laporan praktikum tara kalor listrik

KATA PENGANTAR 

                 Assalamualaikum Wr.Wb.
                 Alhamdulillah banyak nikmat yang allah berikan, tetapi sedikit sekali yang kita ingat. Segala puji hanya layak untuk allah atas segala berkat,rahmat,taufik serta hidayah-Nya yang tiada terkira besarnya, sehingga saya dapat menyelesaikan hasil laporan praktikum fisika dasar ini.
                 Dalam penyusunannya, saya mengucapkan terimakasih kepada asisten laboratorium yang telah membantu serta mengarahkan saya. dari sanalah semua kesuksesan ini berawal, semoga semua ini bisa mmeberikan sedikit kebahagiaan dan menuntun pada langka yan lebih baik lagi.
                 Meskipun saya berharap isi dari laporan praktkum ini bebas dari kesalahan, namun selalu ada yang salah. oleh karena itu, saya mengharapkan kritik dan saran yang ,e,bangun agar hasil laporam praktikum ini dapat lebih baik lagi.
                 Akhir kata saya megucapkan banyak terimakasij, semoga hasil laporan ini bermanfaat.



                                                                                   Yogyakarta, 15 Maret 2017
                                                                                                 Praktikan


                                                                                               Endah Setyani

                                                                                TARA KALOR LISTRIK

A.      TUJUAN PERCOBAAN

1.       Memperagakan adanya hubungan energy listrik dan energy panas

2.       Menentukan angkakesetaraan antara joule dan kalori.

B.      DASAR TEORI

Arus listrik yang mengalir pada suatu rangkaian akan menghasilkan panas. Pada peralatan-peralatan yang menggunakan arus listrik sebagai sumber energinya, apabila diaktifkan dalam jangka waktu tertentu, maka akan menimbulkan panas pada bagian rangkaian listrik yang merupakan tempat/ pusat aktifitas arus listrik. (jati,2007: 275- 276).

Hokum kekekalan energy menyatakan bahwa energy tidak dapat dimusnahkan dan diciptakan, melainkan hanya dapat diubah dari suatu bentuk energy ke bentuk energy lainnya. Missal pada peristiwa gesekan energy mekanik. Demikian pula energy listrik dapat diubah menjadi panas atau sebaliknya. Sehingga, dikenal dengan kesetaraan antara panas dengan energy mekanik / listrik. Kesetaraan panas – energy mekanik pertama kali diukur oleh joule dengan mengambil energy mekanik benda jatuh untuk mengaduk air dalam calorimeter sehingga air menjadi panas. Energy listrik dapat diubah menjadi panas dengan cara mengalirkan arus listrik pada suatu kawat tahanan yang tercelup dalam air yang berada dalam calorimeter. Energy listrik yang hilang dalam kawat tahanan besarnya adalah hasil kalitegangan listrik (volt) dengan arus listrik (ampere) dan lama aliran listrik (sekon). (ishaq.2007:244).

Kalor didefinisikan sebagaienergi panas yang dimilki oleh suatu zat. Secara umum, untuk mendeteksi adanya kalor yang dimilki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya rendah, maka kalor yang dikandung oleh benda sedikit. Begitu jugasebaliknya. Besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda (zat) bergantung pada 3 faktor, yaitu massa zat, kalor jenis zat, dan perubahan suhu. (ishaq.2007:238 – 240)

Tara kalor listrik adalah perbandingan antara energy listrik yang akan diberikan panas terhadap panas yang dihasilkan. Teori yan melandasi kalor listrik adalah hokum joule dan aza black. Kesetaraan panas – energy mekanik pertama kali diukur oleh joule dengan mengambil energy mekanik benda jatuh untuk mengaduk air dalam calorimeter, sehingga air menjadi panas. Energy listrik yang hilang dalam kawat tahanan besarnya adalah

                                W= V.i.t

Dimana: W = energy (joule)

                  V = beda potensial (volt)

                  I = kuat arus listrik (ampere)

                  t= waktu (sekon)

energy ini merupakan energy mekanik yang hilang dari electron yang bergerak dari ujung kawat berpotensial rendah ke potensial tinggi. Jika tidak ada panas yang keluar dari calorimeter, maka panas yang timbul:

                                H= (M+Na). (ta – tm )

Dimana: M= m air. C air

                  Na = nilai air calorimeter (kal/g c)

                  Ta = suhu akhir iar

                   Tm= suhu mula-mula air

Karena panas jens ai praktis konstan meliputi jangkauan temperature yang lebar. Karena panas jenis sebuah benda dapat diukur dengan menempatkan. Maka, massa dalam bejana iar dan temperaturnya diketahui dan dengan mengukur keseimbangan akhir. Jika seluruh system terisolasi, maka panas yang keluar sama dengan yang masuk ke air dan wadahnya. ( suharyanto,1982: 83 – 84).

Thermometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur perubahan suhu (temperature). Istilah thermometer berasal dari Bahasa latn thermos yang artinya panas, dan meter yang artinya untuk mengukur. Prinsip kerja thermometer ada bermacam – macam yang paling umum digunakan adalah thermometer air raksa (akbar,2010).

Amperemeter adalah alat untuk mengukur kuat arus listrik dalam rangkaian tertutup. Amperemeter biasanya dipasang secara seri (berderet) dengan elemen listrik dalam penelitian sumber listrik arus searah. Amperemeter biasanya digunakan untuk mengukur besarnya arus yang mengalir pada kawat penghantar (akbar,2010).

Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur beda potensial listrik. Voltmeter disusun secara parallel, sejajar dengan sumber tegangan. Cara menggunakan voltmeter adalah dengan menghubungkan ujung sumber tegangan yang memiliki potensial lebih tinggi kutub positif harus dihubungkan ke terminal positif voltmeter dan ujung sumber tegangan yang memiliki potensial lebih rendah. Biasanya voltmeter digunakan untuk mengukur sumber tegangan seperti: baterai, aki, dan elemen volta (akbar,2010).

C.      ALAT DAN BAHAN:

1.       Kulkas (pendingin).

2.       Thermometer

3.       Voltmeter

4.       Amperemeter

5.       Calorimeter

6.       Kabel jumper

7.       Air

8.       Stopwatch.

D.      PROSEDUR KERJA.

1.       Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan.

2.       Membuat rangkaian seperti pada gambar.

3.       Menimbang kalormeter kosong + pengaduk, lalu mencatat masssa nya pada laporan sementara.

4.       Menimbang 110 gr air lalu memasukkannya kedalam calorimeter.

5.       Mendinginkan calorimeter (yang berisi air) sampai suhu beberapa derajat dibawah suhu kamar.

6.       Menghubungkan calorimeter dengan rangkaian, lalu mencatat suhu awalnya dan menyambngkan rangkaian tsb kesumber.

7.       Menyalakan rangkaian serta mengaduk calorimeter secara kontinyu.

8.       Mengamatinya dan mencatat arus,tegangan,suhu akhir setiap 2 menit. Dan melakukannya sebanyak 3 kali untuk air yang sama.

9.       Mengulangi langkah ke 4 – 8 dengan massa air yang berbeda.

E.       HASIL PERCOBAAN

NO.	Massa calorimeter + pengaduk (gr)	Massa air (gr)	Suhu mula-mula (tm)	Suhu akhir (ta)	Arus setiap 2 menit (A)	Tegangan tiap 2 menit (V)
1	71.8	110	20	22	0.8	5
2	71.8	110	20	22	0.8	5
3	71.8	110	20	22	0.8	5
4	71.8	120	20	22	0.8	5.5
5	71.8	120	20	22	0.8	5.5
6	71.8	120	20	22	0.8	5.5

F.       ANALISIS DATA

G.      PEMBAHASAN

Kalor adalah energy yang terjadi dari suatu zat yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu rendah ketika benda tersebut saling bersentuhan. Sedangkan tara kalor listrik adalah perbandingan antara energy listrik dengan energy kalor yang dihasilkan. Untuk mencari tara kalor listrik adalah

                        a = Q/W

dimana Q itu sendiri adalah jumlah energy kalor dengan satuan kalori. Namun, W itu sndr adalah energy listrik dengan satuan joule. Sehingga, dari rumus diatas diperoleh satuan tara kalor listrik adalah kalori / joule.

Teori yang melandasi tara kalor listrik adalah hokum joule dan asas black. Hukum jole berbunyi : “pembentukan panas per satuan waktu berbanding langsung dengan kuat arus”. Sedangkan asas black berbunyi :” pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas sama dengan banyaknya kalor yang diterima”.

Dalam percobaaan ini, kita mengambil data sebanyak 6 kali dengan massa air yang berbeda, yaitu 110 gr dan 120 gr. Adapun variable bebas yang kita gunakan adalah beda tegangan, suhu dan kuat arus listrik. Kemudia variable kontrolnya adalah massa calorimeter + pengaduk, serta massa air. Lalu, variable terikatnya adalah waktu. Setiap massa air yang kita pakai, kita mengambil data kuat arus, beda potensial serta suhunya sebanyak 3 kali. Adapun untuk massa calorimeter dan pengaduknya sebesar 71.8 gr. Dalam percobaan ini, selama proses waktu berjalan, kita terus mengaduk calorimeter agar panas nya merata tidak dibagian kawat tahanan saja. Untuk waktu yang kita gunakan sebanyak 2 menit.

Dalam percobaan kali ini, prinsip kerjanya adalah menghubungkan calorimeter dengan sumber tegangan. Seperti yang kita ketahui bahwa calorimeter adalah alat untuk menentukan kalor. Dari sumber tegangan yang dihbungkan dengan calorimeter berisi yang berkawat tahanan akan timbul arus listrik. Sehingga, dari perubahan ini akan timbul energy listrik yang dilepaskan kedalam calorimeter dan terjadi perubahan energy panas / kalor kedalam calorimeter.

Berdasarkan hasil percobaan yang kita dapatkan, setiap massa air (110 gr dan 120 gr) memiliki kesamaan suhu air mula2 yaitu 20◦C. kemudian juga memiliki kesamaan suhu air akhir yaitu 22 C. dan memiliki kuat arus yang sama juga yaitu 0.8 A. lalu, memilki tegangan yang berbeda. Untu massa air 110 gr, menghasilkan beda tegangan 5 volt untuk percobaan 1,2,3. Dan untuk air bermasa 120 gr, menghasilkan beda tegangan 5.5 volt untk percobaan 1,2,3.

Dengan menggunakan metode interpolasi, diperoleh kalor jenis calorimeter sebesar 0,224079 kal/grC. Dan kalor jenis pengaduk sebesar 0,108551 kal/grC. Lalu, menurut hasil percobaan, karena suhu mula2 air pada air bermassa 110 gr dan 120 gr sama, maka kedua masa tersebut memiliki perubahan suhu yan sama juga yaitu 2 C.

Kemudian untuk nilai kalor air bermasa 110 gr, memiliki nilai kalor (Q) yang sama pada percobaan 1,2,3 yaitu sebesar 244,7146 kalori. Nilai kalor sama dikarenakan adanya perubahan suhu, kalr jenis calorimeter+pengaduk sama pada percobaan 1,2,3. Sehingga, Q  rata2 +- delta Q adalah 244,7146 +- 0 kalori.

Kemudian untuk massa air 120 gr pada percobaan 1,2,3 menghasilkan nilai kalor yang sama yaitu sebesar 264,7146 kalori. Sehingga, Q rata-rata +- delta Q adalah (264,7146 +- 0) kalori.

Perubahan arus menjadi kalor ini akan menimbulkan energy listrik yang besarnya dapat diperoleh dengn persamaan W= V.i.t. berdasarkan analisis perhitungan yang kita dapatkan, untuk maas air 110 gr pada percobaan 1,2,3 diperoleh hasil yang sama, yaitu 480 joule. Hal ini dikarenakan pada percobaan 1,2,3 nilai kuat arus dan beda tegangan serta waktunya sama. Sehingga, W rata2 +- delta W adalah (480+-0) joule.

Namun, untuk air bermassa 120 gr pada percobaan 1,2,3 diperoleh hasil yang sama juga yaitu 528 joule. Hal ini dikarenakan pada percobaan 1,2,3 memiliki beda potensial, kuat arus serta waktu yang sama. Sehingga, W rata2 +- delta W adalah (528+-0) joule.

Kemudia, inti dari praktikum iniadalah menentukan nilai tara kalor listrik. Untuk massa air 110 gr memiliki tara kalor listrik sebesar 0,509822 kalori/joule. Dan untuk massaair 120 gr diperoleh hasil tara kalor listrik sebesar 0,5013534 kalori/ joule.

Dalam praktikum ini, salah satu tujuannya yaitu untuk menentukan angka kesetaraan antara kalori dengan joule. Agar nilai kalori dan joule setara, kita harus merubah W yang asal mulanya joule menjadi kalori.

Pada massa air 110 gr, diperoleh W nya sebesar 480 joule. Sehingga kita ubah ke kalori yang mana 1 kalori = 4,186 joule. Sehinga, besar W nya adalah 480 joule / 4,186 joule = 114,67 kalori. Namun, nilai Q pada air bermassa 110 gr sebesar 264,7146 kalori. Sehingga, antara kalori dengan joule tidak setara.

Begitu juga dengan air bermassa 120 gr, diperoleh W nya sebesar 528 joule. Agar antara joule dan kalori setara maka kita harus merubah W menjadi kalori. Seingga diperoleh W=528 joule/ 4,168 joule = 114,67 kalori. Namun, nilai Q pada air bermassa 120 gr adalah 264,7146 kalori. Sehingga antara W dengan Q tidak setara.

Menurut teori yang ada, besarnya tara kalor listrik adalah 4,186 joule/kalori. Namun, pada percobaan kita nilai tara kalor listrik berbeda atau tidak sesuai dengan teori yang ada. Perbedaan ini dikarenakan bbrpa penyebab yaitu:

a.       Ketidaktelitian dari alat ukur untuk menimbang calorimeter,pengaduk dan air yang sulit dikalibrasi akan berpengaruh pada hasil pengukuran.

b.       Perngaruh dari perlakuan yang serig dan terlalu cepat, kemungkinan dari efek pengadukan itu sendiri akan timbul panas,sehinga mempengaruhi hasil.

c.       Pembulatan angka pada hasil analisis akan berpengaruh pada hasil akhir.

d.       Ketidaktelitian dalam membaca thermometer.

H.      KESIMPULAN.

1.       Arus listrik yang mengalir pada suatu rangkaian akan menghasilkan panas dalam jangka waktu tertentu.

2.       Hokum kekekalan energy menyatakan bahwa energy tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Tapi, bias diubah dari suatu bentuk ke bentuk yang lain.

3.       Teori yang melandasi tara kalor listrik adalah hokum joule dan asas black.

4.        Menurut teori yang ada, besarnya tara kalor listrik adalah 4,186 joule/kalori. Namun hasil percobaan kita tidak sesuai dg teori. Kedua massa air yang kita gunakan memiliki tara kalor dibawah tara kalor teori.

I.         DAFTAR PUSTAKA.

1.       Labdasar.unand.ac.id/files/modul-fisika/L4_tarakalorlistrik.pdf. diakses pada tanggal 24 maret 2017 pukul 17.07 wib.

2.       Eprints.uny.ac.id/11695/1/12.tarakalorlistrik(suharnoL,dkk).pdf. diakses pada tanggal 25 msret 2017 pukul 13.05 WIB.