LAPORAN PRAKTIKUM RLAB

KR-02 CALORI WORK

Nama : Rahayu Kristiyanti

NPM : 1106071593

Fakultas : Teknik

Jurusan : Teknik Elektro

Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar (UPP IPD)

Universitas Indonesia

Depok, 2011

I. TUJUAN

Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.

II. PERALATAN

1. Sumber tegangan yang dapat divariasikan

2. Kawat konduktor (bermassa 2 gram)

3. Termometer

4. Voltmeter dan Ampmeter

5. Adjustable power supply

6. Camcorder

7. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

III. LANDASAN TEORI

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 :

... ( 1 )

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 (Ta - T) ....................................................... (1)

Dimana :

Q = Jumlah kalor yang diperlukan (kalori)

m = massa zat (gram)

c = kalor jenis zat (kal/gr 0C)

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. PROSEDUR PERCOBAAN

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

2. Memberikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor !

3. Menghidupkan Power Supply dengan mengklik radio button

disebelahnya.

4. Mengambil data perubahan temperatur , tegangan dan arus listrik

pada kawat konduktor tiap 1 detik selama 10 detik dengan cara

mengklik icon ukur!

5. Memperhatikan temperatur kawat yang terlihat di web cam,

tunggulah hingga mendekati temperatur awal saat diberikan V0 .

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

Gb.4.1 Gambar Percobaan

V. HASIL DAN EVALUASI

1. Berdasarkan data yang di dapat , Buatlah grafik yang

menggambarkan hubungan antara temperatur dan waktu untuk

setiap tegangan yang diberikan ke kawat konduktor.

0 5 10 15 20 25

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 Tem

peratur (K)

Waktu (s)

Gra1ik Pada Saat V0

20 20.5 21 21.5 22 22.5

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 Tem

peratur (K)

Waktu (s)

Gra1ik Pada Saat V1

2. Untuk tegangan V1 , V2 dan V3 , hitunglah nilai kapasitas panas (C)

dari kawat konduktor yang digunakan.

W = V.I.t

Q = m.c.(T)

Q = C.(T) (4)

C = m.c ...(3)

W = energi listrik (Joule)

Q = energi panas (Kalori)

C = Kapasitas panas (Kal/OC)

c = Kalor Jenis. (Kal/gr OC)

0 5 10 15 20 25 30

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 Tem

peratur (K)

Waktu (s)

Gra1ik Pada Saat V2

20.5 21 21.5 22 22.5 23

23.5 24 24.5

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Tempe

ratur (K)

Waktu (s)

Gra1ik Pada Saat V3

Dalam percobaan ini terjadi konversi dari energi listrik menuju energi

panas, sehingga :

W = Q ...(5) Ingat! 1 Kalori = 4.2 Joule

V.I.t = C(T)(4.2)

C = !.!.!(!!)(!.!) ...(6)

Pada Tegangan V1 :

I = 34.56 A t = 30 3 = 27 s

V = 0.62 Volt T = 22.1 21 = 1.1 OC

C = !.!.! (!!) = !.!" !".!" (!")(!.!)(!.!) = !"#.!"!.!" = 125.22 J/0C

Pada Tegangan V2 :

I = 49.39 A t = 30 3 = 27 s

V = 1.48 Volt T = 27 21.1 = 5.9 0C

C = !.!.! (!!) = !.!" !".!" (!")(!.!)(!.!) = !"#$.!"!".!" = 79.65 J/OC

Pada Tegangan V3 :

I = Ii!"!!! = 41.05 A t = 30 3 = 27 s V = 0.99 Volt T = 24.3 21.8 = 2.5 0C

C = !.!.! (!!) = !.!! !".!" (!")(!.!)(!.!) = !"#$.!"!".! = 104.50 J/OC 2

3. Berdasarkan nilai c yang saudara peroleh, tentukan jenis kawat

konduktor yang digunakan! C = !"!!!!! = !"#.!! ! !".!" !!"#.!" ! = 103.12 J/OC

Sd = (!!! )!!!!!!(!!!)!

= (!"#.!!!!"#.!")!!(!".!"!!"#.!")! ! (!"#.!"!!"#.!")!!(!!!) = !"".!" ! !!".!" !!.!" !(!) = !"#!.!"! = 13.17 Jadi, C = Kapasitas Kalor = (103.12 13.17) J/OC

Maka, Kalor Jenis :

c = !! = !"#.!"!.!!" = 51560 J/Kg OC

Tidak ada benda yang memiliki kalor jenis senilai 51560 J/Kg OC

setelah praktikan mencoba mencocokan dengan tabel kalor jenis

(pada bab lampiran).

VI. ANALISA

1. ANALISA PERCOBAAN

Serangkaian percobaan ini merupakan eksperimen Remote

Laboratory. Dimana praktikan melaksanakan eksperimen ini tidak

perlu datang ke ruang laboratorium yang sebenarnya. Cukup login

pada elaboratory di sitrampil.ui.ac.id lalu melakukan eksperimen

secara online. Adapun eksperimen yang dilakukan bisa berulang kali

tergantung keinginan praktikan.

Percobaan ini bertujuan untuk dapat menghitung kapasitas

kalor dari suatu kawat konduktor. Sehingga setelah itu kita bisa

menentukan apa jenis dari kawat konduktor yang dipakai. Dalam

percobaan ini, prinsip hukum kekekalan energi adalah dasar untuk

membuka permasalahan.

Percobaan eksperimen ini berlangsung tanpa ada masalah

berarti. Berhubung percobaan ini merupakan percobaan remote,

kesalahan kesalahan sistematik seperti pengkalibrasian alat,

kesalahan pembacaan skala alat ukur, dan faktor lingkungan tidak

akan memiliki pengaruh pada eksperimen Remote Laboratory ini.

Namun, tetap saja masih ada kecacatan data. Pada saat

memasang tegangan V3 pada kawat, seharusnya I yang lewat adalah

konstan, namun pada data tercatat ada 1 data yang berbeda dari

yang lainnya. Dimana I dari 9 data yang lain adalah 41.07 A

sedangkan ada 1 data yang membaca I adalah 40.95 A. Menurut

praktikan, berhubung kesalahan berupa kesalahan sistematik kecil

kemungkinannya, berarti kemungkinan yang lain berasal dari

kesalahan teknis dari pihak elaboratory itu sendiri.

Selain itu, saat percobaan dilakukan, seharusnya ada muncul

sebuah video streaming apabila praktikan mengklik link video.

Namun yang terjadi adalah, setelah mengklik tidak ada reaksi yang

terjadi. Sehingga praktikan tidak bisa melihat temperatur awal yang

diberikan V0.

2. ANALISA HASIL

Setelah mengambil data pada elaboratory, praktikan

mencoba mengolah data yang ada dan mencari hal hal yang

ditanyakan seperti Besar Kapasitas Kalor di tiap tegangan yang

dipakai dan menentukan jenis bahan kawat konduktor yang terpakai.

Dengan bermodalkan rumus W = V.I.T ; Q = m.c.T ; C = m.c dan hukum kekekalan energi, sebenarnya sudah bisa mengolah data

yang ada untuk menemukan besar kapasitas kalor di tiap tegangan.

Setelah menemukan besar kapasitas kalor dari kawat,

praktikan bisa menentukan jenis dari kawat konduktor tersebut.

Dengan mengacu pada tabel kalor jenis benda pada halaman

lampiran, kita bisa melihat angka yang cocok atau terdekat dengan

perhitungan yang sudah kita hitung.

Praktikan sudah melakukan perhitungan persis seperti yang

dijelaskan diatas namun hasilnya ternyata menjadi besar sekali

(51560 J/Kg oC) dan praktikan tidak menemukan benda yang

memiliki nilai kalor jenis di sekitar nilai tersebut pada tabel daftar

kalor jenis. Praktikan sendiri kurang paham apa yang menyebabkan

nilainya menjadi sebesar itu, ada kemungkinan praktikan melakukan

kesalahan pada pengolahan data, namun praktikan sudah mengecek

dan menghitungnya berulang kali dan tetap menghasilkan nilai

tersebut.

3. ANALISA GRAFIK

Dalam hal mempresentasikan suatu hasil percobaan,

membuat grafik adalah salah satu cara yang paling efektif. Dalam

grafik, pembaca bisa melihat langsung hubungan 2 variabel dalam

suatu permasalahan dan bisa langsung mengambil kesimpulan dari

permasalahan itu.

Dalam percobaan ini, terlihat bahwa grafik tidak berjalan

lurus, melainkan berkelok kelok. Padahal seharusnya secara teori

grafik ini berbentuk garis lurus karena hubungan dari temperatur

dan waktu adalah berbanding lurus.

VII. KESIMPULAN

1. Dalam eksperimen ini, hukum kekekalan energi berlaku. Dimana

Energi listrik dari tegangan yang diberikan pada kawat diubah

menjadi energi panas yang meningkatkan temperatur kawat

konduktor.

2. Praktikan tidak dapat mengambil kesimpulan apa jenis benda yang

terpakai pada kawat konduktor tersebut. Hal ini dikarenakan seperti

yang telah disebutkan diatas bahwa tidak ada nilai kalor jenis yang

memenuhi.

3. Untuk dapat mengetahui jenis dari kawat konduktor tersebut perlu

kita ketahui kalor jenisnya.

4. Semakin besar nilai kalor jenisnya maka sifat konduktivitasnya pun

semakin berkurang. Karena semakin besar kalor jenisnya, semakin

besar pula jumlah kalor yang diserap.

VIII. DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engineers, Third Edition,

Prentice Hall, NJ, 2000.

Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition,

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

Kanginan, Marthen.2002.Fisika Untuk SMA Kelas X Semester 2.

Jakarta : Erlangga

IX. LAMPIRAN

WAKTU

(sekon)

I

(A)

V

(Volt)

T

(K)

3 23.84 0 21.2

6 23.84 0 21.2

9 23.84 0 21.2

12 23.84 0 21.2

15 23.84 0 21.2

18 23.84 0 21.2

21 23.84 0 21.2

24 23.84 0 21.2

27 23.84 0 21.2

30 23.84 0 21.2

Tabel 8.1 Data Percobaan V0

WAKTU

(sekon)

I

(A)

V

(Volt)

T

(K)

3 34.56 0.62 21

6 34.56 0.62 21.1

9 34.56 0.62 21.3

12 34.56 0.62 21.4

15 34.56 0.62 21.6

18 34.56 0.62 21.6

21 34.56 0.62 21.8

24 34.56 0.62 21.9

27 34.56 0.62 22

30 34.56 0.62 22.1

Tabel 8.2 Data Percobaan V1

WAKTU

(sekon)

I

(A)

V

(Volt)

T

(K)

3 49.39 1.48 21.1

6 49.39 1.48 21.4

9 49.39 1.48 22.2

12 49.39 1.48 23

15 49.39 1.48 23.8

18 49.39 1.48 24.6

21 49.39 1.48 25.3

24 49.39 1.48 25.9

27 49.39 1.48 26.4

30 49.39 1.48 27

Tabel 8.3 Data Percobaan V2

WAKTU

(sekon)

I

(A)

V

(Volt)

T

(K)

3 41.07 0.99 21.8

6 40.95 0.99 222

9 41.07 0.99 22.3

12 41.07 0.99 22.7

15 41.07 0.99 23

18 41.07 0.99 23.3

21 41.07 0.99 23.6

24 41.07 0.99 23.8

27 41.07 0.99 24.1

30 41.07 0.99 24.3

Tabel 8.4 Data Percobaan V3

Tabel 8.5 Tabel Kalor Jenis