LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR (Remote Laboratory) Calory Work Nama : Septiana Kurnianingsih Npm :1306367933 Fakultas/Program Studi : FT/TEKNIK LINGKUNGAN Kelompok Praktikum : B3 Kode Praktikum : KR02 Minggu Praktikum : Ke-3 Koordinator Asisten : Mochammad adam pratama Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar (UPP IPD) Universitas Indonesia Depok, 2013
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR
(Remote Laboratory)
Calory Work
Nama : Septiana Kurnianingsih
Npm :1306367933
Fakultas/Program Studi : FT/TEKNIK LINGKUNGAN
Kelompok Praktikum : B3
Kode Praktikum : KR02
Minggu Praktikum : Ke-3
Koordinator Asisten : Mochammad adam pratama
Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar (UPP IPD)
Universitas Indonesia
Depok, 2013
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 Ampmeter
5. Adjustable power supply
6. Camcorder
7. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
Gambar. 1 Susunan rangkaian
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 )
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) ....................................................... (2)
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.
4. Cara Kerja
Eksperimen rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol rLab di bagian bawah
halaman ini.
1. Mengaktifkan Web cam ! (klik icon video pada halaman web r-Lab) !
2. Memberikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor !
3. Mengidupkan 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, tunggulah hingga
mendekati temperatur awal saat diberikan V0 .
6. Mengulangi langkah 2 hingga 5 untuk tegangan V1, V2 dan V3
5. Data percobaan
a. Data percobaan V0
Waktu I V Temp
3 23.84 0.00 20.7
6 23.84 0.00 20.8
9 23.84 0.00 20.8
12 23.84 0.00 20.8
15 23.84 0.00 20.8
18 23.84 0.00 20.8
21 23.84 0.00 20.8
24 23.84 0.00 20.8
27 23.84 0.00 20.8
30 23.84 0.00 20.8
Tabel. 1 tabel data percobaan V0
b. Data percobaan V1
Waktu I V Temp
3 35.25 0.66 20.8
6 35.36 0.66 20.8
9 35.36 0.66 21.0
12 35.36 0.66 21.2
15 35.25 0.66 21.4
18 35.36 0.66 21.5
21 35.25 0.66 21.7
24 35.36 0.66 21.8
27 35.36 0.66 21.9
30 35.36 0.66 22.1
Tabel. 1 tabel data percobaan V1
c. Data percobaan V2
Waktu I V Temp
3 51.56 1.60 21.8
6 51.56 1.60 22.3
9 51.56 1.60 23.1
12 51.67 1.60 24.1
15 51.67 1.60 25.1
18 51.67 1.60 25.9
21 51.67 1.60 26.6
24 51.67 1.60 27.3
27 51.67 1.60 27.9
30 51.56 1.60 28.5
Tabel. 2 tabel data percobaan V2
d. Data percobaan V3
Waktu I V Temp
3 42.32 1.08 24.4
6 42.32 1.08 24.4
9 42.43 1.07 24.6
12 42.43 1.07 24.9
15 42.32 1.08 25.2
18 42.32 1.08 25.4
21 42.32 1.08 25.6
24 42.32 1.08 25.8
27 42.32 1.08 25.9
30 42.32 1.08 26.1
Tabel. 3 tabel data percobaan V3
6. Pengolahan data & Evaluasi
a. Grafik yang menggambarkan hubungan antara temperatur dan waktu
untuk setiap tegangan yang diberikan ke kawat konduktor.
Pada percobaan calor work ini, praktikan menggunakan alat yang terpasang di
laboratorium fisika FMIPA untuk mendapatkan variasi hasil dari perbandingan waktu dan
temperatur. Tujuan dari percobaan ini, yaitu untuk mencari kapasitas kalor suatu benda (H).
Kapasitas kalor dicari dengan menggunakan rumus, sebagai berikut:
W = Q ................................(1)
V.I.t = H.(t2 - t1) ...............(2)
Namun, karena data yang didapatkan sangat bervariasi, maka haruslah praktikan mencari
nilai kapasitas kalor rata-rata (H). Untuk membuat grafik data hasil pengamatan, persamaan
di atas dihubungkan dengan persamaan garis lurus:
y = mx +b.
W = Q
V.I.t = m.c.(t2 - t1) ;
dengan H (Kapasitas Kalor) = m.c ; c = kalor jenis (J/goC)
maka, ∆T = V.I
m .c t ; dengan T= suhu (
oC)...........................(3)
y = m x + b
Nilai kapasitas kalor diperoleh dengan perhitungan matematis seperti biasa, tidak
menggunakan least square. Perhitungan yang digunakan, yaitu H (kapasitas kalor):
H = V .I . t
∆T ..........................(4)
Persamaan (3) menunjukkan bahwa t (waktu = s) mewakili variabel x, V.I
m .c mewakili m, dan
ΔT (oC) mewakili variabel y. Agar grafik pengamatan menggambarkan dengan tingkat
ketelitian yang lebih baik, maka praktikan membuat grafik dengan menggunakan metode
least square. Berikut adalah rumus least square yang digunakan.
𝑚 = 𝑛∑𝑥𝑖𝑦𝑖 − ∑𝑥𝑖 ∑𝑦𝑖
𝑛∑𝑥𝑖2 − (∑𝑥𝑖)2
𝑏 = ∑𝑥𝑖2 ∑𝑦𝑖 − ∑𝑥𝑖 (∑𝑥𝑖 𝑦𝑖)
𝑛 ∑𝑥𝑖2 − (∑𝑥𝑖)2
Grafik hubungan temperatur dan waktu
Grafik. 1 Hubungan antara waktu dengan temperatur pada Vo
20,64
20,66
20,68
20,7
20,72
20,74
20,76
20,78
20,8
20,82
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Tem
per
atu
r (oC
)
Waktu (s)
Grafik Hubungan Antara Waktu dan Temperatur pada V0
Grafik. 1 Hubungan antara waktu dengan temperatur pada V1
Grafik. 1 Hubungan antara waktu dengan temperatur pada V2
20
20,5
21
21,5
22
22,5
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Tem
pe
ratu
r (o
C)
Waktu (s)
Grafik Hubungan Antara Waktu dan Temperatur pada V1
0
5
10
15
20
25
30
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Tem
per
atu
r (oC
)
Waktu (s)
Grafik Hubungan Antara Waktu dan Temperatur pada V2
Grafik. 1 Hubungan antara waktu dengan temperatur pada V3
b. Menghitung nilai kapasitas panas ( c ) dari kawat konduktor yang
digunakan untuk tegangan V1 , V2 dan V3
Alat yang digunakan dalam percobaan ini mengubah energy listrik menjadi energy
kalor. Input alat ini berupa energy listrik, sementara keluarannya adalah energi kalor.
Q Keluaran = QMasukan
Q = W
m. c. ΔT = V.I.t
C. ΔT = V.I.t
Sehingga kapasitas kalor dapat diperoleh dengna persamaan :
C = V . I . t
∆T
Sementara kalor jenis dapat diperoleh dengan persamaan:
c = V . I . t
m . ∆T
23,5
24
24,5
25
25,5
26
26,5
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Tem
pe
ratu
r (o
C)
Waktu (s)
Grafik Hubungan Antara Waktu dan Temperatur pada V3
Dengan diketahui massa kawat sebesar 2 gram (0,002 kg), perhitungan nilai kapasitas
kalor dan kalor jenis untuk setiap tegangan berdasarkan data dibawah ini.
1) Pada saat V0
Pada saat V0 tidak ditentukan kapasitas kalornya.
2) Pada saat V1
Kapasitas kalor didapatkan dari tabel di bawah ini:
Nilai Kapasitas kalor rata-rata :
H = ∑H
10=
25,96681329
10 = 2,596681329 Joule/
oC
Nilai Kalor jenis rata-rata :
c = ∑𝑐
10=
12983,40664
10= 1298,340664 Joule/Kg
oC
3) Pada saat V2
Kapasitas kalor didapatkan dari tabel di bawah ini: