Hukum Joule

DAFTAR DAFTAR PUSTAKA PUSTAKA HUKUM JOULE 1. http://imronyusri.!o"s http://imronyusri.!o"spot.#om/$%1$/%&/t'or pot.#om/$%1$/%&/t'ori(hu)um(*o i(hu)um(*ou'.htm u'.htm $. http://m+t+)rist+.#om/t+"/hu)um(*ou'/ &. http://,,,.#h+yoy.#om/$%1$/%&/t'ori(hu)um(*ou'.htm

Arus listrik adalah aliran partikel-partikel listrik bermuatan positif didalam suatu pengantar atau arus listrik adalah gerakan atau aliran muatan listrik. Pergerakan muatan ini terjadi pada bahan yang disebut konduktor. Konduktor bisa berupa logam , gas, atau larutan, sedangkan pembawa muatan sendiri tergantung pada jenis konduktor yaitu pada: Logam, pembawa muatannya adalah electron-elektron gas, pembawa muatannya adalah ion positif dan electron Larutan, pembawa muatannya adalah ion positif dan ion negatif ntuk ntuk menguk mengukur ur suatu suatu benda benda secara secara tepat tepat harusl haruslah ah memper mempergun gunakan akan suatu suatu alatya alatyang ng mempunyai sifat fisis yang dapat diukur, karena terjadi suatu perubahan yangdapat diukur dengan berubahnya temparatur benda tersebut. Alat untuk mengukur temperature disebut thermo thermomet meter er,, yang yang bekerj bekerjaa atas atas perubah perubahan an fisis fisis yang yang bersam bersamaan aan dengan dengan peruba perubahan han tempera temperatur tur,, yaitu yaitu perubah perubahan an !olume !olume "at air,p air,pery erybaha bahan n tahanan tahanan listr listrik ik dari dari suatuk suatukawat awat penghantar, perubahan warna filament lampu pijar. Perubahan-perubahan ini semua bersamaan dan berbanding dengan temperatur yang dapat diukur. d iukur. #atu kalori didefenisikan sebagai sebagai banyakny banyaknyaa kalor kalor yang yang diperl diperluka ukan n untuk untuk memanas memanaskan kan satu satu gram gram air sehing sehingga ga suhunya

naik

satu

derajat

celcius.#atu

kalori

didefenisikan

sebagai

banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan satu gram air sehingga suhunya naik satu derajat celcius. $okum $okum joule joule digunak digunakan an untuk untuk menghi menghitun tung g energy energy panas panas pada rangkai rangkaian an arus arus listri listrik k dengA% &'()t dengan daya P' w*t #edangka #edangkan n bila bila dihubun dihubungka gkan n dengan dengan kalor kalor panas panas pada pada termod termodina inamik mika,m a,maka aka didapa didapatt persamaan &'+ ()t ' aa/ tktk/kpkp01f-1i tktk/kpkp01f-1i00 2engan a Adalah massa air3 a Adalah kalor jenis air ' 4566 7*Kg K tk Adal8ah massa tabung calorimeter tk adalah panas jenis aluminium tabung calorimeter0 kp adalah massa koil pemanas

DAFTAR PUSTAKA HUKUM JOULE 1. http://imronyusri.!o"spot.#om/$%1$/%&/t'ori(hu)um(*ou'.htm $. http://m+t+)rist+.#om/t+"/hu)um(*ou'/ &. http://,,,.#h+yoy.#om/$%1$/%&/t'ori(hu)um(*ou'.htm

kp adalah panas jenis tembaga koil pemanas0 1f adalah suhu akhir 1i adalah suhu awal Pendahuluan

9ila ada arus listrik dalam sebuah konduktor, maka aka nada energy listrik yang dikon!ersikan ke energi panas. ntuk arus ) tertentu, kon!ersi energy lebih besar untuk tahanan atau hambatan dari konduktor yang lebih besar. enomena ini mempunyai analogi yang sama dengan kon!ersi energy kimia ke energi panas karena adanya hambatan gesekan. Panas yang dihasilkan daya yang dibuang0 dalam rangkaian listrik disebut sebagai panas 7oule 7oule $eat0, kerena ditemukan oleh ahli fisika dari )nggris 7ames Prescott 7oule ;<;<-;<<=0. Ahli ini meneliti kon!ersi energi listrik ke energi panas juga energi mekanik ke energi panas0. 2alam beberapa aplikasi listrik, seperti motor listrik, panas joule merupakan sesuatu yang tidak diinginkan akan tetapi pada aplikasi lainnya seperti pemanggang listrik dan memanas listrik, energi listrik secara sengaja dikon!ersi menjadi panas. Pada percobaan ini, efek panas pada arus listrik dan panas listrik ekui!alennya akan diselidiki.

)(. 1eori Arus listrik adalah aliran partikel-partikel listrik bermuatan positif didalam suatu pengantar atau arus listrik adalah gerakan atau aliran muatan listrik. Pergerakan muatan ini terjadi pada bahan yang disebut konduktor. Konduktor bisa berupa logam , gas, atau larutan, sedangkan pembawa muatan sendiri tergantung pada jenis konduktor yaitu pada: -

Logam, pembawa muatannya adalah electron-elektron

-

gas, pembawa muatannya adalah ion positif dan electron

-

larutan, pembawa muatannya adalah ion positif dan ion negatif

ntuk mengukur suatu benda secara tepat haruslah mempergunakan suatu alatyang mempunyai sifat fisis yang dapat diukur, karena terjadi suatu perubahan yangdapat diukur dengan berubahnya temparatur benda tersebut. Alat untuk mengukur temperature disebut thermometer, yang bekerja atas perubahan fisis yang bersamaan dengan perubahan temperatur, yaitu perubahan !olume "at air,perybahan tahanan listrik dari suatukawat penghantar, perubahan warna filament lampu pijar. Perubahan-perubahan ini semua


bersamaan dan berbanding dengan temperatur yang dapat diukur. #atu kalori didefenisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan satu gram air sehingga suhunya naik satu derajat celcius. #atu kalori didefenisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan satu gram air sehingga suhunya naik satu derajat celcius. ; kalori ' 4,5 7oule atau ; 7oule ' 6,54 kalori Karena kalor adalah bentuk energi, maka satuan #) untuk kalor sama seperti energi, yaitu 7oule. ;. Kalor berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah. Pada sebuah benda yang mempunyai suhu yang tidak sama untuk seluruh bagian-bagiannya akan terjadi perpindahan kalor dari bagian yang bersuhu lebih tinggi ke bagian benda yang bersuhu lebih rendah. 2emikian juga bila sebuah bendabersuhu lebih tinggi dari suhu lingkungannya. 9enda tersebut akan memancarkan energi sampai suhu benda sama dengan suhu lingkungannya. 9ila suhu sudah samaakan terjadi keseimbangan atau tidak ada lagi perpindahan kalor atau energi. 5.

Kalor jenis.

#uatu "at yang menerima kalor, selain mengalami pemuaian atau perubahanwujud, pada "at tersebut juga terjadi kenaikan suhu. Ketika kita memanaskan air didalam ketel, makin besar nyala api berarti makin besar kalor yang diberikan padaair, dan menghasilkan kenaikan suhu air yang lebih besar daripada kenaikan suhu air sebelumnya. 7ika kalor yang sama diberikan pada ketel yang berisi lebih sedikit air,kenaikan suhu air lebih cepat kenaikan suhu air sebelumnya. Akibatnya, untuk selangwaktu pemanasan yang sama akan dicapai suhu air yang lebih tinggi daripadasebelumnya.9esarnya kenaikan suhu dari "at tersebut dapat dituliskan dalam persamaanberikut: 2engan : c ' kalor jenis kal*g

0 atau 7*Kg.K0

+ ' kalor  kalor atau 7ou le0 m ' massa benda  gram atau Kg0 7adi, >t adalah perubahan suhu dari suatu "at yang menerima kalor sebesar +. Kalor jenis suatu "at didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan olehsuatu "at untuk menaikan suhu ; Kg "at itu sebesar ;

.


?. Kapasitas kalor. Kapasitas kalor adalah bilangan yang menunjukkan banyaknya kalor yangdiperlukan oleh suatu benda untuk menaikkan suhu benda sebesar ;

. Kapasitas kalor dapat dituliskan

dalam persamaan berikut: Apabila kapasitas kalor 0 yang dihubungkan dengan kalor jenis c0 maka akandidapat persamaan berikut:  ' mc

4. Kalorimeter. Kalorimeter adalah suatu alat untuk memperlihatkan besarnya kalor jenis suatu "at. Kalorimeter ini bekerja baerdasarkan Asas 9lack. Asas black berbunyi: @9asarnyakalor yang dilepaskan oleh sebuah benda yang suhunya lebih tinggi akan samadengan kalor yang diterima oleh benda yang bersuhu lebih rendah A.

Kalorimeter elektrik.

Kalorimeterini digunakan untuk mengukur kalor jenis "at cair. Prinsip kerja kalorimeter elektrik adalah sebagai berikut: @#ejumlah massa "at cair contoh m kg0 dimasukkan dalam bejana tembaga yang kapasitas kalornya diketahui 7K -;0. Kemudian "at cair tersebut dipanaskan selama selang waktu t sekon secara elektrik oleh pemanas listrik yang memiliki elemen pemanas yang beda potensialnya ( !olt dan dilalui arus listrik dengan kuat arus ) Ampere Kenaikan suhu >1

0 selama selang waktu t diukur dengan termometer. Bnergi

listrik yang diberikan kepada "at cair dalam selang waktu t adalah (.).t7oule0. 7ika dianggap tidak ada kalor yang hilang maka energi kalor yang diserapoleh kalorimeter dan "at cair adalah   >1 / mc>1 0 '  mc /  0> 1.

#esuai kekalan energi

(it ' mc /  0 >1

9. Kalorimeter 9om. 2igunakan

khusus

untuk

menentukan

kandungan

energi

dalam

makanan

dan lemak. akanan yang akan ditentukan kandungan energinya diletakkan dalamcangkir platina. ontoh: makanan kemudian dibakar secara elektrik. Kalor yang diserap oleh bejana dalam cangkir, dan air diukur secara cermat. #ebagai contoh, ;6gram kue melepaskan ;C=


k7 ketika dibakar dalam kalorimeter bom. )ni berarti bahwakandungan energi ;66 gram kue tersebut adalah ;C=6 Kj, yang setara dengan ?<6Kalori. m ' massa "at gr0 Arus Li#trik 7umlah muatan arus listrik baik positif maupun negati!e yang mengalir melaluipenampang sebuah penghantar persatuan waktu disebut dengan kuat arus listrik. 2engan : + ' muatan listrik couloum0 t ' waktu detik0 ) ' kuat arus listrik Ampere0 Bnergi 2an 2aya Listrik $ambatan D0 yang dialiri arus listrik )0 akan menimbulkan beda tengangan ( antar ujungujung berarti daya listriknya: P ' (.) Karena ( ' ) . D maka daya listriknya dapat dirumuskan menjadi : P '  ).D 0 ) ' )5. 2engan: P ' 2aya listrik  watt 0 9ila arus listrik mengalir selama t detik energi listrik yang terpakai ialah: & ' )5D.t 2engan: t ' &aktu  dt 0 #edangkan bunyi hukum joule: @ Pembentukan panas persatuan waktu berbandinglangsung dengan kuadrat arus. $ukum joule menuliskan bagaimana tenaga diubah kedalam tenaga termal,yang didalam suatu penghantar merupakan suatu proses yang tidak dapat dibalik  hanya berlangsung satu arah 0. 2alam percobaannya, 7oule mengunakan air didalam sebuah selinder yangdiaduk dengan suhu yang berputar. 9eberapa lama kemudian suhu air akan naik, inidisebabkan karena suhu bergesekan dengan air. enurut 7oule gerakan elktro dalam suatu penghantar dapat digambarkan sebagai serangkai percepatan yang masing-masing terakhir karena tumbukan dengan salah satu

pastikel yang tetap dalam suatu pengahantar, elktero itu akan

mendapatkan tenaga kinetik pada setiap tumbukan dant enaga itu berubah menjadi panas. 7oule juga merumuskan juga perbandingan jumlah satuan usaha denganjumlah satuan panas yang dihasilkan selalu sama, sehingga: &'+


(.).t'+ 2an dapat dirumuskan sebagai berikut: + ' (.).t, dimana : + ' panas yang ditimbulkan arus listrik 7oule atau kalori0 Keterangan: ( ' tegangan listrik !olt0. ) ' arus listrik A0. 1 ' waktu sekon0. enurut hukum termodinamikon ) dikatakan bahwa : jika kalor diubahmenjadi bentuk energi lain atau jika bentuk energi lain diubah menjadi kalori, makaenergi sebelumnya selalu konstan. Karena kalor adalah suatu bentuk energi, makausaha selalu dapat diubah menjadi panas atau sebaliknya. Arus listrik adalah aliran partikel-partikel listrik bermuatan positif didalam suatu pengantar atau arus listrik adalah gerakan atau aliran muatan listrik. Pergerakan muatan ini terjadi pada bahan yang disebut konduktor. Konduktor bisa berupa logam , gas, atau larutan, sedangkan pembawa muatan sendiri tergantung pada jenis konduktor yaitu pada: Logam, pembawa muatannya adalah electron-elektron gas, pembawa muatannya adalah ion positif dan electron Larutan, pembawa muatannya adalah ion positif dan ion negatif ntuk mengukur suatu benda secara tepat haruslah mempergunakan suatu alatyang mempunyai sifat fisis yang dapat diukur, karena terjadi suatu perubahan yangdapat diukur dengan berubahnya temparatur benda tersebut. Alat untuk mengukur temperature disebut thermometer, yang bekerja atas perubahan fisis yang bersamaan dengan perubahan temperatur, yaitu perubahan !olume "at air,perybahan tahanan listrik dari suatukawat penghantar, perubahan warna filament lampu pijar. Perubahan-perubahan ini semua bersamaan dan berbanding dengan temperatur yang dapat diukur. #atu kalori didefenisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan satu gram air sehingga suhunya

naik

satu

derajat

celcius.#atu

kalori

didefenisikan

sebagai

banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan satu gram air sehingga suhunya naik satu derajat celcius. ; kalori ' 4,5 7oule atau ; 7oule ' 6,54 kalori Karena kalor adalah bentuk energi, maka satuan #) untuk kalor sama seperti energi, yaitu 7oule. Kalor berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah. Pada sebuah benda yang mempunyai suhu yang tidak sama untuk seluruh bagian-bagiannya akan terjadi perpindahan kalor dari bagian yang bersuhu lebih tinggi ke bagian benda yang


bersuhu lebih rendah. 2emikian juga bila sebuah bendabersuhu lebih tinggi dari suhu lingkungannya. 9enda tersebut akan memancarkan energi sampai suhu benda sama dengan suhu lingkungannya. 9ila suhu sudah samaakan terjadi keseimbangan atau tidak ada lagi perpindahan kalor atau energi. Kalor jenis. #uatu "at yang menerima kalor, selain mengalami pemuaian atau perubahanwujud, pada "at tersebut juga terjadi kenaikan suhu. Ketika kita memanaskan air didalam ketel, makin besar nyala api berarti makin besar kalor yang diberikan padaair, dan menghasilkan kenaikan suhu air yang lebih besar daripada kenaikan suhu air sebelumnya. 7ika kalor yang sama diberikan pada ketel yang berisi lebih sedikit air,kenaikan suhu air lebih cepat kenaikan suhu air sebelumnya. Akibatnya, untuk selangwaktu pemanasan yang sama akan dicapai suhu air yang lebih tinggi daripadasebelumnya.9esarnya kenaikan suhu dari "at tersebut dapat dituliskan dalam persamaan berikut: + ' m.c. >t 2engan : c ' kalor jenis kal*g0 atau 7*Kg.K0 + ' kalor  kalor atau 7ou le0 m ' massa benda  gram atau Kg0 >t ' perubahan suhu 7adi, >t adalah perubahan suhu dari suatu "at yang menerima kalor sebesar +. Kalor jenis suatu "at didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan olehsuatu "at untuk menaikan suhu ; Kg "at itu sebesar ;. Kapasitas kalor. Kapasitas kalor adalah bilangan yang menunjukkan banyaknya kalor yangdiperlukan oleh suatu benda untuk menaikkan suhu benda sebesar ;. Apabila kapasitas kalor 0 yang dihubungkan dengan kalor jenis c0 maka akandidapat persamaan berikut:  ' mc KalorimeterKalorimeter adalah suatu alat untuk memperlihatkan besarnya kalor jenis suatu "at. Kalorimeter ini bekerja baerdasarkan Asas 9lack. Asas black berbunyi: @9asarnyakalor yang dilepaskan oleh sebuah benda yang suhunya lebih tinggi akan samadengan kalor yang diterima oleh benda yang bersuhu lebih rendah Bnergi 2an 2aya Listrik $ambatan D0 yang dialiri arus listrik )0 akan menimbulkan beda tengangan ( antar ujungujung berarti daya listriknya: P ' (.) Karena ( ' ) . D maka daya listriknya dapat dirumuskan menjadi : P '  ).D 0 ) ' )5. 2engan: P ' 2aya listrik  watt 0


9ila arus listrik mengalir selama t detik energi listrik yang terpakai ialah: & ' )5 D.t 2engan: t ' &aktu  dt 0. #edangkan bunyi hukum joule: @ Pembentukan panas persatuan waktu berbandinglangsung dengan kuadrat arus. $ukum joule menuliskan bagaimana tenaga diubah kedalam tenaga termal,yang didalam suatu penghantar merupakan suatu proses yang tidak dapat dibalik  hanya berlangsung satu arah 0.2alam percobaannya, 7oule mengunakan air didalam sebuah selinder yangdiaduk dengan suhu yang berputar. 9eberapa lama kemudian suhu air akan naik, inidisebabkan karena suhu bergesekan dengan air. enurut 7oule gerakan elktro dalam suatu penghantar dapat digambarkan sebagai serangkai percepatan yang masing-masing terakhir karena tumbukan dengan salah satu pastikel yang tetap dalam suatu pengahantar, elktero itu akan mendapatkan tenaga kinetik pada setiap tumbukan dant enaga itu berubah menjadi panas. 7oule juga merumuskan juga perbandingan jumlah satuan usaha denganjumlah satuan panas yang dihasilkan selalu sama, sehingga: &'+ (.).t'+ 2an dapat dirumuskan sebagai berikut: + ' (.).t dimana : + ' panas yang ditimbulkan arus listrik 7oule atau kalori0 Keterangan: ( ' tegangan listrik !olt0. ) ' arus listrik A0. 1 ' waktu sekon0. enurut hukum termodinamikon ) dikatakan bahwa : jika kalor diubahmenjadi bentuk energi lain atau jika bentuk energi lain diubah menjadi kalori, makaenergi sebelumnya selalu konstan. Karena kalor adalah suatu bentuk energi, makausaha selalu dapat diubah menjadi panas atau sebaliknya. ntuk memindahkan atau menggunakan muatan listrik diperlukan energi atau usaha, sedangkan usaha dapat ditimbulkan dengan perubahan energi listrik yang disebut sebagai energi

listrik.

Bnergi listrik banyak kita manfaatkan dalam kehidupan sehari-hari, karena energi listrik mudah

diubah

9eberapa ;. 5.

menjadi

perubahan energi

energi

energi listrik

listrik

menjadi

bentuk

listrik menjadi energi

menjadi cahaya. bunyi.

energi bentuk

lain.

energi

ontoh: ontoh:

lain: lampu

bel

listrik


?.

energi

4. C.

listrik

energi

listrik

menjadi menjadi

energi

energi

gerak.

kalor.

ontoh:

ontoh:

arloji

setrika

listrik

energi listrik menjadi energi kimia. ontoh: mengisi aki.

9esarnya energi listrik yang berubah menjadi bentuk energi lain tergantung pada faktorfaktor

sebagai

;.

besarnya

5.

besarnya

?.

lamanya arus mengalir.

berikut:

hambatan

yang

arus

yang

dilalui mengalir

2alam $ukum 7oule dinyatakan bahwa energi listrik yang dikeluarkan oleh suatu penghantar

adalah:

;. sebanding

dengan

kuadrat

5.

sebanding

?.

sebanding dengan lamanya waktu.

kuat

dengan

hambatan

arus penghantar

7adi satu joule adalah besarnya usaha yang dilakukan sumber tegangan ; !olt ketika kuat arus listrik satu ampere mengalir dalam waktu satu sekon. Artikel

terkait

$ukum-hukum $ukum

kategori

%ewton )

%ewton

1entang $ukum

fisika: Eerak Kelembaman0

Eaya normal dan gaya gesekan. Apa Itu Energi Listrik atau Hukum Joule

Karena gerakan muatan-muatan bebas yang menumbuk partikel yang tetap dalam penghantar, maka terjadi perpindahan energi kinetik menjadi energi kalor, sehingga penghantar menjadi panas. $ubungan antara gerakan muatan yang disebabkan oleh kuat medan dengan panas yang ditimbulkan, berdasarkan 7FLB : ;.

1ahanan kawat penghantar. 5.

Pangkat dua kuat arus dalam kawat penghantar.

?.

&aktu selama arus mengalir.

&'i5.r.t'(.i.t

7oule

2engan : & ' 7umlah Kalor 7oule0. i ' Kuat arus yang mengalir Ampere0. r ' 1ahanan kawat penghantar Fhm0. t ' &aktu detik0. ( ' 9eda potensial antara dua titik A dan 9 (olt0. Karena : ; kalori ' 4,5 7oule dan ; 7oule ' 6,54 Kalori & ' 6,54 i 5 . r . t ' 6,54 ( . i . t

Kalori

Hukum Joule

Recommend Documents