ∆Tair)

mlogam x clogam x (Ta-Tc)logam = (mkal x ckal x (Tc-To)kal )+ (mair x cair x (Tc-To)air)

0,150 x clogam x (540-30,5) = (0,200 x 900 x 20,5) +(0,400 x 4186 x 20,5)

76,425 clogam = 3690 + 34325,2

clogam = 497 J/kg°C

clogam = 500 J/kg°C


Berapakah kadar kalori dari brownies 100 gram dari pengukuran berikut ini? Jika sampel brownies 10 gram dibiarkan kering sebelum dimasukkan dalam bom. Bom aluminium mempunyai massa 0,615 kg dan ditempatkan di 2,00 kg air yang berada dalam bejana kalorimeter aluminium dengan massa 0,524 kg. Temperatur awal campuran tersebut adalah 15,00C dan temperaturnya setelah pemicuan adalah 36,00C.a. 250 kalb. 470 kalc. 540 kald. 620 kale. 680 kal

Soal 5

JAWABAN : B

PEMBAHASAN


Diketahui : mair = 2,00 kg

mkal = 0,524 kg

mbom = 0,615 kg

cair = 1,0 kkal/kg°C

ckal = 0,22 kkal/kg°C

cbom = 0,22 kkal/kg°C

To = 15,00C ]Ta = 36,0C

Ditanya :Jawab :Q = (mair x cair + mkal x ckal + mbom x cbom) ∆T

= [(2,00 kg x 1,0 kkal/kg°C) + (0,524 kg x 0,22 kkal/kg°C) + (0,615 kg x 0,22 kkal/kg°C)][ 36,0°C – 15,0°C ]

= 47 kkalKarena 47 kkal dilepaskan dalam pembakaran 10 gram brownies, maka porsi

100 gram akan menghasilkan 470 kal.


Soal 6Pada gelombang berikut ini, jarak diukur dalam sentimeter. Berdasarkan gambar di atas pasangan manakah yang benar . . . . Amplitudo Panjang gelombang A B C D

2 cm 4 cm 4 cm 8 cm 4 cm 4 cm 8 cm 8 cm

JAWABAN : C

PEMBAHASAN


Kunci Jawaban C Diketahui : jarak = 12 cm jarak simpangan = 8 cm 2 bukit 1 lembah= 1,5 λ Ditanya: A dan λ = . . . . ? Jawab: Amplitudo adalah jarak simpangan terjauh dari titik seimbang, A A = 12 x 8 cm = 4 cm λ 1,5 λ = 12 cm λ = 5,1

12cm λ = 8 cm


Tombol apakah yang digunakan untuk mengatur posisi garis atau tampilan di layar atas bawah? a. Posisi Xb. Posisi Yc. CH1 (input)d. CH2 (out put)

Soal 7

JAWABAN : B

PEMBAHASAN


Kunci Jawaban B Bagian-Bagian

Osiloskop Fungsi

CH1 (Input X)

Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau pembacaan posisi horizontal,

Terminal masukan pada saat pengukuran pada CH 1 juga digunakan untuk kalibrasi.

Jika signal yang diukur menggunakan CH 1, maka posisi switch pada CH 1 dan berkas yang nampak pada layar hanya ada satu.

CH2 ( input Y )

Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau pembacaan Vertikal.

Jika signal yang diukur menggunakan CH 2, maka posisi switch pada CH 2 dan berkas yang nampak pada layar hanya satu.

Position X

Mengatur posisi garis atau tampilan kiri dan kanan. untuk mengatur posisi normal sumbu X (ketika sinyal masukannya nol)

Untuk menyetel kekiri dan kekanan berkas gambar (posisi arah horizontal) Switch pelipat sweep dengan menarik knop, bentuk gelombang dilipatkan 5 kali lipat kearah kiri dan kearah kanan usahakan cahaya seruncing mungkin.

Posisi Y

Untuk mengatur posisi garis atau tampilan dilayar atas bawah.

Untuk menyeimbangkan DC vertical guna pemakaian channel 1 atau (Y).

Penyetelan dilakukan sampai posisi gambardiam pada saat variabel diputar.


Perhatikan langkah-langkah berikut ini: a. menyetel focus b. menyetel x position dan y position c. pengkalibrasian d. muncul tegangan persegi pada layar

Urutan penggunaan osiloskop adalah . . . . A. a – b – c – d

B. c – a – b – d

C. b – c – a – d

D. c – b – a – d

JAWABAN : B

PEMBAHASAN

Soal 8


Kunci Jawaban B Cara penggunan osiloskop adalah yang pertama pengkalibrasian, kemudian menyetel fokus, intensitas, kemiringan, x position, dan y position, setelah probe dikalibrasi maka dengan menempelkan probe pada terminal tegangan acuan maka akan muncul tegangan persegi pada layar.


Di bawah ini yang merupakan alat ukur gelombang air laut dengan menggunakan bantuan balon adalah ....a. Stadia type wave gageb. Stereo-photographyc. Sonometer d. osiloskop

Soal 9

JAWABAN : A

PEMBAHASAN


Tentukan frekuensi dari gambar di samping!a. 10b. 20c. 30d. 50

Soal 10

JAWABAN : D

PEMBAHASAN


Jejak sinyal AC Y AMPLIFIER = 2V/cmTIMEBASE = 5ms/cm cara pengukuran: tegangan puncak ke puncak = 8.4Vamplitudo = 4.2V perioda = 20msfrekuensi = 50Hz


Sekian dan Terimakasih

Education

14708251060_Septiana Indri_Fisika kalor gelombang