I. MAKSUD

1. Mengkalibrasi thermometer logam yang berkerja berdasarkan termokopel

2. Mengukur titik lebur paduan logam

II. ALAT-ALAT

1. Kawat termoelemen ( konstantan dan tembaga)

2. Galvanometer

3. Bejana

4. Pot berisi paduan logam

5. komutator

6. Bangku hambatan

7. Katel Uap Air

8. Alat Pembakar

9. kabel-kabel

10. Termometer

11. Stopwatch

III.TEORI

Bila kedua ujung-ujung (titik pertemuan 2 macam kawat) termo elemen diletakkan

pada suhu berlainan, maka akan terjadi gaya gerak listrik (GGL) dalam kawat itu. Hal

ini disebut termokopel.

Besarnya GGL (jadi juga arus) yang terjadi berbanding lurus dengan perbedaan suhu.

Jadi dapat dirumuskan sebagai berikut ; GGL yang terjadi sebanding dengan selisih

suhu. GGL ~ ∆T

Gambar 1.

Bila ada hambatan lauar dan hambatan dalam (R + Rx) pada rangkaian maka :

GGL = (R + Rx) I ……………………………………..............……................(1)

I sebanding dengan penyimpangan jarum galvanometer G, jadi:

..........................................................................................(2)

Dengan:

= perbedaan suhu ujung-ujung termoelemen (T2 – T1)

k = suatu konstanta pembanding

G = penyimpangan jarum galvanometer

R = hambatan luar yang ditambahkan (diketahui)

Rx = hambatan dalam rangkaian selebihnya (belum diketahui)

Catatan tambahan :

Termo kopel adalah termo elemen yang dipakai sebagai termometer.

Termokopel dapat ipakai sebagai termometer dengan cara kerjanya bila

sambungan 2 jenis kawat yang berbeda diletakkan pada suhu yang berlainan,

maka akan timbul gaya gerak listrik ( GGL ).

Titik eutektik paduan logam adalah titik lebur terendah dari apduan logam

campuran logam pada kondisi tertentu.

Kawat termoelemen berfungsi sebagai penghubung dan penghasil beda

elektromagnetik, stopwatch berfungsi untuk mengetahui waktu yang terjadi,

sedangkan es,air dan paduan logam berfungsi sebagai media penghasil beda suhu.

IV. TUGAS PENDAHULUAN

1. Terangkan prinsip terjadinya emf pada termokopel.

2. Termokopel dapat dipakai sebagai thermometer, terangkan prinsip kerjanya.

3. Bagaimanakah bentuk grafik ∆T/G terhadap R ? Dan apa yang dimaksud dengan

∆T dalam percobaan saudara?

4. berikan pembahasan tentang harga k dan Rx (satuan, arti masing-masing

besaran)! Bagaimana cara mendapatkan haega-harga tersebut dari grafik ∆T/G

terhadap R?

5. Apakah GGL yang terjadi itu linear terhadap ∆T? Jelaskan!

Jawaban :

1. Bila kedua ujung – ujung ( titik pertemuan 2 macam kawat )

termoelemen diletakkan pada suhu yang berlainan, maka akan menimbulkan beda

potensial. Beda potesial itu menyebabkan terjadinya arus yang besarnya dapat

dibaca pada galvanometer.

2. Prinsip kerja termokopel :

Titik hubung yang satu ditempelkan pada benda / bejana yang suhunya dinaikkan

sampai mencapai titik didihnya, sedangkan titik hubung yang lainnya pada es

( suhunya mendekati 0 oC 0. Selisih suhu ini menimbulkan emf yang besarnya

sebanding dengan penyimpangan jarum galvanometer, karena ∆T ~ emf, maka

besarnya suhu dapat diketahui dari besarnya arus yang terbaca pada

galvanometer.

3. ∆T = titik didih uap – titik / suhu es

= tekanan ruang – titk / suhu es

4. Satuan k =

k = konstanta ( oC/Ohm.A 0

Rx = hambatan dalam rangkaian ( Ohm )

5. Ya, karena suhu yang besar akan menimbulkan

penyimpangan galvanometer yang besar pula atau suhu yang tinggi akan

memperbesar daya elektromotornya ( emf ). Asas Thomson dan Seeback

menjelaskan tentang perbedaan suhu pada ujung – ujung kawat termoelemen

dapat menimbulkan GGL sehingga GGL yang terjadi bebanding lurus dengan

perbedaan suhu.

V. PERCOBAAN YANG HARUS DILAKUKAN

1. Periksa termo elemen yang akan dipakai, apakah sudah baik sambungan-

sambungannya (ukur dengan multimeter).

2. Nyalakan api dan rebuslah katel air yang telah diisi dengan air kira-kira

setengahnya, amati suhunya.

3. Amati keadaan ruang (P, T, e) sebelum dan sesudah percobaan.

4. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 1.

5. Ukurlah suhu es yang dipakai.

6. Dalam keadaan terbuka (komutator tidak dihungkan), atur jarum galvanometer

sampai menunjukkan nol.

7. Bila air sudah mendidih, buatlah R sebesar mungkin, kemudian hubungkan

komutator.

8. Dengan beberapa harga R, catat simpangan galvanometer.

9. Pindahkan ujung termo elemen yang tadinya pada uap air kedalam pot paduan

logam.

10. Nyalakan api untuk mencairkan logam tersebut, dan pasanglah R pada satu besar

tertentu (tanyakan pada asisten dan catat harga R nya).Tunggu sampai seluruh

logam mencair.

11. Singkirkan api, amati simpangan galvanometer pada R tertentu tadi untuk setiap

½ menit sampai seluruh logam beku.

12. Dari pengamatan diatas, buat grafik antara suhu terhadap waktu (apa yang

dimaksud dengan suhu disini). Sebagian dari grafik ini harus mendatar, bila ini

tidak didapatkan, maka percobaan harus diulang dengan mengambil harga R yang

lain, sampai diperoleh bagian yang mendatar.

Catatan

Paduan logam tidak boleh diukur langsung dengan thermometer.

VI. DATA PENGAMATAN

1. Data Ruang

Keadaan Tekanan ( cmHg ) Suhu ( ˚C ) Kelembaban ( % )

Awal Percobaan ( 6,85600 ± 0,0005 ) 10 ( 2,40 ± 0,05 ) 10 ( 6,30 ± 0,05 ) 10

Akhir Percobaan ( 6,85600 ± 0,0005 ) 10 ( 2,50 ± 0,05 ) 10 ( 6,80 ± 0,05 ) 10

2. Data Percobaan

Sebelum Percobaan Sesudah Percobaan

Suhu es ( Tes ) ( 0,0 ± 0,5 ) ˚C ( 3,0 ± 0,5 ) ˚C

Tabel 1 ( percobaan 1 : pakai air )

R G ( + ) ( μA ) G ( - ) ( μA )3000 ( 7,0 ± 0,5 ) 10-1 -( 5,0 ± 0,5 ) 10-1

2900 ( 7,0 ± 0,5 ) 10-1 -( 6,0 ± 0,5 ) 10-1

2800 ( 7,0 ± 0,5 ) 10-1 -( 6,0 ± 0,5 ) 10-1

2700 ( 7,0 ± 0,5 ) 10-1 -( 6,0 ± 0,5 ) 10-1

2600 ( 7,0 ± 0,5 ) 10-1 -( 6,0 ± 0,5 ) 10-1

2500 ( 8,0 ± 0,5 ) 10-1 -( 7,0 ± 0,5 ) 10-1

2400 ( 8,0 ± 0,5 ) 10-1 -( 7,0 ± 0,5 ) 10-1

2300 ( 8,0 ± 0,5 ) 10-1 -( 7,0 ± 0,5 ) 10-1

2200 ( 8,0 ± 0,5 ) 10-1 -( 7,0 ± 0,5 ) 10-1

2100 ( 9,0 ± 0,5 ) 10-1 -( 8,0 ± 0,5 ) 10-1

2000 ( 9,0 ± 0,5 ) 10-1 -( 8,0 ± 0,5 ) 10-1

1900 ( 9,0 ± 0,5 ) 10-1 -( 8,0 ± 0,5 ) 10-1

1800 ( 9,0 ± 0,5 ) 10-1 -( 9,0 ± 0,5 ) 10-1

1700 (1,00 ± 0,05 ) -( 9,0 ± 0,5 ) 10-1

1600 (1,00 ± 0,05 ) -( 9,0 ± 0,5 ) 10-1

1500 (1,00 ± 0,05 ) -(1,00 ± 0,05 )1400 (1,10 ± 0,05 ) -(1,00 ± 0,05 )1300 (1,10 ± 0,05 ) -(1,00 ± 0,05 )

1200 (1,20 ± 0,05 ) -(1,10 ± 0,05 )1100 (1,20 ± 0,05 ) -(1,10 ± 0,05 )1000 (1,30 ± 0,05 ) -(1,20 ± 0,05 )900 (1,30 ± 0,05 ) -(1,30 ± 0,05 )800 (1,50 ± 0,05 ) -(1,40 ± 0,05 )700 (1,60 ± 0,05 ) -(1,50 ± 0,05 )600 (1,70 ± 0,05 ) -(1,60 ± 0,05 )500 (1,80 ± 0,05 ) -(1,70 ± 0,05 )400 (1,90 ± 0,05 ) -(1,80 ± 0,05 )300 (2,10 ± 0,05 ) -(2,00 ± 0,05 )200 (2,30 ± 0,05 ) -(2,20 ± 0,05 )100 (2,50 ± 0,05 ) -(2,40 ± 0,05 )

Tabel 2 ( percobaan 2 : pakai logam )

t G ( μA ) t G ( μA )0.5 (2,90 ± 0,05 ) 17 ( 1,110 ± 0,005 )101 ( 3,40 ± 0,05 ) 17.5 ( 1,070 ± 0,005 )101.5 ( 3,60 ± 0,05 ) 18 ( 1,020 ± 0,005 )102 ( 4,00 ± 0,05 ) 18.5 ( 9,80 ± 0,05 )2.5 ( 4,30 ± 0,05 ) 19 ( 9,40 ± 0,05 )3 ( 4,80 ± 0,05 ) 19.5 ( 9,10 ± 0,05 )3.5 ( 5,20 ± 0,05 ) 20 ( 8,70 ± 0,05 )4 ( 5,50 ± 0,05 ) 20.5 ( 8,30 ± 0,05 )4.5 ( 5,70 ± 0,05 ) 21 ( 8,00 ± 0,05 )5 ( 6,00 ± 0,05 ) 21.5 ( 7,70 ± 0,05 )5.5 ( 6,20 ± 0,05 ) 22 ( 7,40 ± 0,05 )6 ( 6,40 ± 0,05 ) 22.5 ( 7,10 ± 0,05 )6.5 ( 6,80 ± 0,05 ) 23 ( 6,90 ± 0,05 )7 ( 7,30 ± 0,05 ) 23.5 ( 6,60 ± 0,05 )7.5 ( 7,90 ± 0,05 ) 24 ( 6,40 ± 0,05 )8 ( 8,30 ± 0,05 ) 24.5 ( 6,10 ± 0,05 )8.5 ( 8,90 ± 0,05 ) 25 ( 5,90 ± 0,05 )9 ( 9,30 ± 0,05 ) 25.5 ( 5,70 ± 0,05 )9.5 ( 1,000 ± 0,005 )10 26 ( 5,50 ± 0,05 )10 ( 1,050 ± 0,005 )10 26.5 ( 5,40 ± 0,05 )10.5 ( 1,090 ± 0,005 )10 27 ( 5,30 ± 0,05 )11 ( 1,120 ± 0,005 )10 27.5 ( 5,30 ± 0,05 )11.5 ( 1,160 ± 0,005 )10 28 ( 4,80 ± 0,05 )12 ( 1,200 ± 0,005 )10 28.5 ( 4,30 ± 0,05 )12.5 ( 1,220 ± 0,005 )10 29 ( 4,00 ± 0,05 )13 ( 1,220 ± 0,005 )10 29.5 ( 3,60 ± 0,05 )13.5 ( 1,250 ± 0,005 )10 30 ( 3,40 ± 0,05 )14 ( 1,270 ± 0,005 )10 30.5 ( 2,90 ± 0,05 )14.5 ( 1,270 ± 0,005 )1015 ( 1,260 ± 0,005 )1015.5 ( 1,230 ± 0,005 )1016 ( 1,200 ± 0,005 )1016.5 ( 1,160 ± 0,005 )10

VII. PENGOLAHAN DATA

Rumus – rumus yang digunakan :

Untuk Air :

;

Td pada saat = ……? ( Lihat di tabel Bolling of Water )

;

;

;

Tabel untuk grafik terhadap R

R ( )

30002500

.

.100

;

;

Untuk Air :

Buatlah grafik G terhadap t

;

Perhitungan :

Menghitung

cmHg

cmHg

Angka Pelaporan : ( 6,8560 ± 0,0005 ) 10 cmHg

Melihat di tabel ” Bolling of Water ” Td dengan = cmHg ≈ 70 cm Hg

Didapat Td = 97,714 oC

Menghitung

oC

oC

Angka Pelaporan : ( 1,5 ± 0,5 ) ˚C

Menghitung oC

oC

Angka Pelaporan : ( 9,621 ± 0,025 )101 ˚C

Menghitung

R( ) (μA ) ∆ (μA ) Angka Pelaporan (μA)3000 0,6 0.05 ( 6,0 ± 0,5 ) 10-1

2900 0,65 0.05 ( 6,5 ± 0,5 ) 10-1

2800 0,65 0.05 ( 6,5 ± 0,5 ) 10-1

2700 0,65 0.05 ( 6,5 ± 0,5 ) 10-1

2600 0,65 0.05 ( 6,5 ± 0,5 ) 10-1

2500 0,75 0.05 ( 7,5 ± 0,5 ) 10-1

2400 0,75 0.05 ( 7,5 ± 0,5 ) 10-1

2300 0,75 0.05 ( 7,5 ± 0,5 ) 10-1

2200 0,75 0.05 ( 7,5 ± 0,5 ) 10-1

2100 0,85 0.05 ( 8,5 ± 0,5 ) 10-1

2000 0,85 0.05 ( 8,5 ± 0,5 ) 10-1

1900 0,85 0.05 ( 8,5 ± 0,5 ) 10-1

1800 0,9 0.05 ( 9,0 ± 0,5 ) 10-1

1700 0,95 0.05 ( 9,5 ± 0,5 ) 10-1

1600 0,95 0.05 ( 9,5 ± 0,5 ) 10-1

1500 1 0.05 ( 1,00 ± 0,05 )1400 1,05 0.05 ( 1,05 ± 0,05 )1300 1,05 0.05 ( 1,05 ± 0,05 )1200 1,15 0.05 ( 1,15 ± 0,05 )1100 1,15 0.05 ( 1,15 ± 0,05 )1000 1,25 0.05 ( 1,25 ± 0,05 )900 1,3 0.05 ( 1,30 ± 0,05 )800 1,45 0.05 ( 1,45 ± 0,05 )700 1,55 0.05 ( 1,55 ± 0,05 )600 1,65 0.05 ( 1,65 ± 0,05 )500 1,75 0.05 ( 1,75 ± 0,05 )400 1,85 0.05 ( 1,85 ± 0,05 )300 2,05 0.05 ( 2,05 ± 0,05 )200 2,25 0.05 ( 2,25 ± 0,05 )100 2,45 0.05 ( 2,45 ± 0,05 )

Menghitung

R( ) (oC / μA)

3000 160,352900 148,022800 148,022700 148,022600 148,022500 128,282400 128,282300 128,282200 128,282100 113,192000 113,191900 113,191800 106,91700 101,271600 101,271500 96,211400 91,631300 91,631200 83,661100 83,661000 76,97900 74,01800 66,35700 64,14600 58,31500 54,97400 52,00300 46,93200 42,76100 39,27

oC / μA

Titik sentroid : ( X, Y ) = ( 1550 , 94,129 )

Angka pelaporan : ( 3,0 ± 2,2 ) 10-2

Menghitung

;

Angka pelaporan : ( 1,3 ± 0,9 ) 103

Membuat Grafik G terhadap t

Terlihat dari grafik diatas bahwa GL = 12,2 Ampere, maka

= 3,00005 oC

= 0,000363 + 0,704 + 0,5 = 1,204 oC

Angka pelaporan : ( 3,00 ± 1,20 ) 102

VIII. TUGAS AKHIR DAN PERTANYAAN

1. Gambarkan grafik …T/G sebagai fungsi R

2. Dari grafik yang didapat, hitunglah harga-harga k dan Rx.

3. Beri pembahasan tentang harga k dan Rx (arti, satuan dan cara mendapatkanya

dan sebagainya).

4. Gambarkan grafik G sebagai fungsi dan waktu (t) untuk logam yang membeku.

5. Dari grafik tersebut tentukan harga G yang sesuai titik lebur/titik beku.

6. Hitunglah titik lebur paduan logam beserta ketelitianya.

7. Beri pembahasan mengenai percobaan ini (bagaimana hasilnya, cocokkan dengan

table, sumber kesalahan, dsb).

8. Apa yang dimaksud dengan titik eutektik paduan logam?

Jawaban :

1. Sudah ada di pengolahan data

2. Sudah ada di pengolahan data

3.

= Waktu ( menit )

G = Simpangan ada galvanometer ( μA )

R = Hambatan ( )

k = Konstanta Pembanding

RX = Hambatan dalam rangkaian ( )

4. Sudah ada di pengolahan data

5. Sudah ada di pengolahan data

6. Sudah ada di pengolahan data