laporan praktikum calorie work maulana rasis 1206217250
DESCRIPTION
rlabTRANSCRIPT
LAPORAN PRATIKUM R-LAB
KR02
CALORIE WORK
Nama : Maulana Rasis
NPM : 1206217250
Fakultas : Teknik
Program Studi : Teknik Mesin
Group : A12
No.Percobaan : KR02
Tanggal Percobaan : 10 Oktober 2012
Laboratorium Fisika Dasar
UPP IPD
Universitas Indonesia
1. Tujuan
Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor
2. 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 berserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
3. 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 :
W = v.i.t ................... ( 1 )
Keterangan :
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)
Keterangan :
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.
4. Cara Kerja
1. Mengaktifkan Webcam dengan mengklik icon video pada halaman web r-lab
2. Memberikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor
3. Menghidupkan power supply dengan meng’klik’ radio button di sebelahnya.
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 temperatur kawat yang terlihat di webcam, menunggu hingga
mendekati temperatur awal saat diberikan V0.
6. Mengulangi langkah 2 hingga 5 untuk tegangan V1, V2 dan V3
5. Data Hasil Percobaan
Didapatkan data dari hasil percobaan R-Lab berikut ini :
1. Pada tegangan V0
2. Pada tegangan V1
Waktu (s) I (Ampere) V (volt) Temperatur (0C)
3 35.48 0.67 23.0
6 35.48 0.67 23.1
9 35.48 0.67 23.3
12 35.48 0.67 23.4
15 35.48 0.67 23.6
18 35.48 0.67 23.8
21 35.48 0.67 23.9
24 35.48 0.67 24.0
27 35.48 0.67 24.1
30 35.48 0.67 24.3
Waktu (s) I (Ampere) V (volt) Temperatur (0C)
3 23.84 0.00 23.0
6 23.84 0.00 23.0
9 23.84 0.00 23.0
12 23.84 0.00 23.1
15 23.84 0.00 23.0
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 23.0
30 23.84 0.00 23.1
3. Pada tegangan V2
Waktu (s) I (Ampere) V (volt) Temperatur (0C)
3 51.79 1.62 23.6
6 51.90 1.62 24.1
9 51.90 1.62 25.0
12 51.90 1.62 26.1
15 51.79 1.62 27.1
18 51.79 1.62 27.9
21 51.79 1.62 28.8
24 51.79 1.62 29.6
27 51.90 1.62 30.2
30 51.79 1.62 30.8
4. Pada tegangan V3
Waktu (s) I (Ampere) V (volt) Temperatur (0C)
3 42.55 1.08 29.8
6 42.55 1.08 29.4
9 42.55 1.08 29.4
12 42.55 1.08 29.4
15 42.55 1.08 29.5
18 42.55 1.08 29.6
21 42.55 1.08 29.6
24 42.55 1.08 29.7
27 42.55 1.08 29.8
30 42.55 1.08 29.8
0
10
20
30
40
50
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Hubungan Antara Temperatur dan Waktu
6. Pengolahan Data
Pada V0
Pada V1
0
10
20
30
40
50
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Hubungan Antara Temperatur dan Waktu
Temperatur Waktu
23.0 3
23.0 6
23.0 9
23.1 12
23.0 15
23.1 18
23.1 21
23.1 24
23.0 27
23.1 30
Temperatur Waktu
23.0 3
23.1 6
23.3 9
23.4 12
23.6 15
23.8 18
23.9 21
24.0 24
24.1 27
24.3 30
Pada V2
Pada V3
0
10
20
30
40
50
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Hubungan Antara Temperatur dan Waktu
0
10
20
30
40
50
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Hubungan Antara Temperatur dan Waktu
Temperatur Waktu
23.6 3
24.1 6
25.0 9
26.1 12
27.1 15
27.9 18
28.8 21
29.6 24
30.2 27
30.8 30
Temperatur Waktu
29.8 3
29.4 6
29.4 9
29.4 12
29.5 15
29.6 18
29.6 21
29.7 24
29.8 27
29.8 30
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Hubungan Antara Arus dan Waktu
V0
V1
V2
V3
Grafik arus terhadap waktu
Perhitungan
Tabel least square pada V1
X = Waktu Y = Temperatur xy
3 23 9 529,0 69
6 23,1 36 533,6 138,6
9 23,3 81 542,9 209,7
12 23,4 144 547,6 280,8
15 23,6 225 557,0 354
18 23,8 324 566,4 428,4
21 23,9 441 571,2 501,9
24 24 576 576,0 576
27 24,1 729 580,8 650,7
30 24,3 900 590,5 729
165 236,5 3465 5594,97 3938,1
Dari least square tersebut dimasukkan rumus untuk mencari m dan b
Didapatkan m= 0,05
Untuk mencari b
Didapatkan b= 22,85
Maka dari sana didapatkan persamaan garis
y= 0,05x + 22,85
karena
maka
C= 237,72 J/Kg0C
Tabel Least Square pada V2
X = Waktu Y = Temperatur Xy
3 23,6 9 557,0 70,8
6 24,1 36 580,8 144,6
9 25 81 625,0 225
12 26,1 144 681,2 313,2
15 27,1 225 734,4 406,5
18 27,9 324 778,4 502,2
21 28,8 441 829,4 604,8
24 29,6 576 876,2 710,4
27 30,2 729 912,0 815,4
30 30,8 900 948,6 924
165 273,2 3465 7523,08 4716,9
Dari tabel least square di dapatkan m & b : m = 0,28 b = 22,67 Sehingga menghasilkan C = 149,82 J/Kg
0C
Tabel Least Square pada V3
X = Waktu Y = Temperatur Xy
3 29,8 9 888,0 89,4
6 29,4 36 864,4 176,4
9 29,4 81 864,4 264,6
12 29,4 144 864,4 352,8
15 29,5 225 870,3 442,5
18 29,6 324 876,2 532,8
21 29,6 441 876,2 621,6
24 29,7 576 882,1 712,8
27 29,8 729 888,0 804,6
30 29,8 900 888,0 894
165 296 3465 8761,86 4891,5
Dari tabel least square di dapatkan m & b : m = 0,01 b = 29,43 Sehingga menghasilkan C = 297,7 J/Kg
0C
Dari perobaan 1 – 4 menghasilkan C sebesar :
C1 = 237,72 J/Kg0C
C2 = 149,82 J/Kg0C
C3 = 297,7 J/Kg0C +
Crata-rata = 685,24 J/Kg0C / 3
= 228,41 J/Kg0C
= 42,94 J/Kg0C
Jadi kawat yang digunakan memiliki kapasitas kalor sebesar (228,41±42,94)
7. Analisis
Analisis percobaan
Pada percobaan kali ini dilakukan via online yang diakses melalui website R-
lab. Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui nilai kapasitas kalor dari sebuah
kawat.
Untuk mengetahui kapasitas kalor tersebut maka diberikan energi listrik yang
diubah menjadi energi kalor, sesuai dengan hukum kekekalan energy dimana energy
tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi hanya dapat berubah
bentuk. Kawat tersebut kemudian diukur perubahan temperaturnya. Pengambilan data
dilakukan sebanyak 10 kali pada variasi 4 tegangan yang berbeda.
Pengambilan data dilakukan dalam selang waktu 3 detik. Dapat dilihat dari
hasil yang diperoleh bahwa pemberian tegangan dan arus listrik yang berbeda selama
jangka waktu tertentu mempengaruhi temperatur kawat.
Data diambil sebanyak 10 kali dengan tujuan meminimalisasi kesalahan dan
memperoleh data yang mendekati kebenaran. Data diambil dengan 4 tegangan agar
kita dapat mengetahui pengaruh tegangan yang berbeda terhadap perubahan suhu.
Analisis hasil
Dari percobaan yang telah dilakukan maka didapatkan hasil sebagai berikut:
Percobaan pertama kawat tidak diberikan tegangan sehingga seharusnya tidak
ada arus yang mengalir yang dapat menyebabkan perubahan suhu. Namun hasil yang
didapatkan ternyata terdapat arus meskipun tegangannya nol dan menyebabkan
sedikit perubahan suhu. Hal ini kemungkinan terjadi karena sebelum diberikan
tegangan ada tegangan yang terdapat pada kawat yang tidak terbaca oleh voltmeter
Percobaan kedua kawat diberikan tegangan sebesar 0,67 v. Temperatur pada
kawat mengalami kenaikan dibandingkan dengan pada saat tidak diberikan tegangan.
Sedangkan saat pengambialan data terhadap waktu saat V=0,67 v, suhu berubah-ubah
namun relative mengalami kenaikan. Hal yang sama juga terjadi pada saat diberikan
tegangan sebesar 1,62 v, dan tegangan keempat sebesar 1,08 v
Analisis grafik
Pada bagian pengolahan data telah didapatkan grafik hubungan antara
temperatur dengan waktu pada masing-masing tegangan. Pada saat percobaan pertama
tegangan yang terbaca pada voltmeter adalah 0 v. Grafik yang didapatkan mendatar
dan suhunya tetap sama terhadap perubahan waktu.
Pada percobaan kedua didapatkan suhu yang semakin bertambah terhadap
waktu. Setiap pengambilan data selama 3 detik suhu bertambah sekitar 0,1-0,30C.
Grafik yang didapat menunjukkan bahwa suhu berbanding lurus dengan waktu. Hasil
grafok kedua juga bias dibandingkan dengan grafik pertama dimana ketika tegangan
bertambah maka suhu juga cenderung bertambah sebagai akibat dari energi kalor
yang diberikan pada kawat.
Pada percobaan ketiga juga didapatkan suhu bertambah terhadap waktu.
Namun, pada percobaan ini pertambahan lebih besar sekitar 0,4-1,10C. dengan
membandingkan grafik percobaan kedua dan ketiga dimana gradient pada percobaan
ketiga lebih besar dibandingkan grafik pada percobaan kedua, jadi dapat disimpulkan
bahwa pada percobaan ketiga yang menggunakan tegangan yang lebih besar dan
perubahan suhu juga semakin besar.
Pada percobaan keempat grafik suhu terhadap waktu juga berbanding lurus.
Pada percobaan keempat besar tegangan lebih kecil dibandingkan besar tegangan
ketiga, sehingga perubahan suhu yang dihasilkan pun juga lebih kecil dari percobaan
kedua.
Dari pembuatan grafik dan least squere makan kita dapat mentukan perubahan
suhu yang terjadi pada setiap percobaan. Perubahan suhu tersebut dapat digunakan
untuk mengetahui kapasitas kalor dari kawat yang digunakan. Hasil perhitungan dari
percobaan sebanyak empat kali didapatkan besar kapasitas kalor dari kawat tersebut
yaitu (228,41±42,94) J/Kg0C. Berdasarkan literature, kapasitas kalor yang mendekati
nilai tersebut adalah kapasitas kalor dari tembaga
8. Kesimpulan
Kawat yang dialiri listrik, suhu kawatnya akan berubah disebabkan oleh
perubahan energi listrik menjadi energi kalor.
Semakin besar tegangan yang mengalir pada kawat maka suhu akan semakin
tinggi.
Semakin lama tegangan dialirkan maka temperature kawatnya juga akan
semakin tinggi.
Kapasitas kalor kawat dapat ditentukan dengan memberikan tegangan pada kawat
selama waktu tertentu dan mengukur perubahan temperature. Kawat yang digunakan
pada percobaan kali ini memiliki kapasitas kalor sebesar (228,41±42,94) J/Kg0C
Referensi
1. Giancoli,D.C.;Physics for Science & Engeeners, Third Edition,Prentice
Hall,NJ,2000.
2. Halliday,Resnick,Walker,Fundamental of Physic 7th
Edition,Extended
Edition,John Wiley & Sons,Inc,NJ,2005.