LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR 2
KALORIMETER JOULE
Disusun oleh :
1.
Yuspiter Ndruru (062113034)
2.
Ningrum
Listiani (062113115)
KELOMPOK KELAS A
TANGGAL PRAKTIKUM
19 APRIL 2014
ASISTEN PRAKTIKUM
1.
Dra. Trirakhma,
S.Msi.
2.
Rissa
Ratimanjari, S.Si.
LABORATORIUM
FISIKA
PROGRAM STUDI
KIMIA
FAKULTAS
MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS
PAKUAN
BOGOR
2014
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Tujuan
1.
Mengamati dan memahami proses perubahan energi listrik menjadi kalor.
2.
Menghitung faktor konversi energi
listrik menjadi kalor.
1.2
Dasar Teori
Kalorimeter adalah alat yang digunakan
untuk mengukur kalor. Kalorimeter umumnya digunakan untuk menentukan
kalor jenis suatu zat.
Beberapa
jenis kalorimeter, yaitu :
Kalorimeter Alumunium
Kalorimeter Elektrik (digunakan untuk mengukur kalor jenis
zat cair)
Kalorimeter gas
Kalorimeter bom
Energi
listrik yang hilang dalam kawat tahanan besarnya adalah:
Energi
Listrik : 
Keterangan:
W = energi listrik (Joule)
V = tegangan listrik (Volt)
I = arus listrik (Ampere)
t = lama aliran listrik (Sekon)
HUKUM
KEKEKALAN ENERGI
Hukum kekekalan energi adalah salah satu dari hukum-hukum
kekekalan yang meliputi energi kinetik dan energi potensial. Hukum ini adalah
hukum pertama dalam termodinamika. Hukum Kekekalan
Energi (Hukum I Termodinamika) berbunyi: "Energi
dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain tapi tidak bias diciptakan
ataupun dimusnahkan (konversi energi)".
Hukum kekalan energi menyatakan bahwa
energi tidak dapat dimusnahkan dan diciptakan
melainkan hanya dapat diubah dari suatu bentuk energi kebentuk energi yang
lain. Misalnya pada peristiwa gesekan energi mekanik berubah menjadi panas.
Pada mesin uap panas diubah menjadi energi mekanik. Demikian pula energi
listrik dapat diubah menjadi panas atau sebaliknya. Sehingga dikenal adanya
kesetaraan antara panas dengan energi mekanik/listrik, secara kuantitatif hal
ini dinyatakan dengan angka kesetaraan panas-energi listrik/mekanik.
Kesetaraan panas-energi mekanik pertama kali diukur
oleh Joule dengan mengambil energi mekanik benda jatuh untuk mengaduk air dalam
kalorimeter sehingga air menjadi panas. Energi listrik dapat diubah menjadi
panas dengan cara mengalirkan arus listrik pada suatu kawat tahanan yang
tercelup dalam air yang berada dalam kalorimeter.
Kalor adalah suatu bentuk energi yang
berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah
ketika benda itu saling berhubungan. Benda yang menerima kalor, suhunya akan
naik sedangkan benda yang melepas kalor, suhunya akan turun. Besarnya kalor
yang diserap atau dilepas oleh suatu benda berbanding lurus dengan:
Massa benda
Kalor jenis benda
Perubahan suhu
Dalam
satuan SI kalor adalah joule. Satuan
kalor yang lain adalah kalori. Kesetaraan joule dan kalori adalah sebagai
berikut:
|
1
kalori adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk
menaikan suhu 1oC air murni yang massanya 1 gram. Kalor jenis (c)
adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan 1 kg zat sebesar 1K atau
1oC.
Panas/kalor
adalah salah satu bentuk energi. Banyaknya panas yang diperlukan suatu benda
untuk menaikkan suhunya sangat bergantung pada kapasitas panas, C, dari bahan
benda tersebut. Secara matematis dituliskan :
C = 
Panas jenis adalah kapasitas panas bahan
tiap satuan massanya, yaitu :
c = 
Panas
jenis merupakan salah satu sifat termometrik benda. Untuk selang suhu yang tak
terlalu besar, biasanya c dapat dianggap konstan, sehingga apabila suatu benda
bermassa m, panas jenis bahannya c dan suhunya T1 maka
untuk menaikkan suhunya menjadi T2 diperlukan
panas sebesar :
Q = m.c. ∆T
Keterangan:
Q = jumlah kalor (Joule)
m = massa zat (gram)
ΔT = perubahan suhu (takhir-tawal)
c = kalor jenis
Bila
sebuah benda dengan suhu tertentu disinggungkan benda lain yang suhunya lebih
rendah maka dalam selang waktu tertentu suhu kedua benda tersebut akan menjadi
sama (setimbang). Hal ini terjadi karena benda yang bersuhu lebih tinggi
memberikan panasnya ke benda yang bersuhu lebih rendah. Berdasarkan hukum
kekekalan energi jumlah panas yang diberikan sama dengan jumlah panas yang
diterima oleh benda yang bersuhu lebih rendah (asas Black). Sejumlah air
yang telah diketahui massanya, dipanaskan dengan menggunakan kompor listrik.
Air yang suhunya lebih tinggi ini dimasukkan ke dalam kalorimeter yang berisi
air, massa air dingin sudah ditimbang terlebih dahulu. Dalam hal ini air dingin
dan kalorimeter adalah dua benda yang bersuhu sama yang akan menerima panas
dari air panas.
Menurut asas Black
diperoleh bahwa:
Qlepas = Qterima
m2
c
(T2-Ta) = m1
c
(Ta-T1)
c(T2-Ta) = m1c
(Ta-T1)
Keterangan :
m1
=
massa air dingin dengan suhu T1
m2 =
massa air panas dengan suhu T2
c = panas jenis air (1 kal/g.oC
± 1 %)
Ta
=
suhu akhir
Maka energi
listrik yang dilepaskan akan diterima oleh air dalam kalorimeter dan
kalorimeter itu sendiri, sehingga akan terjadi perubahan panas pada air dan
kalorimeter.
HUBUNGAN ENERGI LISTRIK
DENGAN ENERGI KALOR
Persamaan
yang digunakan dalam menghitung energi kalor adalah:
Q = m
c 
(T2 – T1)
c (T2 – T1)
Sesuai dengan
hukum kekekalan energi maka berlaku persamaan :
W = Q
IRIt = mc(T2
– T1)
RIt = mc(T2
– T1)
Keterangan
:
I = kuat arus listrik (A)
R = Hambatan (Ohm)
T = waktu yang dibutuhkan (Sekon)
m = massa (Kg)
c = kalor jenis (J/ kg C)
T1 = suhu mula - mula (C)
T2 = suhu akhir (C)
BAB
II
ALAT
DAN BAHAN
2.1 Alat
Alat
yang digunakan dalam percobaan ini yaitu :
ü Kalorimeter Joule
ü Sumber tegangan searah
ü Termometer
ü Amperemeter dan voltmeter
ü Kabel-kabel penghubung
ü Hambatan depan
2.2
Bahan
Bahan yang digunakan
dalam percobaan ini yaitu :
ü Air
BAB
III
METODE
PERCOBAAN
Dalam percobaan ini metode/langkah-langkah yang
harus dilakukan adalah :
1.
Dicatat suhu,
tekanan udara, dan kelembaban ruangan sebelum dan sesudah percobaan.
2.
Ditimbang kosong
dan pengaduknya.
3.
Ditimbang
kalorimeter berisi air untuk mengetahui massa air dalam kalorimeter.
4.
Dibuat rangkaian
listrik sesuai petunjuk asisten dosen.
5.
Diatur Rd dan E
untuk mendapatkan harga arus dan tegangan.
6.
Diamati suhu
awal calorimeter ( t1 ).
7.
Dijalankan arus
selama kira-kira 15 menit.
8.
Diamati suhu air
kalorimeter yang kedua ( t2 ).
9.
Dimatikan arus
dan diamati penurunan shu selama waktu yang digunakan pada langkah no. 7.
10.
Diganti air yang
ada dalam kalorimeter, timbang kalorimeter yang berisi air ( isilah kalorimeter
dengan massa air yang berbeda dengan percobaan terdahulu).
11.
Diulangi langkah
no. 6 s/d no. 9.
12.
Diulangi
percobaan ini dengan merubah arus dan waktu yang digunakan.
BAB
IV
DATA PENGAMATAN
DAN PERHITUNGAN
Nama
Percobaan : Kalorimeter
Joule
Tanggal
Percobaan : 19 April 2014
Nama
Asisten : 1. Dra.
Trirakhma S.Msi
2. Rissa Ratimanjari S.Si
Nama
Mahasiswa : 1. Yuspiter
Ndruru (062113034)
2. Ningrum Listiani (062113115)
Keadaan
ruangan
|
P (cm) Hg
|
T (0C)
|
C (%)
|
Sebelum
Percobaan
|
75,7 cmHg
|
25,5 0C
|
69 %
|
Sesudah
Percobaan
|
75,6 cmHg
|
27,5 0C
|
60 %
|
4.1
Data Pengamatan
No
|
Massa kaliometer
kosong (gr)
|
Masa air
|
Volt
|
I(A)
|
t
|
 |
 |
 |
 |
W (J)
|
Q
(J)
|
C
|
1
|
33,1
|
23
|
2,5
|
1,5
|
26,5
|
39
|
34,7
|
4,3
|
43,3
|
2,250
|
2129,69132
|
1,0565
|
2
|
33,1
|
23,1
|
2,5
|
1,5
|
26,5
|
38
|
34
|
4,1
|
42
|
2,250
|
1964,89377
|
1,145
|
 |
2,250
|
2047,29254
|
1,10075
|
|||||||||
Percobaan
1
No
|
t ( detik )
|
T ( suhu ) kenaikan
|
T ( suhu ) penurunan
|
1
|
0
|
26,5
|
-
|
2
|
60
|
29
|
38,3
|
3
|
120
|
31
|
37,9
|
4
|
180
|
32,2
|
37
|
5
|
240
|
33,5
|
36,9
|
6
|
300
|
34,5
|
36,2
|
7
|
360
|
35,5
|
35,9
|
8
|
420
|
36,5
|
35,5
|
9
|
480
|
37,5
|
35
|
10
|
540
|
38,5
|
34,8
|
11
|
600
|
 39 |
 34,7 |
Percobaan
2
No
|
t
( detik )
|
T
( suhu ) kenaikan
|
T
( suhu ) penurunan
|
1
|
0
|
26,5
|
-
|
2
|
60
|
28,2
|
37,5
|
3
|
120
|
30
|
37
|
4
|
180
|
31,2
|
36,5
|
5
|
240
|
32,5
|
36
|
6
|
300
|
33,2
|
35,8
|
7
|
360
|
34,5
|
35,2
|
8
|
420
|
35,5
|
34,8
|
9
|
480
|
36,5
|
34,5
|
10
|
540
|
37
|
34,1
|
11
|
600
|
38 |
34 |
4.2
Perhitungan
Note :
Ca :
1 kal /g0C
Cal : 0,217 kal / g0C
1 Joule : 0,24 kal
1 kal : 4,2
Joule
·
Perhitungan untuk Percobaan 1
v Massa kalorimeter kosong = 33,1
v Massa air
= 23
v Volt
= 2,5
v I (A)
= 1,5
v T1 = 26,5
v 
=
39
=
39
v 
=
34,7
=
34,7
a.
Perhitungan untuk 
0C)
0C)
v 
= -
= -
= 39 – 34,7
= 4,3 0C
b. Perhitungan untuk 
(0C)
(0C)
v 
=
-
= -
= 4,3 + 39
= 43,3 (0C)
c.
Perhitungan untuk energi listrik (W)
v W = V . I . t
= 2,5.1,5.600
= 2,250 Joule
d.
Perhitungan untuk kalor (Q)
v Q = m. c.
= {(ma . ma) + (mk . ck)} . (T2 – T1)
= {(23.1) + (33,1 . 0,217)} . (43,3 – 26,5 )
= ( 23 + 7,1827 ) . 16,8
= 30,1827 . 16.8
= 507,06936 kalori
= 507,06936 . 4,2
= 2129,691312 Joule
e.
Perhitungan untuk faktor koreksi (C)
v C = 
= 
= 1,0565
Perhitungan
untuk Percobaan 2
v Massa kalorimeter kosong = 33,1
v Massa air
= 23,1
v Volt = 2,5
v I (A)
= 1,5
v T1
= 26,5
v 
=
38
=
38
v
= 34
= 34
a.
Perhitungan untuk 
(0C)
(0C)
v = 
-
= -
= 38 – 34
= 4 (0C)
b.
Perhitungan untuk (0C)
(0C)
v = +
= +
= 4 + 38
= 42 (0C)
c.
perhitungan untuk energi listrik (W)
v W = V . I . t
= 2,5 . 1,5 . 600
= 2,250 Joule
d.
Perhitungan untuk kalor (Q)
v Q =
m
. c .
= {(ma . ma) + (mk . ck)} . (T2 – T1)
= {(23 . 1) + (33,1 . 0,217)} . ( 42 – 26,5 )
= ( 23 + 7,1827 ) . 15,5
= 30,1827 . 15,5
= 467,83185 kalori
= 467,83185 . 4,2
= 1964,89377 Joule
e.
Perhitungan untuk faktor koreksi (C)
v C = 
= 
= 1,145
Mencari
W, Q,
dan C dari kedua percobaan
W, Q,
dan C dari kedua percobaan
a.
Perhitungan untuk 
energi listrik (W)
energi listrik (W)
v 
= 
= 2,250 Joule
b.
Perhitungan untuk kalor (Q)
kalor (Q)
v 
=
= 2047,292541 Joule
c.
Perhitungan untuk faktor koreksi (C)
faktor koreksi (C)
v 
=
= 1,10075
BAB
V
PEMBAHASAN
BAB VI
KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
Tiper, Paul A.1991. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta : Erlangga
Alonso, Maecello & Edward J. 1980. Dasar-dasar Fisika Universitas. Jakarta:
Erlangga
Hilliday, David & Robert Resnick. 1985. Fisika. Jakarta : Erlangga
Sebelum di copas, like dulu ya,,,????
ReplyDelete