laporan praktikum rlab-calori work

Upload: fransiskadyah90

Post on 18-Oct-2015

35 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

laporan praktikum fisdas 1

TRANSCRIPT

  • 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