Laporan Praktikum Rlab - Calori Work
-
Upload
erasmus-nugraha-kristi -
Category
Documents
-
view
42 -
download
5
description
Transcript of Laporan Praktikum Rlab - Calori Work
-
LAPORAN PRAKTIKUM RLAB
KR-02 CALORI WORK
Nama : Rahayu Kristiyanti
NPM : 1106071593
Fakultas : Teknik
Jurusan : Teknik Elektro
Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar (UPP IPD)
Universitas Indonesia
Depok, 2011
-
I. TUJUAN
Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.
II. PERALATAN
1. Sumber tegangan yang dapat divariasikan
2. Kawat konduktor (bermassa 2 gram)
3. Termometer
4. Voltmeter dan Ampmeter
5. Adjustable power supply
6. Camcorder
7. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
III. LANDASAN 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 :
... ( 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) ....................................................... (1)
Dimana :
Q = Jumlah kalor yang diperlukan (kalori)
m = massa zat (gram)
c = kalor jenis zat (kal/gr 0C)
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.
IV. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Mengaktifkan Web cam ! (klik icon video pada halaman web r-Lab) !
2. Memberikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor !
3. Menghidupkan Power Supply dengan mengklik radio button
disebelahnya.
4. Mengambil data perubahan temperatur , tegangan dan arus listrik
pada kawat konduktor tiap 1 detik selama 10 detik dengan cara
mengklik 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
-
Gb.4.1 Gambar Percobaan
V. HASIL DAN EVALUASI
1. Berdasarkan data yang di dapat , Buatlah grafik yang
menggambarkan hubungan antara temperatur dan waktu untuk
setiap tegangan yang diberikan ke kawat konduktor.
0 5 10 15 20 25
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 Tem
peratur (K)
Waktu (s)
Gra1ik Pada Saat V0
20 20.5 21 21.5 22 22.5
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 Tem
peratur (K)
Waktu (s)
Gra1ik Pada Saat V1
-
2. Untuk tegangan V1 , V2 dan V3 , hitunglah nilai kapasitas panas (C)
dari kawat konduktor yang digunakan.
W = V.I.t
Q = m.c.(T)
Q = C.(T) (4)
C = m.c ...(3)
W = energi listrik (Joule)
Q = energi panas (Kalori)
C = Kapasitas panas (Kal/OC)
c = Kalor Jenis. (Kal/gr OC)
0 5 10 15 20 25 30
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 Tem
peratur (K)
Waktu (s)
Gra1ik Pada Saat V2
20.5 21 21.5 22 22.5 23
23.5 24 24.5
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
Tempe
ratur (K)
Waktu (s)
Gra1ik Pada Saat V3
-
Dalam percobaan ini terjadi konversi dari energi listrik menuju energi
panas, sehingga :
W = Q ...(5) Ingat! 1 Kalori = 4.2 Joule
V.I.t = C(T)(4.2)
C = !.!.!(!!)(!.!) ...(6)
Pada Tegangan V1 :
I = 34.56 A t = 30 3 = 27 s
V = 0.62 Volt T = 22.1 21 = 1.1 OC
C = !.!.! (!!) = !.!" !".!" (!")(!.!)(!.!) = !"#.!"!.!" = 125.22 J/0C
Pada Tegangan V2 :
I = 49.39 A t = 30 3 = 27 s
V = 1.48 Volt T = 27 21.1 = 5.9 0C
C = !.!.! (!!) = !.!" !".!" (!")(!.!)(!.!) = !"#$.!"!".!" = 79.65 J/OC
Pada Tegangan V3 :
I = Ii!"!!! = 41.05 A t = 30 3 = 27 s V = 0.99 Volt T = 24.3 21.8 = 2.5 0C
C = !.!.! (!!) = !.!! !".!" (!")(!.!)(!.!) = !"#$.!"!".! = 104.50 J/OC 2
3. Berdasarkan nilai c yang saudara peroleh, tentukan jenis kawat
konduktor yang digunakan! C = !"!!!!! = !"#.!! ! !".!" !!"#.!" ! = 103.12 J/OC
-
Sd = (!!! )!!!!!!(!!!)!
= (!"#.!!!!"#.!")!!(!".!"!!"#.!")! ! (!"#.!"!!"#.!")!!(!!!) = !"".!" ! !!".!" !!.!" !(!) = !"#!.!"! = 13.17 Jadi, C = Kapasitas Kalor = (103.12 13.17) J/OC
Maka, Kalor Jenis :
c = !! = !"#.!"!.!!" = 51560 J/Kg OC
Tidak ada benda yang memiliki kalor jenis senilai 51560 J/Kg OC
setelah praktikan mencoba mencocokan dengan tabel kalor jenis
(pada bab lampiran).
VI. ANALISA
1. ANALISA PERCOBAAN
Serangkaian percobaan ini merupakan eksperimen Remote
Laboratory. Dimana praktikan melaksanakan eksperimen ini tidak
perlu datang ke ruang laboratorium yang sebenarnya. Cukup login
pada elaboratory di sitrampil.ui.ac.id lalu melakukan eksperimen
secara online. Adapun eksperimen yang dilakukan bisa berulang kali
tergantung keinginan praktikan.
Percobaan ini bertujuan untuk dapat menghitung kapasitas
kalor dari suatu kawat konduktor. Sehingga setelah itu kita bisa
menentukan apa jenis dari kawat konduktor yang dipakai. Dalam
percobaan ini, prinsip hukum kekekalan energi adalah dasar untuk
membuka permasalahan.
Percobaan eksperimen ini berlangsung tanpa ada masalah
berarti. Berhubung percobaan ini merupakan percobaan remote,
kesalahan kesalahan sistematik seperti pengkalibrasian alat,
-
kesalahan pembacaan skala alat ukur, dan faktor lingkungan tidak
akan memiliki pengaruh pada eksperimen Remote Laboratory ini.
Namun, tetap saja masih ada kecacatan data. Pada saat
memasang tegangan V3 pada kawat, seharusnya I yang lewat adalah
konstan, namun pada data tercatat ada 1 data yang berbeda dari
yang lainnya. Dimana I dari 9 data yang lain adalah 41.07 A
sedangkan ada 1 data yang membaca I adalah 40.95 A. Menurut
praktikan, berhubung kesalahan berupa kesalahan sistematik kecil
kemungkinannya, berarti kemungkinan yang lain berasal dari
kesalahan teknis dari pihak elaboratory itu sendiri.
Selain itu, saat percobaan dilakukan, seharusnya ada muncul
sebuah video streaming apabila praktikan mengklik link video.
Namun yang terjadi adalah, setelah mengklik tidak ada reaksi yang
terjadi. Sehingga praktikan tidak bisa melihat temperatur awal yang
diberikan V0.
2. ANALISA HASIL
Setelah mengambil data pada elaboratory, praktikan
mencoba mengolah data yang ada dan mencari hal hal yang
ditanyakan seperti Besar Kapasitas Kalor di tiap tegangan yang
dipakai dan menentukan jenis bahan kawat konduktor yang terpakai.
Dengan bermodalkan rumus W = V.I.T ; Q = m.c.T ; C = m.c dan hukum kekekalan energi, sebenarnya sudah bisa mengolah data
yang ada untuk menemukan besar kapasitas kalor di tiap tegangan.
Setelah menemukan besar kapasitas kalor dari kawat,
praktikan bisa menentukan jenis dari kawat konduktor tersebut.
Dengan mengacu pada tabel kalor jenis benda pada halaman
lampiran, kita bisa melihat angka yang cocok atau terdekat dengan
perhitungan yang sudah kita hitung.
Praktikan sudah melakukan perhitungan persis seperti yang
dijelaskan diatas namun hasilnya ternyata menjadi besar sekali
(51560 J/Kg oC) dan praktikan tidak menemukan benda yang
-
memiliki nilai kalor jenis di sekitar nilai tersebut pada tabel daftar
kalor jenis. Praktikan sendiri kurang paham apa yang menyebabkan
nilainya menjadi sebesar itu, ada kemungkinan praktikan melakukan
kesalahan pada pengolahan data, namun praktikan sudah mengecek
dan menghitungnya berulang kali dan tetap menghasilkan nilai
tersebut.
3. ANALISA GRAFIK
Dalam hal mempresentasikan suatu hasil percobaan,
membuat grafik adalah salah satu cara yang paling efektif. Dalam
grafik, pembaca bisa melihat langsung hubungan 2 variabel dalam
suatu permasalahan dan bisa langsung mengambil kesimpulan dari
permasalahan itu.
Dalam percobaan ini, terlihat bahwa grafik tidak berjalan
lurus, melainkan berkelok kelok. Padahal seharusnya secara teori
grafik ini berbentuk garis lurus karena hubungan dari temperatur
dan waktu adalah berbanding lurus.
VII. KESIMPULAN
1. Dalam eksperimen ini, hukum kekekalan energi berlaku. Dimana
Energi listrik dari tegangan yang diberikan pada kawat diubah
menjadi energi panas yang meningkatkan temperatur kawat
konduktor.
2. Praktikan tidak dapat mengambil kesimpulan apa jenis benda yang
terpakai pada kawat konduktor tersebut. Hal ini dikarenakan seperti
yang telah disebutkan diatas bahwa tidak ada nilai kalor jenis yang
memenuhi.
3. Untuk dapat mengetahui jenis dari kawat konduktor tersebut perlu
kita ketahui kalor jenisnya.
4. Semakin besar nilai kalor jenisnya maka sifat konduktivitasnya pun
semakin berkurang. Karena semakin besar kalor jenisnya, semakin
besar pula jumlah kalor yang diserap.
-
VIII. DAFTAR PUSTAKA
Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engineers, Third Edition,
Prentice Hall, NJ, 2000.
Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition,
Extended Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005
Kanginan, Marthen.2002.Fisika Untuk SMA Kelas X Semester 2.
Jakarta : Erlangga
IX. LAMPIRAN
WAKTU
(sekon)
I
(A)
V
(Volt)
T
(K)
3 23.84 0 21.2
6 23.84 0 21.2
9 23.84 0 21.2
12 23.84 0 21.2
15 23.84 0 21.2
18 23.84 0 21.2
21 23.84 0 21.2
24 23.84 0 21.2
27 23.84 0 21.2
30 23.84 0 21.2
Tabel 8.1 Data Percobaan V0
WAKTU
(sekon)
I
(A)
V
(Volt)
T
(K)
3 34.56 0.62 21
6 34.56 0.62 21.1
9 34.56 0.62 21.3
12 34.56 0.62 21.4
-
15 34.56 0.62 21.6
18 34.56 0.62 21.6
21 34.56 0.62 21.8
24 34.56 0.62 21.9
27 34.56 0.62 22
30 34.56 0.62 22.1
Tabel 8.2 Data Percobaan V1
WAKTU
(sekon)
I
(A)
V
(Volt)
T
(K)
3 49.39 1.48 21.1
6 49.39 1.48 21.4
9 49.39 1.48 22.2
12 49.39 1.48 23
15 49.39 1.48 23.8
18 49.39 1.48 24.6
21 49.39 1.48 25.3
24 49.39 1.48 25.9
27 49.39 1.48 26.4
30 49.39 1.48 27
Tabel 8.3 Data Percobaan V2
WAKTU
(sekon)
I
(A)
V
(Volt)
T
(K)
3 41.07 0.99 21.8
6 40.95 0.99 222
9 41.07 0.99 22.3
12 41.07 0.99 22.7
15 41.07 0.99 23
18 41.07 0.99 23.3
-
21 41.07 0.99 23.6
24 41.07 0.99 23.8
27 41.07 0.99 24.1
30 41.07 0.99 24.3
Tabel 8.4 Data Percobaan V3
Tabel 8.5 Tabel Kalor Jenis