LAPORAN EKSPERIMEN FISIKA MODUL 4 KONSTANTA JOULE KALORIMETER LISTRIK
NAMA
: Saepurrohman Sidik
NIM
: 208 700 649
Waktu Praktikum: Sabtu, 06 Nopember 2010 Jam 15.00-17.00 WIB
JURUSAN FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG 2010
ABSTRACT In experiments the constant electric calorimeter joule will shown how to do this lab. After the lab we will discover the value of the water calorimeter through the calculation of the resulting data from the experiment. In addition to seeking the calorimeter water, we also will find a constant joule of calculation data obtained from the experiment results. Keywords: water calorimeter and a constant value joules Simak Baca secara fonetik Kamus - Lihat kamus yang lebih detail ABSTRAK
Dalam percobaan konstanta joule kalorimeter listrik ini akan ditunjukan bagaimana melakukan praktikum ini. Setelah praktikum kita akan menemukan nilai air calorimeter melalui perhitungan dari data yang dihasilkan dari percobaan. Selain mencari nilai air calorimeter kita juga akan menemukan konstanta joule dari perhitungan data yang didapat dari hasil percobaan Kata kunci: nilai air calorimeter dan konstanta joule 1. TUJU TUJUAN AN Menentukan nilai air calorimeter Menentukan konstanta joule • •
1. ALAT ALAT DAN DAN BAH BAHAN AN Kalorimeter listrik • Multimeter • Pemanas listrik • Bejana pemanas • Termometer digital • Timbangan • Air • 1. TE TEOR ORII DASA DASAR R Kalor adalah suatu bentuk energi yang mengalir mengalir atau berpindah karena adanya perbedaan temperatur atau suhu. Secara umum dapat dikatakan bahwa suatu kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebesar 1° C dari 1 gram air. Kumparan pemanas kalorimeter dialiri arus listrik, listrik, maka panas yang di timbulkan timbulkan oleh kumparan akan diterima oleh air, temperatur, dan tabung kalorimeter. Energi listrik (W) yang digunakan oleh alat dengan beda potensial V dan arus listrik I selama selang waktu t adalah: W= V.I.t Sedangkan panas (H) yang ditimbulkan yaitu sebesar: H=[Na+m.C]∆T
Dengan Na merupakan nilai air kalorimeter, kalorimeter, m adalah massa air, C merupakan merupakan kalor jenis air, dan ∆T merupakan perubahan suhu kalorimeter. Tara kalor listrik didefinisikan sebagai perbandingan antara energi yang digunakan dengan kalor yang ditimbulkan. J=WH=V.I.tNa+m.c∆T J=WH=V.I.tNa+m.c∆T joulekalori Dalam Dalam perubah perubahan an wujud wujud zat (meleb (melebur, ur, membeku membeku,, mengem mengembun, bun, menyeb menyebli lim m atau atau menguap) tidak disertai dengan perubahan suhu, maka suhu zat tersebut tetap. Besarnya kalor yang dibutuhkan atau dilepaskan pada saat terjadi perubahan wujud dapat dinyatakan dengan persamaan berikut : Q=mL Dengan Q adalah kalor yang yang diterima atau dilepas dilepas (J), L yaitu kalor kalor laten (J/Kg), (J/Kg), m merupakan massa zat (Kg). 2. METO METODA DA Percobaan Mencari Nilai Air Kalorimeter Pertam Pertama-t a-tama ama kalori kalorimet meter er kosong kosong besert besertaa pengand pengandukny uknyaa ditimb ditimbang ang kemudi kemudian an air dimasukkan 14 bagian tabung, setelah air dimasukkan, kalorimeter tersebut ditimbang kembali, kemudian ukur suhunya. 34 bagian air yang lainnya lainnya didihkan dengan mengukur mengukur suhunya. 34 bagian air yang telah didihkan dicampur dengan 14 air dingin yang ada di dalam kalorimeter, suhu diukur saat terjadi suhu setimbang artinya nilai termometer stabil dan tidak berubah lagi. Saat suhu setimbang tersebut kalorimeter kembali ditimbang dan masing-masing dari penimbangan dilakukan sebanyak lima kali. Percobaan Mencari Konstanta Joule Kalorimeter kosong ditimbang lalu kalorimeter diisi air sebanyak 23 bagian isi tabung dan ditimbang kembali dengan mengukur suhunya juga. Kalorimeter diberi arus dan diukur arus yang mengalir, setiap satu menit kenaikan suhu, arus dan volt diukur dan dilakukan selama 10menit.
Diagram Alir Percobaan Mencari Nilai Air Kalorimeter
Sudah Timbang Timbang Sudah kalorimeter kalorimeter yang setelah telah 34 34 Didihkan Tambahkan air sebanyak bagian air bagian mendidih ke dalam Apakah penimbangan Timbang SELESAI MULAI Apakah kalorimeter suhu sudah sudah dilakukan kosong diukur sebanyak s?ebanyak 5 kali ? suhu setimbang tercapai. 14 diisi air dingin bagian isi isi tabung. kalorimeter yang berisi 14 bagian air dingin. beserta pengaduknya. Sehingga tabung. kondisi dalam kalorimeter akan menjadi suhu setimbang. setimbang.
Diagram Alir Percobaan Mencari Konstanta Joule
Hubungkan Catat Timbang Susun kenaikan rangkaian kalorimeter kalorimeter suhu percobaan setiap yang kedilakukan terminal 1telah menit diisi AC 220 Sudah Sudah Apakah suhu sudah diukur ? Apakah Timbang MULAI penimbangan kalorimeter sudah kosong sebanyak 5 kali ? SELESAI V, ukur besarnya selama 10 tegangan menit. dan arusnya 23 air bagian isi tabung. beserta pengaduknya.
1. HASIL EKSPERIMEN ➢
Data Eksperimen Eksperimen Mencari Nilai Air Kalorimeter
Jumlah air ¼ = 250 ml dan ¾ = 75 ml NO
1 2 3 4 5 m± ∆m
mkal kosong (gr)
mkal+air dingin (gr)
mkal+air dingin+air panas (gr)
mair dingin (gr)
mair panas (gr)
910 910 920 920 930
1140 1140 1140 1140 1140
1800 1810 1810 1810 1820
230 230 220 220 210
660 670 670 670 680
918 ± I,09
1140 ± 0,89
1810 ± 1,14
222 ± 0,5
670 ±15,41
No
TC (C°)
TH(c˚)
Ts(c˚)
1 2 3 4 5 x± ∆x
25.4 25.5 25.6 25.6 25.7 25.56 ± 0,05
80.9 81.3 84.9 87 89.3 84.68 ± 0,05
68 67.2 66.7 66.7 66.1 66.94 ±0,49
Eksperimen Mencari Konstanta Joule Jumlah air 23 dari 200 ml = 670 ml No
Mk (gr)
mkal+air dingin (gram)
Mair (gram)
TC(°C)
1 2 3 4 5 x± ∆x
910 910 920 920 930 918 ± 1,09
1590 1590 1580 1590 1590 1588 ± 4,47
680 680 660 670 660 670 ± 4,34
26.6 26.6 26.6 26.6 26.6 26.6 ± 0,05
No
1 2 3 4
t (s) ±0,05 60 120 180 240
I(A)
V(v)
T ± 0.05 (°C)
Tawal (°C)
ΔT ± 0.05 (°C)
1.465 1.471 1.468 1.47
230 230 230 230
28.9 39.2 47.4 56
26.6 26.6 26.6 26.6
2 .3 12.6 20.8 29.4
5 6 7 8 9 10 x ➢
300 360 420 480 540 600 330
1.466 1.47 1.463 1.455 1.455 1.463 1.4646
230 230 230 230 230 230 230
64.6 73.2 81.6 90.9 95.5 96.6 67.39
26.6 26.6 26.6 26.6 26.6 26.6 26.6
38 46.6 55 64.3 68.9 70 40.79
Pengolahan Data Menentukan Nilai Air Kalorimeter NO
mkal+air
mkal+air dingin (gr)
dingin+air dingin+air panas
910 910 920 920 930
1140 1140 1140 1140 1140
918 ± I,09
mair dingin (gr)
mair panas (gr)
1800 1810 1810 1810 1820
230 230 220 220 210
660 670 670 670 680
1140 ± 0,89
1810 ± 1,14
222 ± 0,5
670 ±15,41
8.366
0
7.071
8.366
7.071
No
TC (C°)
TH(c˚)
Ts(c˚)
Ck (kal/gram°C)) (kal/gram°C))
1 2 3 4 5
25.4 25.5 25.6 25.6 25.7
80.9 81.3 84.9 87 89.3
68 67.2 66.7 66.7 66.1
x± ∆x
25.56 ± 0,05
84.68 ± 0,05
66.94 ±0,49
SD
0.114
3.622
0.709
-0.131 -0.015 0.348 0.504 0.648 0.271 ± 0,000625 0.33382
1 2 3 4 5 m± ∆m SD
mkal kosong (gr)
(gr)
Na (kal/ °C) -87.802 -10.059 233.558 337.816 434.072 181.517 ±0,654 223.694
Ckal=MH.cair.TH-TS-MC.cair.(TS-TC)MC.cair.(TS-TC) Na=mKal . ckal ∆ckal=∂ckal∂mH∆mH+∂cKal∂mc∆mc+∂ckal∂mKal∆m ∆ckal=∂ckal∂mH∆mH+∂cKal∂mc∆m c+∂ckal∂mKal∆mcal+∂ckal∂TH∆TH+∂c cal+∂ckal∂TH∆TH+∂ckal∂Ts∆Ts kal∂Ts∆Ts +∂ckal∂Tc∆TC ∆Ckal= cairTH-Tsmkal Cair Ts-Tc1∆mH + - mccairTs-Tcmkal Cair Ts-Tc1∆mc+ (MH.cair.TH-TS-MC.cair.TS-TC) (MH.cair.TH-TS-MC.ca ir.TS-TC) cairTH-Tsmkal Cair Ts-Tc2∆mkal +(MH.cair.) mkal Cair Ts-Tc1∆TH +(-MH.cair+MC.cair)Mkal.cair.(TS-TC)+(-MH.cair+MC.cair)Mkal.cair.(TS-TC)- (MH.cair.TH-TS-MC.ca (MH.cair.TH-TS-MC.cair.TSir.TS-
TC)cairmkal Cair Ts-Tc2∆TS +(MC.cair)Mkal.cair.(TS-TC)+(MC.cair)Mkal.cair.(TS-TC)- (MH.cair.TH-TS-MC.cair (MH.cair.TH-TS-MC.cair.TS.TS TC)(-mkal.cairmkal TC)(-mkal.cairmkal Cair Ts-Tc2∆TC ∆Ckal=8,693x10-8+0,186x10-3+0,876x10-3+1,682x10-6+8,362x1 ∆Ckal=8,693x10-8+0,186x10-3+0,876x10 -3+1,682x10-6+8,362x10-3+0,862x100-3+0,862x103=0,0103 kal/gram0C Ketelitian=1-∆ckalckal.100%=1-0,01 Ketelitian=1-∆ckalckal.100%=1-0,01030,271.100%=96 030,271.100%=96,20% ,20% Kesalahan=cliteraturKesalahan=cliteratur- ceksperimencliteratur.100%=0 ceksperimencliteratur.100%=0.2-0,2710.2.100% .2-0,2710.2.100%=35,5% =35,5% ketepatan=1-Cliteratur-Ceksperimen ketepatan=1-Clitera tur-CeksperimenCliteraturx10 Cliteraturx100%=1-0,2-0,2710,2x100 0%=1-0,2-0,2710,2x100%=64,5% %=64,5% ∆Na=∂Na∂mkal∆mkal+∂Na∂mH∆mH+∂N ∆Na=∂Na∂mkal∆mkal+∂Na∂mH∆mH+∂Na∂mc∆mc+∂Na a∂mc∆mc+∂Na∂mKal∆mcal+∂Na ∂mKal∆mcal+∂Na∂TH∆TH+∂ ∂TH∆TH+∂ Na∂Ts∆Ts+∂Na∂Tc∆TC ∆Na=MH.cair.TH-TS-MC.cair.(TS-TC)MC.c ∆Na=MH.cair.TH-TS -MC.cair.(TS-TC)MC.cair.(TS-TC)∆mka air.(TS-TC)∆mkal+ l+ cairTH-Tsmkal cairTH-Tsmkal Cair Ts Tc1∆mH+- mccairTs-Tcmkal Cair Ts-Tc1∆mc+(MH.cair.TH-TS-MC.cair.T Ts-Tc1∆mc+(MH.cair.TH-TS-MC.cair.TS-TC) S-TC) cairTH Tsmkal Cair Ts-Tc2∆mkal +(MH.cair.) mkal Cair Ts-Tc1∆TH +(MH.cair+MC.cair)Mkal.cair.(TS-TC)MH.cair+MC.cair)Mkal.cair.(TS-TC)- (MH.cair.TH-TS-MC.cair.TS-TC)cairmkal (MH.cair.TH-TS-MC.cair.TS-TC)cairmkal Cair TsT c2∆TS+(MC.cair)Mkal.cair.(T c2∆TS+(MC.cair)Mkal.cair.(TS-TC)S-TC)- (MH.cair.TH-TS-MC.ca (MH.cair.TH-TS-MC.cair.TS-TC)(-mkal.ca ir.TS-TC)(-mkal.cairmkal irmkal Cair Ts-Tc2∆TC ∆Na = 5,834 kal/ 0C Ketelitian=1-∆NaNa.100%=1-5,8341 Ketelitian=1-∆NaNa.100%=1-5,834181,517.100%=96, 81,517.100%=96,76% 76% Pengukuran Konstanta Joule
No
mkal+air dingin
Mk (gr)
Mair (gram)
TC(°C)
680 680 660 670 660 670 10
26.6 26.6 26.6 26.6 26.6 26.6 0
(gram)
1 2 3 4 5 x±∆x SD
910 910 920 920 930 918 8.366600265
1590 1590 1580 1590 1590 1588 4.472135955
No
t (s)±0,05
I(A)
V(v)
T ± 0.05 (°C)
Tawal (°C)
ΔT ± 0.05 (°C)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
60 120 180 240 300 360 420 480 540
1.465 1.471 1.468 1.47 1.466 1.47 1.463 1.455 1.455
230 230 230 230 230 230 230 230 230
2 8 .9 3 9 .2 4 7 .4 56 6 4 .6 7 3 .2 81.6 90.9 95.5
26.6 26.6 26.6 26.6 26.6 26.6 26.6 26.6 26.6
2 .3 12.6 20.8 29.4 38 46.6 55 64.3 68.9
10 x SD
600 330
1.463 1.4646
230 230
96.6 67.39
26.6 26.6
70 40.79
192.678
0.00739
0
24.656
0
24.656
J=VItNa+maircair∆T t=Na+maircairJVI∆T J=VIbNa+maircair J=VIbNa+maircair =230 . 1,465 .7,471181,517+(670 x 1)=2,956 joule/kalori J=VItNa+maircair∆T= J=VItNa+maircair∆T= 5,821 joule/kalori ∆J=∂J∂V∆V+∂J∂I∆I+∂J∂t∆t+∂J∂∆T∆∆T+∂J∂m ∆J=∂J∂V∆V+∂J∂I∆I+ ∂J∂t∆t+∂J∂∆T∆∆T+∂J∂m∆mair+∂J∂mkal∆ ∆mair+∂J∂mkal∆mkal mkal +∂J∂Ckal∆Ckal ∆J=It(Na+mc∆T)2∆V+Vt(Na+mc∆ ∆J=It(Na+mc∆T)2∆V+Vt(Na+mc∆T)2∆I+VI(Na+mc T)2∆I+VI(Na+mc∆T)2∆t+VItNa+mc ∆T)2∆t+VItNa+mc∆T2∆∆T+VIt ∆T2∆∆T+VIt Ca ∆T(Na+mc∆T)2∆mair+VItCka ∆T(Na+mc∆T)2∆mair+VItCkall ∆T(Na+mc∆T)2∆mkal+VItm ∆T(Na+mc∆T)2∆mkal+VItmkal kal ∆T(Na+mc∆T)2∆Ckal=5,648 ∆T(Na+mc∆T)2∆Ckal=5,648 joul/kalori Ketelitian=1-∆JJ.100%=1-5,6485,821. Ketelitian=1-∆JJ.100%=1-5,6485,821.100%=2,97% 100%=2,97%
1. PEMB PEMBAH AHAS ASAN AN Dalam eksperimen yang telah dilakukan didapat Nilai air kalorimeter 181,517 kal/0C dengan ketelitian 96,76 % dari Ckal = 0,271 kal/gram 0C dengan ketepatan 64,5%. Dari legresi linier konstanta konstanta joul didapat 2,956 joule/kalor joule/kalorii sedangakan sedangakan dengan perhitungan langsung didapat 5,821 joule/kalori dengan ketelitian 2,97% perbandingan cukup jauh karena pada waktu pengukuran kondisi penempatan alat-alat kurang diperhatikan. 2. SIMP SIMPUL ULAN AN Nilai air kalorimeter adalah massa kalorimeter air dikalikan kalor jenis air Na=mkal . Ckal dengan hasil yang diperoleh 181,517 kal/0C dengan mkal= 918 gram dan Ckal=0,271 kal/gram 0C. Tara kalor listrik didefinisikan sebagai perbandingan antara energi yang digunakan dengan kalor yang ditimbulkan ditimbulkan J=WH=VItNa+maircair∆T dengan hasil yang didapat dari legresi linier adalah 2,956 joule/kalori sedangkan dari perhitungan langsung 5,821 joule/kalori dengan ketepatan perhitungan 2,97%
3. PUSTAKA Sanjay Sanjayaa W.S., W.S., Mada. Mada. “Modul Eksperimen Fisika II”, Lab Lab Fisi Fisika ka UIN UIN SGD, SGD, Bandung, 2010. Tipler, P. Fisika P. Fisika Untuk Sains dan Teknologi Jilid I. Erlangga.(Terjemahan) •
•
•
http://www.gurumuda.com/kalor-kalor-jenis-kapasitas-kalor
