LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

REMOTE LABORATORY

Nama : Muhamad Gushandi

NPM : 1506732394

Fakultas/Program Studi : Teknik/Teknik Elektro

Anggota / Grup : Grup 11

Mahesa Bintang

Nida Fathia

Immanuel Surya

Nur Alfin Hidayati

Rani Edina

Rizky R W

Weldaline Zafira

Nomor/Nama Percobaan : KR 02/ Calori Work

Minggu Percobaan : Pekan 7

Tanggal Percobaan : 21 April 2016

Nama Asisten : Nila Ulya

LABORATORIUM FISIKA DASAR

UPP IPD

UNIVERSITAS INDONESIA

KR02 – Calori Work

Tujuan

Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.

Alat

1. Sumber tegangan yang dapat divariasikan

2. Kawat konduktor ( bermassa 2 gr )

3. Termometer

4. Voltmeter dan Amperemeter

5. Adjustable power supply

6. Camcorder

7. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

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/gr0C)

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.

Cara Kerja

Eksperimen rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol rLab di bagian

bawah halaman ini.

1. Mengaktifkan Web cam

2. Memberikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor

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

disebelahnya.

4. Mengambil data perubahan temperatur , tegangan dan arus listrik

pada kawat konduktor tiap 1 detik selama 10 detik dengan cara

meng’klik” icon “ukur”

5. Memperhatikan temperatur kawat yang terlihat di web cam,

menunggu hingga mendekati temperatur awal saat diberikan V0 .

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

Tugas & Evaluasi

1. Berdasarkan data yang di dapat , Membuat grafik yang menggambarkan

hubungan antara temperatur dan waktu untuk setiap tegangan yang

diberikan ke kawat konduktor.

2. Untuk tegangan V1 , V2 dan V3 , menghitung nilai kapasitas panas ( c )

dari kawat konduktor yang digunakan.

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

konduktor yang digunakan.

4. Memberi analisis dari hasil percobaan ini.

Data Percobaan

Tegangan 1,57 volt

Waktu I V Temp

3 50.76 1.57 20.9

6 50.76 1.57 21.2

9 50.76 1.57 22.0

12 50.76 1.57 22.9

15 50.76 1.57 23.8

18 50.76 1.57 24.6

21 50.65 1.57 25.3

24 50.76 1.57 25.9

27 50.76 1.57 26.4

30 50.76 1.57 27.0

Tegangan 0,65 volt

Waktu I V Temp

3 35.13 0.65 19.8

6 35.13 0.65 19.8

9 35.13 0.65 20.0

12 35.13 0.65 20.1

15 35.13 0.65 20.3

18 35.13 0.65 20.5

21 35.13 0.65 20.6

24 35.13 0.65 20.8

27 35.13 0.65 20.8

30 35.13 0.65 20.9

Tegangan 0 volt

Waktu I V Temp

3 23.84 0.00 19.9

6 23.84 0.00 19.9

9 23.84 0.00 19.8

12 23.84 0.00 19.8

15 23.84 0.00 19.9

18 23.84 0.00 19.8

21 23.84 0.00 19.8

24 23.84 0.00 19.8

27 23.84 0.00 19.8

30 23.84 0.00 19.8

Tegangan 1,06 volt

Waktu I V Temp

3 41.86 1.06 26.6

6 41.86 1.06 26.1

9 41.86 1.06 26.1

12 41.86 1.06 26.1

15 41.86 1.06 26.1

18 41.86 1.06 26.1

21 41.86 1.06 26.1

24 41.86 1.06 26.2

27 41.86 1.06 26.3

30 41.86 1.06 26.3

Pengolahan Data

Pada saat tegangan 0,65 V

x y X2 Y2 xy

3 20,3 9 412,09 60,9

6 20,4 36 416,16 122,4

9 20,5 81 420,25 184,5

12 20,6 144 424,36 247,2

15 20,8 225 432,64 312

18 20,9 324 436,81 376,2

21 21,1 441 445,21 443,1

24 21,2 576 449,44 508,8

27 21,3 729 453,69 575,1

30 21,4 900 457,96 642

total 165 208,5 3465 4348,61 3472,2

𝑚 =𝑛∑𝑥𝑦 − (∑𝑥)(∑𝑦)

𝑛∑𝑥2 − (∑𝑥)2

𝑏 =𝑁∑𝑋𝑖𝑌𝑖−∑𝑋𝑖 ∑𝑌𝑖

𝑁∑𝑋𝑖2−(∑𝑋𝑖)2

𝑏 =10 .3472,2−165 .208,5

10 .3465−(165)2

𝑏 = 0,043

𝑚 = 𝑏 =𝑉.𝐼

𝑚.𝑐

𝑐 =𝑉.𝐼

𝑚.𝑏

𝑐 = 265,5

Jadi, nilai dari C1 = 265,5 J/kg oC

Pada saat tegangan 1,57 V

X Y X2 Y2 XY

3 21,1 9 445,21 63,3

6 21,4 36 457,96 128,4

9 22,3 81 497,29 200,7

12 23,2 144 538,24 278,4

15 24,1 225 580,81 361,5

18 24,9 324 620,01 448,2

21 25,7 441 660,49 539,7

24 26,3 576 691,69 631,2

27 26,9 729 723,61 726,3

30 27,4 900 750,76 822

total 165 243,3 3465 5966,07 4199,7

𝑚 =𝑛∑𝑥𝑦 − (∑𝑥)(∑𝑦)

𝑛∑𝑥2 − (∑𝑥)2

𝑏 =𝑁∑𝑋𝑖𝑌𝑖−∑𝑋𝑖 ∑𝑌𝑖

𝑁∑𝑋𝑖2−(∑𝑋𝑖)2

𝑏 =10 .4199,7−165 .243,3

10 .3465−(165)2

𝑏 = 0,25

𝑚 = 𝑏 =𝑉.𝐼

𝑚.𝑐

𝑐 =𝑉.𝐼

𝑚.𝑏

𝑐 = 159,38

Jadi, nilai dari C1 = 159,38 J/kg oC

Pada saat tegangan 1,06 V

X Y X2 Y2 XY

3 24,9 9 620,01 74,7

6 24,8 36 615,04 148,8

9 24,9 81 620,01 224,1

12 25,1 144 630,01 301,2

15 25,2 225 635,04 378

18 25,3 324 640,09 455,4

21 25,4 441 645,16 533,4

24 25,6 576 655,36 614,4

27 25,7 729 660,49 693,9

30 25,8 900 665,64 774

total 165 252,7 3465 6386,85 4197,9

𝑚 =𝑛∑𝑥𝑦 − (∑𝑥)(∑𝑦)

𝑛∑𝑥2 − (∑𝑥)2

𝑏 =𝑁∑𝑋𝑖𝑌𝑖−∑𝑋𝑖 ∑𝑌𝑖

𝑁∑𝑋𝑖2−(∑𝑋𝑖)2

𝑏 =10 .4197,9−165 .252,7

10 .3465−(165)2

𝑏 = 0,0382

𝑚 = 𝑏 =𝑉.𝐼

𝑚.𝑐

𝑐 =𝑉.𝐼

𝑚.𝑏

𝑐 = 580,78

Jadi, nilai dari C1 = 580,78 J/kg oC

Diambil rata-rata dari ketiga hasil yang diperoleh :

∆𝑐 =𝑐1+𝑐2+𝑐3

3

∆𝑐 =265,5+159,38+580,78

3

∆𝑐 = 335,22 J/kg oC

Dengan nilai literatur kalor jenis tembaga adalah 390 J/kg oC. Maka kesalahan relatif

sebesar :

Kesalahan Relatif = |335,22−390

390| 𝑥100%

Kesalahan Relatif = 14,04%

Sehingga kapasitas kalor yang didapat adalah

C = m. c = 0,002 kg . 335,22 J/kg oC = 0,67 J/oC

Grafik Percobaan

0

5

10

15

20

25

30

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Suh

u (

ºC)

Waktu (s)

Grafik waktu terhadap suhu (Tegangan 0 V)

19,6

19,8

20

20,2

20,4

20,6

20,8

21

21,2

21,4

21,6

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Suh

u (

ºC)

Waktu (s)

Grafik waktu terhadap suhu (Tegangan 0,65V)

0

5

10

15

20

25

30

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Suh

u (

ºC)

Waktu (s)

Grafik waktu terhadap suhu (Tegangan 1,57 V)

24,2

24,4

24,6

24,8

25

25,2

25,4

25,6

25,8

26

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Suh

u (

ºC)

Waktu (s)

Grafik waktu terhadap suhu (Tegangan 1,06 V)

Analisis Percobaan

Pada percobaan KR 02 Calori Work ini dilaksanakan pada rLab sehingga

praktikan melakukan secara online dan langsung mendapatkan nilai data yang

diperlukan untuk mengetahui nilai kapasitas kalor dari kawat yang digunakan. Nilai

yang didapat adalah nilai dari tegangan yang digunakan (V), arus yang mengalir (I)

di kawat dalam percobaan, waktu (s) selama percobaan berlangsung, dan temperature

(suhu ºC) dari kawat konduktor selama di aliri listrik selama percobaan dilakukan.

Data diambil setiap 3 detik dengan banyak pengambilan data 10 kali sehingga

didapat 30 detik untuk setiap tegangan sebagai variasi data. Dengan variasi untuk

setiap tegangan yaitu 0 V, 0,65 V, 1,57 V, dan 1,06 V untuk mendapatkan nilai arus

yang berbeda sehingga dapat menghitung energi yang dihasilkan dari kawat

konduktor.

Analisis Hasil

Hasil yang didapat adalah suhu (ºC) untuk setiap tiga detik dalam 30 detik.

Dari keempat tegangan didapat hasil bahwa tegangan mempengaruhi kenaikan suhu

yang didapat, ini ditunjukan dengan kenaikan suhu pada tegangan yang lebih tinggi

menaikkan suhu thermometer lebih tinggi pula atau dapat disebut energy yang

dipancarkan lebih besar daripada yang tegangannya lebih rendah. Dengan energi dari

tegangan saat dikalikan arus selama waktu selang tertentu dapat dihitung berapa

energy yang dipancarkan oleh kawat konduktor. Sedangkan kenaikan suhu

thermometer menjadi pengukur berapa kalor yang dihasilkan oleh kawat sehingga

kalor jenis kawat dapat dihitung.

Dengan metode least square untuk setiap tegangan didapat nilai untuk

kemiringan garis yang menjadi nilai pembanding untuk hasil yang didapat dari

percobaan sehingga dapat dicari kalor jenis dari kawat konduktor yang digunakan

bersesuaian dengan untuk setia tegangan.

Analisis Grafik

Dari Grafik yang telah dibuat didapat kemiringan garis yang menunjukan

perbandingan kenaikan suhu untuk setiap tiga detik dan dapat dilihat pula bahwa

semakin lama waktu thermometer menerima pancaran dari kawat konduktor,

semakin tinggi pula grafik yang dihasilkan, dengan kata lain pada percobaan ini

pertambahan waktu dan kenaikan suhu berbanding lurus.

Analisis Kesalahan

Dengan melakukan percobaan secara online, praktikan hanya melakukan

percobaan bersesuaian dengan apa yang muncul pada layar sehingga kesalahan

praktikan tidak terjadi secara langsung apabila terjadi salah perhitungan atau dalam

kegiatan pengambilan data. Dengan data yang didapat dapat dilihat bahwa terdapat

penurunan suhu pada beberapa waktu, ini menunjukan terdapat ketidaksesuaian

dengan pancaran energy yang diterima oleh thermometer yang seharusnya menerima

energy berupa kenaikan suhu. Ini dapat terjadi jika tegangan tidak benar-benar

membuat kawat konduktor meningkat suhunya atau dapat pula kesalahan

pengambilan nilai suhu.

Kesimpulan

Kapasitas kalor dari kawat konduktor adalah 0,67 J/oC, yang dicari dengan

menghitung kenaikan suhu pada kawat konduktor sebagai hasil dari energy yang

dipancarkan dari hasil perkalian tegangan dan arus dalam selang waktu tertentu.

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.

Link RLab

http://sitrampil3.ui.ac.id/kr02