BAB I tara kalor listrik

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Fisika sebagai bagian dari ilmu sains pada dasarnya bertujuan untuk  mempelajari dan memberi pemahaman baik secara kualitatif maupun kuantitatif  tentang berbagai gejala atau proses alam dan sifat zat serta penerapannya. Fisika dalam mengkaji objek-objek telaahnya yang berupa benda-benda serta peristiwa peristiwa alam menggunakan prosedur baku yang biasa disebut metode atau  proses ilmiah. Metode ilmiah merupakan suatu rangkaian kegiatan penelitian yang melibatkan kegiatan observasi dan eksperimen untuk menemukan kebenaran  berupa konsep, asas, teorema, maupun hukum serta tetapan yang dapat diakui secara umum. berbagai macam kegiatan eksperimen di laboratorium telah dirancang untuk mempelajari fakta, konsep, teorema serta hukum dalam Fisika. Salah satu hukum yang perlu dipelajari melalui eksperimen Fisika adalah hukum kekekalan energi. Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi total tak ada yang diciptakan (bertambah) atau dimusnahkan (berkurang) dalam sembarang proses. Energi dapat ditransformasi dari satu s atu bentuk ke bentuk yang lain, dan dipindahkan dari satu benda ke benda yang lain, tetapi jumlah total adalah tetap (Giancoli, 1996:190). Perubahan bentuk energi terjadi dalam kehidupan sehari-hari, misalnya perubahan energi listrik menjadi energi gerak pada kipas angin dan  perubahan energi listrik menjadi energi cahaya pada lampu. Pada sekitar tahun 1800 James Prescott Joule melakukan eksperimen tentang perpindahan energi dengan memanfaatkan beban yang dijatuhkan untuk  memutar pedal di dalam kalorimeter sehingga air di dalam kalorimeter menjadi  panas. Eksperimen Joule menunjukkan bahwa munculnya kalor selalu diikuti hilangnya sejumlah energi mekanika yang ekivalen. Perubahan bentuk energi mekanik menjadi kalor ini dapat dihitung jika sistem berada dalam kondisi tertutup sehingga pertukaran isi kalorimeter dengan lingkungan dapat diabaikan. Dengan demikian, diperoleh suatu nilai kesetaraan antara kalor dengan energi

1

2

mekanik yang dinyatakan secara kuantitatif dengan angka kesetaraan kalor  mekanik. Kalorimeter yang digunakan pada percobaan Joule merupakan alat  pengukuran kuantitatif dari pertukaran kalor. Jika bagian dari suatu sistem terisolasi berada pada suhu yang berbeda, kalor akan mengalir dari bagian yang  bersuhu lebih tinggi ke bagian yang bersuhu lebih rendah. J ika sistem benar-benar  terisolasi, tidak ada energi yang dapat mengalir ke dalam atau ke luar dari kalorimeter tersebut. Pada keadaan ini, kekekalan energi memainkan peran  penting yaitu kalor yang dilepaskan oleh sebagian sistem sama dengan kalor yang dimasukkan oleh bagian yang lain. Konsep ini biasa juga disebut dengan asas Black. Jika kalorimeter terisolasi dengan baik, hanya sejumlah kecil kalor ditukar  dengan kalor dari lingkungan sehingga pertukaran kalor ini dapat diabaikan. Seiring perkembangan jaman, kalorimeter tidak hanya digunakan untuk  menunjukkan adanya kesetaraan antara kalor dengan energi mekanik melainkan  juga kesetaraan antara kalor dengan energi listrik. Kalorimeter yang digunakan dinamakan kalorimeter listrik yang dilengkapi dengan suatu kawat penghantar  yang berfungsi sebagai pemanas. Arus listrik dialirkan pada kawat penghantar  yang tercelup air di dalam kalorimeter listrik. Energi listrik dari kawat penghantar  tersebut akan memanaskan air. Melalui perbandingan antara energi listrik yang digunakan dengan kalor yang dihasilkan akan diperoleh besarnya angka kesetaraan kalor listrik. Angka kesetaraan ini juga menunjukkan kesetaraan antara satuan joule dan kalori karena energi listrik biasanya menggunakan satuan joule sedangkan kalor menggunakan satuan kalori yang berasal dari nilai kalor jenis  bahan yang terlibat dalam sistem perpindahan energi tersebut. Percobaan untuk menentukan nilai kesetaraan kalor-listrik tidak mudah dilakukan. Terdapat beberapa hal yang mempengaruhi valid tidaknya hasil  percobaan. Kalorimeter yang digunakan harus dirancang sedemikian rupa agar  sistem dalam kalorimeter benar-benar tertutup sehingga pertukaran isi kalorimeter  dengan lingkungan dapat diabaikan. Selain itu, arus dan tegangan yang digunakan dalam percobaan juga harus diperhitungkan dengan baik agar perubahan suhu air  dapat diamati. Oleh karena itu, eksperimen kesetaraan kalor listrik belum banyak 

3

dilakukan dalam praktikum Fisika di sekolah. Padahal dalam pembahasan materi Fisika mengenai perubahan bentuk energi terdapat beberapa rumusan matematis yang dapat menunjukkan bahwa suatu energi dapat berubah bentuk dan memiliki kesetaraan nilai dalam perubahannya. Melalui kegiatan praktikum, diharapkan siswa dapat terbantu dalam memahami materi tentang perubahan bentuk energi khususnya mengenai kesetaraan kalor listrik. Berdasarkan latar belakang masalah tersebut, penulis mengambil judul Ekperimen Fisika II

“

Pembuatan Alat Praktikum Pengukuran Kesetaraan

Kalor – Listrik ”.

B. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah dapat dirumuskan masalah sebagai  berikut : 1.

Bagaimana rancang bangun alat praktikum kesetaraan kalor listrik?

2.

Bagaimana prinsip kerja alat praktikum kesetaraan kalor listrik yang dirancang?

3.

Berapakah angka kesetaraan kalor listrik yang diperoleh dari praktikum ini?

C. Tujuan

Praktikum ini bertujuan untuk: 1.

Merancang alat praktikum kesetaraan kalor listrik yang praktis dan sederhana

2.

Mengetahui prinsip kerja alat praktikum kesetaraan kalor listrik 

3.

Menentukan besarnya nilai kesetaraan kalor listrik 

D. Manfaat

Praktikum ini bermanfaat untuk: 1.

Membantu dalam menyampaikan materi perubahan bentuk energi khususnya mengenai kesetaraan kalor listrik 

2.

Mendorong pembaca yang khususnya berasal dari kalangan pendidik untuk  membuat media pembelajaran tentang praktikum kesetaraan kalor   –  listrik  yang dapat menunjang penyampaian konsep Fisika yang lain.