LAPORAN PRAKTIKUM TERMOFISIKA

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM TERMOFISIKA

TARA KALOR LISTRIK

Disusun oleh :

Stefani Dewi Puspitasari

(151424001)

Willy Pratama

(151424006)

Maria Ester Lere

(151424016)

PROGRAM S1 PENDIDIKAN FISIKA

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

(2)

PRAKTIKUM TARA KALOR LISTRIK

A. Tujuan

1. Memahami hubungan antara kalor dengan tenaga. 2. Menghitung ekuivalensi kalori dengan Joule. B. Alat dan Bahan

1. Kalorimter

Berfungsi sebagai wadah air yang nantinya akan dipanaskan dengan aliran listrik. 2. Termometer

Berfungsi untuk mengukur suhu awal air di dalam kalorimter dan kenaikan suhu selama kalorimter dialiri listrik.

3. Catu daya

Berfungsi sebagai sumber tegangan listrik yang menagatur besarnya tegangan yang digunakan dalam percobaan.

4. Amperemeter

Berfungsi sebagai alat ukur kuat arus listrik. Semakin besar tegangan listrik yang digunakan, maka semakin besar pula kuat arusnya.

5. Multimeter

Berfungsi sebagai voltmeter, yaitu alat ukur yang digunakan untuk mengukur besarnya tegangan lsitrik.

6. Timbangan

Berfungsi untuk mengukur massa kalorimter dan air di dalam kalorimter. 7. Stopwatch

Berfungsi untuk mengukur waktu setiap kenaikan suhu 3°C. 8. Kabel

Berfungsi sebagai penghubung antara alat yang satu dengan lain sesuai dengan rangkaian alat pada percobaan.

C. Dasar teori

Suatu satuan yang umum untuk kalor, yang masih digunakan sekarang, dinamakan kalori. Satuan ini disebut kalori (Kal) dan didefinisikan sebagai kalor yang dibutuhkan untuk menaikan temperature 1 gram air sebesar 1 derajat Celcius. Yang

(3)

lebih sering digunakan dari kalori adalah kilokalori (kKal) yang besarnya 1000 kalori. Dengna demikian, 1 kKal adalah kalor yang dibutuhkan untuk menakkan temperaatur 1 kg air sebesar 1 derajat Celcius.

Gagasan bahwa kalor berhubungan dengan energi dikerjakan lebih lanjut oleh sejumlah ilmuwan pada tahun 1800-an, terutama oleh seorang pembuat minuman dari Inggris, James Prescott Joule (1818 – 1889). Joule melakukan sejumlah percobaan penting untuk menetapkan pandangan kita saat ini, bahwa kalor kerja mempresentasikan transfer energi. Salah satu bentuk dari percobaan Joule adalah menentukan sejumlah kerja tertentu yang dilakukan selalu ekuivalen dengan sejumlah masukan kalor tertentu. Secara kuantitatif kerja 4,186 Joule ternyata ekuivalen dengan 1 kalori kalor. Nilai ini dikenal dengan sebutan tara kalor mekanik ( Giancoli, 2001 : 489).

4,186 J = 1 Kal 4,186 x 103_{J = 1 kKal}

Sedangkan yang sering kita gunakan adalah : 1 joule = 0,24 kalori

1 kalori = 4,2 joule

Sebuah tahanan dicelupkan ke dalam air pada kalorimter. Bila tahanan itu dialiri arus listrik I ampere dan beda potensial kedua uung tahanan V volt, maka tenaga listrik yang hilang dalam tahanan selama t detik adalah :

W = V.I.t joule (1)

Tenaga listrik tersebut berubah menjadi panas dan digunakan untuk menaikkan suhu air dan kalorimter. Bila suhu air dan kalorimter naik sebesar T, berarti panas yang diberikan oleh tenaga listrik yang berubah menjadi panas sama dengan panas yang diterima oleh air dan kalorimter, yaitu :

Qlepas = Qterima

Qlistrik = Qair + Qkalorimeter

V.I.t joule = ( ma.ca.T + mkal.ckal.T ) kalori

Dari nilai tenaga listrik yang hilang dan tenaga panas yang muncul dapat diperoleh angka kesetaraan panas listrik, yaitu bilangan yang menyatakan besarnya tenaga listrik yang setara dengan satu satuan tenaga panas. Angka kesetaraan panas listrik tersebut sebesar :

a=

_{Q kalori}W joule

D. Prosedur Percobaan

1. Menyiapkan alat dan bahan.

2. Menimbang massa kalorimter dengan menggunakan timbangan. 3. Mengisi kalorimter dengan air dengan ketinggian ± 3 cm.

4. Menimbang massa air dalam kalorimter dengan menggunakan timbangan. 5. Memasang peralatan sesuai gambar 1.

(4)

6. Menanyakan pada instruktur apakah rangkain alat tersebut benar atau tidak. Karena jika terjadi kesalahan akan mneyebabkan kerusakan alat.

7. Mengatur jarum penunjuk skala pada catu daya. Karena pada catu daya skala tidak bertuliskan angka dan hanya berupa garis-garis skala, maka untuk memastikan tegangan pada catu daya adalah dengan menggunakan multimeter. Mengukur tegangan pada catu daya yang akan digunakan pada percobaan tersebut dengan cara :

a. Melepas sementara kabel yang sebelumnya telah terpasang pada catu daya. b. Menyambungkan kabel pada multimeter ke catu daya.

c. Mengatur selector pada multimeter ke bagian AC V pada skala 50 V, karena tegangan maksimum pada catu daya adalah 30 V.

d. Menancapkan kabel catu daya ke stopkontak dan mengaktifkan catu daya. e. Mengamati jarum penunjuk pada multimeter yang merupakan tegangan yang

telah diatur sebelumnya pada catu daya untuk melakukan percobaan tersebut. 8. Mengamati jarum penunjuk pada Amperemeter, yang menunjukkan kuat arus

listrik yang mengalir dengan tegangan yang telah diatur sebelumnya. 9. Mematikan catu daya dengan memindahkan tuas saklar pada “OFF”.

10.Mengamati suhu air dalam kalorimter dengan menggunakan termometer yang dimasukkan ke dalam kalorimter yang berisi air tersebut sebagai suhu mula-mula. 11.Mengaktifkan catu daya bersamaan dengan menekan “START” pada stopwatch. 12.Mencatat waktu setiap kenaikan suhu 3°C dengan mengambil data sebanyak 10

kali.

13.Mengaduk air di dalam kalorimter sesekali.

14.Mematikan catu daya dan stopwatch setelah data sudah cukup.

15.Mengulangi langkah percobaan nomor 3 sampai dengan 13 dengan variasi tegangan yang digunakan pada catu daya.

16.Membersihkan dan merapikan alat dan bahan. Gambar 1 :

E. Data

1. Data 1 (melakukan pengadukan sesekali pada air dalam kalorimter saat percobaan berlangsung) :

a. Massa kalorimter = 97 gram b. Massa air dalam kalorimter = 286,6 gram c. Massa air = (286,6 - 97) gram

(5)

= 189,6 gram d. Tegangan listrik = 15 V



_{hasil pengukuran=}

nilai yang ditunjuk jarum

skala maksimum

x batas ukur (satuan)



_V=

15

50

x 50 V=15 V

e. Kuat arus listrik = 1,7 A f. Data tabel 1 :

No. Suhu (°C) Waktu (s)

awal 28 0 1. 31 260 2. 34 320 3. 37 482 4. 40 526 5. 43 733 6. 46 952 7. 49 1122 8. 52 1294 9. 55 1459 10. 58 1620

2. Data 2 (tidak melakukan pengadukan pada air dalam kalorimter saat percobaan berlangsung) :

a. Massa kalorimter = 97 gram b. Massa air dalam kalorimter = 286,6 gram c. Massa air = (286,6 - 97) gram

= 189,6 gram d. Tegangan listrik = 25 V



_{hasil pengukuran=}

nilai yang ditunjuk jarum

skala maksimum

x batas ukur (satuan)

 _V=25

50x 50 V=25 V

e. _{Kuat arus listrik} _{= 2,6 A}

f. Data tabel 2 :

No. Suhu (°C) Waktu (s)

awal 28 0 1. 31 149 2. 34 276 3. 37 337 4. 40 401 5. 43 460 6. 46 520 7. 49 574 8. 52 631

(6)

9. 55 688

10. 58 747

F. Analisis Data 1. Analisis data 1 :

a) Analisis tabel :

No. Suhu (°C) Waktu (s) T (°C) t (s)

awal 28 0 - - 1. 31 260 3 260 2. 34 320 3 60 3. 37 482 3 162 4. 40 526 3 44 5. 43 733 3 207 6. 46 952 3 219 7. 49 1122 3 170 8. 52 1294 3 172 9. 55 1459 3 165 10. 58 1620 3 161

b) Menghitung kesetaraan kalor listrik :

 Qlepas = Qterima

V.I.t joule = ( ma.ca.T + mkal.ckal.T ) kalori 15.1,7.(260) joule = ( (189,6.1.3) + (97.0,15.3) ) kalori 6630 joule = 612,45 kalori



_a=

W joule Q kalori

a=

_{612,45 kalori}6630 joule

= 𝟏𝟎, 𝟖𝟑 𝒋𝒐𝒖𝒍𝒆/𝒌𝒂𝒍𝒐𝒓𝒊



_a=

W joule

Q kalori

(7)



_a=

W joule Q kalori

a=

= 𝟔, 𝟕𝟓 𝒋𝒐𝒖𝒍𝒆/𝒌𝒂𝒍𝒐𝒓𝒊



_a=

W joule Q kalori

a=

= 𝟏, 𝟖𝟑 𝒋𝒐𝒖𝒍𝒆/𝒌𝒂𝒍𝒐𝒓𝒊

V.I.t joule = ( ma.ca.T + mkal.ckal.T ) kalori 15.1,7.(207) joule = ( (189,6.1.3) + (97.0,15.3) ) kalori 5278,5 joule = 612,45 kalori



_a=

W joule Q kalori

a=

_{612,45 kalori}5278,5 joule

= 𝟖, 𝟔𝟐 𝒋𝒐𝒖𝒍𝒆/𝒌𝒂𝒍𝒐𝒓𝒊



_a=

W joule

Q kalori

(8)



_a=

W joule Q kalori

a=

= 𝟕, 𝟎𝟖 𝒋𝒐𝒖𝒍𝒆/𝒌𝒂𝒍𝒐𝒓𝒊



_a=

W joule Q kalori

a=

= 𝟕, 𝟏𝟔 𝒋𝒐𝒖𝒍𝒆/𝒌𝒂𝒍𝒐𝒓𝒊



_a=

W joule Q kalori

a=

_{612,45 kalori}4207,5 joule

= 𝟔, 𝟖𝟕 𝒋𝒐𝒖𝒍𝒆/𝒌𝒂𝒍𝒐𝒓𝒊



_a=

W joule

(9)

a=

_{612,45 kalori}4105,5 joule

= 𝟔, 𝟕𝟎 𝒋𝒐𝒖𝒍𝒆/𝒌𝒂𝒍𝒐𝒓𝒊

c) Rata-rata a dari tabel data 1 :  a = 6,745 joule/kalori

d) Menghitung kesalahan dalam praktikum yang dilakukan :

kesalahan= rerata hasil pengukuran - ukuran seharusnya_{ukuran seharusnya} x100% kesalahan= 6,7 - 4,2_{4,2 x100% = 59,5%}

2. Analisis data 2 : a) Analisis tabel :

No. Suhu (°C) Waktu (s) T (°C) t (s)

awal 28 0 - - 1. 31 149 3 149 2. 34 276 3 127 3. 37 337 3 61 4. 40 401 3 64 5. 43 460 3 59 6. 46 520 3 60 7. 49 574 3 54 8. 52 631 3 57 9. 55 688 3 57 10. 58 747 3 59

b) Menghitung kesetaraan kalor listrik :



_a=

W joule Q kalori

a=

= 𝟏𝟓, 𝟖𝟏 𝒋𝒐𝒖𝒍𝒆/𝒌𝒂𝒍𝒐𝒓𝒊

(10)

25.2,6.(127) joule = ( (189,6.1.3) + (97.0,15.3) ) kalori 8255 joule = 612,45 kalori

LAPORAN PRAKTIKUM TERMOFISIKA