laporan Hukum Joule

HIMPUNAN MAHASISWA MESIN (HMM) FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA Bertu Natana 03081005067

LAPORAN PENDAHULUAN PRATIKUM FISIKA DASAR II

I. Identitas Praktikan

:

Nama

: Bertu Natana

NIM

: 03081005067

Fakulta Fakultass

: Teknik Teknik

Jurusan

: Mesin

II. Judul Percobaan

: Hukum Joule

III. Tujuan Percobaan

:

1. Dapat memahami memahami terjadiny terjadinyaa panas yang ditimbulkan ditimbulkan arus arus listrik listrik berdasarkan Hukum Joule. 2. Dapat menghitung menghitung panas panas jenis jenis suatu suatu larutan larutan dengan dengan metode metode listri listrik. k.

IV. Alat dan Bahan

:

1.

Air

2.

Kalorimeter

3.

Pemanas air

4.

Multimeter

5.

Kabe abel pe pengh nghubung ung

6.

Stopwatch

HIMPUNAN MAHASISWA MESIN (HMM) FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA Bertu Natana 03081005067 V.

Dasar Teori

Kehidupan manusia sangat beragam dan bermacam-macam serta selalu berhubungan dengan energi. Karena setiap aktivitas yang dilakukan manusia seluruhnya berhubungan dengan energi, dimana setiap kegiatan membutuhkan energi dan besar energi yang dibutuhkan berbeda-beda. Ada yang membutuhkan energi kimia, ada yang membutuhkan energi potensial, ada yang membutuhkan energi kinetik, yaitu umumnya untuk pergerakan. Contohnya: seorang anak yang sering melakukan kegiatan seperti berlari, mengangkat suatu benda, dan masih banyak lagi kegiatan yang membutuhkan energi. Akhir-akhir ini kita banyak mendengar tentang krisis energi, yang tidak lain disebut bahan bakar. Bahan bakar adalah sesuatu yang menyimpan energi, dalam kehidupan sehari-hari kita menghubungkan arti energi dengan gerak, seperti jalan dan berlari. Dalam fisika kita juga artikan energi sebagai kemampuan melakukan kerja. Energi di alam juga merupakan sesuatu besaran yang kekal. Energi dapat dari suatu bentuk ke bentuk lain, misalnya pada kompor dapur, energi yang dilakukan atau disimpan didalam minyak tanah diubah menjadi api. Selanjutnya jika digunakan untuk memanaskan air, energi diubah ke bentuk lain menjadi gerak molekul air. Fungsi energi di dunia ini semua digunakan untuk kebutuhan manusia, terutama energi alam yang datangnya dari alam natural, sebagai contohnya: air terjun digunakan untuk pembangkit tenaga listrik atau memutar turbin, energi matahari, dan masih banyak fungsi lain dari energi di dunia ini yang bisa dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Bentuk energi yang paling banyak digunakan oleh manusia adalah energi listrik, energi listrik yang dimiliki oleh suatu konduktor (penghantar listrik yang baik) yang bermuatan listrik. Ada dua alasan mengapa energi listrik yang paling banyak digunakan oleh manusia, yaitu ditinjau dari:

2


1. Energi listrik mudah diangkut 2. Energi listrik mudah diubah menjadi energi-energi dalam bentuk lain. Energi juga dapat dipindahkan dari suatu tempat suatu benda ke benda lain, atau secara umumnya dari suatu sistem ke sistem lain. Perpindahan energi disebut dengan transfer energi. Sebagai contoh kita didapur, energi pembakaran yang ada dalam api dipindahkan ke air yang berada dalam panci. Perpindahan energi ini terjadi karena perubahan temperatur, yang disebut dengan kalor. Energi juga dapat dipindahakan dari suatu sistem ke sistem lain melalui gaya yang mengakibatkan pergeseran benda. Perpindahan energi semacam ini kita kenal sebagai kerja mekanik atau kita katakan sebagai kerja saja. Energi adalah suatu kuantitas yang kekal, yang dapat berubah bentuk, dan juga dapat pindah dari sistem ke sistem lain, akan tetapi jumlah keseluruhannya tetap. Energi tidak dapat dibentuk dari nol juga tidak dapat dimusnahkan. Kita hanya dapat merubah bentuk energi atau memindahkan energi. Energi yang sering digunakan manusia adalah energi listrik. Oleh karena energi listrik dapat diubah bentuknya menjadi energi bentuk lain dengan mudah, energi listrik juga mudah diangkut dengan menggunakan kawat-kawat sebagai penghantarnya. Jadi energi listrik itu lebih mudah dimanfaatkan dibanding dengan energi lainnya. Hanya dengan menekan tombol sakelar saja, maka kita dapat memutar motor listrik, menghidupkan lampu, dan sebagainya. Energi listrik antara lain dapat diubah menjadi energi-energi lain sebagai berikut: -

energi kimia dengan menggunakan elektrolisa,

-

energi panas, misalnya pada setrika listrik,

-

energi cahaya, misalnya pada lampu pijar,

-

energi mekanik, misalnya pada motor listrik.

3


Apabila suatu rangkaian panghantar yang memiliki beda potensial (V) dan dialiri arus listrik (I) dalam waktu (t) detik, maka energi listrik yang terjadi dalam penghantar itu dapat dirumuskan secara matematis sebagai berikut :

W = V.I.t

......... persamaan (1)

Berdasarkan Hukum Ohm, dapat kita ketahui bahwa ; = I . R V atau

I = V / R

............ persamaan (2)

Masukkan nilai V dari persamaan 2 ke persamaan 1 diperoleh persamaan berikut: W =V.I.t = (I . R) . I . t 2

Jadi, W = I . R . t Masukkan nilai I dari persamaan 2 ke persamaan 1 maka akan diperoleh persamaan berikut: W =V.I.t = V . (V / R) . t 2

= (V / R) . t Dimana: W = energi listrik (Joule) V

= beda potensial (Volt)

I

= kuat arus (Ampere)

R

= hambatan (Ω)

4


Gambar 1 Aliran arus i pada beban karena potensial v 2

Dari persamaan W = I . R . t disebut sebagai Hukum Joule. Hukum Joule berbunyi sebagai berikut: “Energi yang dikeluarkan oleh suatu penghantar: berbanding lurus dengan kuadrat arus yang melaluinya, berbanding lurus dengan hambatan penghantar, berbanding lurus dengan lamanya arus mengalir” Listrik yang menimbulkan panas atau kalor, misalnya dalam lampu, setrika listrik, kompor listrik dan masih banyak peralatan elektronik yang menimbulkan panas. Jadi, jelas ada kesetaraan antara energi dan kalor. Dari percobaan yang tekah dilakukan oleh James Joule diperoleh: 1 Joule = 0,24 Kalori atau 1 Kalori = 4,18 Joule

Panas yang diperoleh dari energi listrik disebut panas Joule (Q Joule).

= 0 24 . V . I .

5


Dimana: Q = panas yang ditimbulkan (Kalori) V = beda potensial (Volt) I = kuat arus (Ampere) t = lama arus yang mengalir (detik)

Dalam soal sering dihubungkan antara energi listrik dengan kalor yang dihasilkannya karena itu perlu kita ingat kembali bahwa kalor yang diserap atau diberikan oleh sebuah benda dirumuskan sebagai berikut:

Q = (M . C + m . Ckal) (Ta – Tm)

Dimana: Q = panas yang ditimbulkan (Kalori) M = massa larutan (gr atau kg) o

o

C = kalor jenis benda (Kalori / gr C atau Joule / kg C) m = massa kalorimeter + pengaduk (gram) o

Ckal = panas jenis kalorimeter (Kalori / gram C) o

Ta= temperatur akhir larutan ( C) o

Tm = temperatur awal larutan ( C)

Suatu penghantar jika dialiri arus listrik akan menimbulkan sejumlah panas yang dihasilkan. Jumlah panas tersebut dapat diukur dengan kalorimeter. Panas yang dihasilkan oleh arus listrik adalah sebesar:

Q = 0,24 . I . R .

6


Hampir semua kalorimeter adalah alat listrik. Beda suhu yang diperlukan untuk pengaliran panas diberikan oleh arus listrik (I) yang mengalir dalam suatu kumparan kawat tahanan (pemanas) yang biasanya dililitkan pada bahan yang hendak diteliti. Tahanan listrik memainkan peranan yang sama seperti peranan gesekan dalam mekanika. Begitu suhu kumparan pemanas itu naik sedikit saja diatas suhu contoh bahan yang akan diukur kapasitas panasnya, panas pun segera mengalir masuk, dan kalau sudah diadakan pencegahan yang tepat, hanya sedikit saja panas yang akan hilang ke sekitarnya. Termometer

yang

dipakai

biasanya

termometer

tahanan

(resisitance

thermometer) kecil atau termokopel yang dimasukkan ke dalam contoh bahan. Sebabnya termometer jenis ini yang dipakai ialah karena kepekaannya dan karena kerjanya cepat. Sebelum sakelar pada rangkaian pemanas disambungkan, suhu yang terbaca harus dicatat dahulu. Hasil pembacaan dilukiskan dalam grafik. Kalau suhu naik sebelum energi diberikan kepada pemanas, ini menandakan bahwa suhu sekelilingnya lebih tinggi dari suhu contoh bahan. Arus listrik harus selalu ada dalam pemanas selama selang waktu (t) dalam waktu mana kita mengukur suhu. Setelah sakelar dalam rangkaian pemanas diputuskan, pengukuran suhu dilakukan

kembali,

hasilnya

diperlihatkan

dibagian kanan

gambar,

dimana

kemiringan positif menunjukkan bahwa suhu daerah sekeliling masih lebih tinggi daripada suhu contoh bahan. Jika beda potensial antara ujung-ujung pemanas itu (V) dn arus listrik (I) tetap mengalir selama waktu (t). Panas yang pindah ke contoh bahan ialah V . I . t . Oleh karena itu kapasitas panas molar ialah:

7


V.I.T C= n.t Dimana: o

C dinyatakan dalam Joule / mol I dinyatakan dalam Ampere V dalam Volt t dalam sekon T berdasarkan suatu grafik

Harga kapasitas panas molar C yang diperoleh ialah harganya pada suhu T, yang terletak ditengah daerah pengukuran T. Pada percobaan-percobaan yang cermat, o

T mungkin dapat sekecil 0,01 K. Bentuk, ukuran, dan konstruksi kalorimeter, kumparan pemanas termometer dan sebagainya, bergantung pada sifat alami bahan yang diteliti dan pada daerah ukuran suhu yang dikehendaki. Tidaklah mungkin membuat satu jenis kalorimeter yang dapat dipakai untuk semua macam keperluan. Pada umumnya, pengukuran kapasitas panas merupakan masalah riset (penelitian) yang memerlukan segala kemampuan ahli fisika dan ahli kimia yang terlatih. Fasilitas bengkel yang cukup dan keahlian peniup gelas. Ada dua kalori yang sering dipakai. Kalori Internasional Table (Kalori IT) didefinisikan sebagai: 1 W Jam 1 Kal IT = 860 3600 J = 860 = 4,186 Joule

8


Jadi, 1 Kal IT = 4,186 Joule Jika suatu kalorimeter (termasuk air) dimasukkan suatu larutan yang suhunya lebih tinggi dari suhu kalorimeter, maka kalorimeter menyerap panas dari larutan tadi. Panas yang diterima kalorimeter. Q = H (Ta – Tm)

Dimana: H = harga air kalorimeter

Jika tidak ada panas yang hilang maka: 2

H (Ta – Tm) = 0,24 . I . R . t Untuk pembacaan temperatur adalah: T = - K (Tc – Tr)

Q = (M + m . Ckal) (Ta – Tm). Koreksi diberikan melalui pergantian: Ta’ = Ta + (Ta – Tc) Keterangan, Tc = temperatur yang dicapai oleh larutan setelah sumber arus Persamaan diatas disebut sebagai hukum Joule yang menyatakan bahwa energi yang dikeluarkan oleh suatu penghantar akan : -

berbanding lurus dengan kuadrat arus yang melaluinya,

-

berbanding lurus dengan hambatan penghantar,

-

berbanding lurus dengan lamanya arus yang mengalir

9

HIMPUNAN MAHASISWA MESIN (HMM) FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA Bertu Natana 03081005067 Perpindahan Panas

Andaikan suatu system A yang memiliki suhu lebih tinggi dari suatu system dihubungkan system B. Apabila sudah tercapai keseimbangan termal, ternyata yang terjadi adalah penurunan suhu A dan kenaikkan suhu B. Oleh karena itu, sangatlah wajar jika para ahli yang meneliti fenomena ini pada zaman dahulu beranggaban bahwa kehilangan sesuatu dialami oleh A dan sesuatu tersebut mengalir ke B. Mengenai peristiwa-peristiwa tersebut (perubahan suhu yang terjadi) biasanya diakatakan bahwa terjadi aliran panas atau perpindahan panas dari A ke B. Pada saat itu, proses perpindahan panas itu diduga adalah aliran suatu zat alir yang tidak berbobobt. Perpindahan panas yang diduga merupakan aliran suatu zat asli yang tidak berbobot dan tidak dapat dilihat disebut kalori, yang terjadi apabila suatu zat dibakar dan bergerak dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah. Berkat perkembangan ilmu fisika pada abad 18 dan 19, teori kalori ini lambat laun mulai ditinggalkan dan berkat keterampilan Runford dan Joule munculah gagasan bahwa aliran panas tidak lain ialah perpindahan energi. Apabila perpindahan energi terjadi semata-mata karena perbedaan suhu maka peristiwa tersebut disebut pengaliran panas.

Kuantitas Panas

Dari hasil percobaan dapat diambil suatu kesimpulan bahwa pengaliran panas setara dengan pengerjaan usaha. Begitu kedua panas itu rampung, energi system akan menjadi lebih besar dari nilai sebelumnya. Dengan melakukan percobaan tidak akan dapat diakatakan apakah penambahan energi tersebut disebabkan karena pengaliran panas atau pengerjaan usaha. Kedua hal tersebut sama-sama merupakan perpindahan energi dan keduanya juga dinyatakan dalam satuan yang sama yaitu satuan daya listrik / watt.

10


Untuk menghitung banyaknya energi yang berpindah selama terjadi pengaliran panas / pengerjaan usaha, dapat digunakan cara termudah, yaitu dengan menggunakan alat. Dengan alat tersebut, akan didapat dibuktikan bahwa bila V adalah beda potensial antara ujung-ujung tahanan dan I merupakan arus listrik, tanpa melihat apakah energi perpindahan itu merupakan pengaliran panas atau pengerjaan usaha, bertambahnya energi system per satuan waktu sama dengan V . I . Jadi, pengaliran panas merupakan perpindahan energi yang hanya disebabkan oleh perbedaan suhu. Jika sepotong kawat tahanan terendam dalam suatu zat cair arau terbalut zat padat dan dimasukkan sebagai bagian dari system, timbulnya beda potensial V dan arus listrik I dalam kawat tahanan itu selalu membangkitikan aliran energi yang disebut pengerjaan usaha. Jika usaha ini berlangdung terus selama waktu t, maka jumlah usaha yang dilakukan oleh W adalah :

W = V.I.t

Itu merupakan jumlah energi yang ditambahkan kepada system, jika sekiranya tahanan itu bukan lagi bagian dari system, maka perpindahan energi tersebut dinamakan pengaliran panas dan selama waktu t, jumlah energi yang berpindah disebut dengan kuantitas Q, dimana ;

Q = V.I.t

Kapasitas Panas

Misalnya panas sebanyak dQ berpindah dari suatu sumber ke sekelilingnya. Jika system ini mengalami perubahan suhu dt, maka :

11

HIMPUNAN MAHASISWA MESIN (HMM) FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA Bertu Natana 03081005067 C = dQ / m . dT

Kapasitas panas jenis air dapat dianggab sama sebagai 1 kal g yang banyak dipakai untuk keperluan praktis dan sering juga digunakan sebagai satuan massa. Satu molekul gram ialah jumlah gram yang sama dengan berat molekul m. Untuk menghitung jumlah mol m, rumus yang digunakan adalah membagi massa dengan berat molekul. Apabila massa m diganti dengan bilangan kali maka diperoleh,

MC = dQ / n . dT

Hasil kali Mc disebut dengan kapasitas panas mol ( C ) total kapasitas panas Q yang harus diberikan kepada benda bermassa m untuk mengubah suhunya dari T1menjadi T2 ialah ,

Q = M . C . ( T1 – T2 )

Kapasitas panas jenis atau kapasias panas molar suatu zat bukan satu-sartunya sifat fisis yang penetunya secara eksperimen memerlukan pengukuran suatu kuantitas panas, konduktifitas panas leburan, panas penguapan, panas pembakaran, panas larut, dan panas reaksi, semuanya merupakan sifat-sifat fisis lain dari materi yang disebut dengan sifat termal materi. Bidang fisika dan kimia yang berhubungan dengan pengukuran sifat-sifat termal ini dinamakan dengan kalorimetri. James Prescott Joule, ilmuwan yang namanya diabadikan menjadi satuan energi Joule ini lahir di Salford, Lancashire, Inggris pada 24 Desember 1818.

12

HIMPUNAN MAHASISWA MESIN (HMM) FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA Bertu Natana 03081005067 Hukum Joule

Bukunya yang berjudul Tentang Panas yang Dihasilkan oleh Listrik terbit pada tahun 1840 saat ia berusia 22 tahun. Tiga tahun kemudian tepatnya pada tahun 1843 bukunya mengenai ekuivalen mekanik panas terbit. Lalu, empat tahun berikutnya (1847) ia juga menerbitkan buku mengenai hubungan dan kekekalan energi. Buku-buku hasil karyanya tersebut begitu menarik perhatian Sir William Thomson atau dikenal dengan nama Lord Kevin. Sehingga, akhirnya Joule bekerja sama dengan Thomson dan menemukan efek Joule-Thomson. Efek tersebut merupakan prinsip yang kemudian dikembangkan dalam pembuatan lemari es. Efek tersebut menyatakan bahwa apabila gas dibiarkan berkembang tanpa melakukan kerja ke luar, maka suhu gas itu akan turun. Selain itu juga ia menemukan hukum kekekalan energi bersama dengan dua orang ahli fisika dari Jerman, yaitu Hermann von Helmholtz dan Julius Von Mayer. Hukum kekekalan energi yang mereka temukan menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya dapat berubah bentuk menjadi energi listrik, mekanik, atau kalor. Daya listrik didefinisikan sebagai laju hantaran energi listrik dalam rangkaian listrik. Satuan SI daya listrik adalah watt Arus listrik yang mengalir dalam rangkaian dengan hambatan listrik menimbulkan kerja. Peranti mengkonversi kerja ini ke dalam berbagai bentuk yang berguna, seperti panas (seperti pada pemanas listrik), cahaya (seperti pada bola lampu), energi kinetik (motor listrik), dan suara (loudspeaker). Listrik dapat diperoleh dari pembangkit listrik atau penyimpan energi seperti baterai.

13


Gambar 2. Percobaan hukum Joule Dalam rangkaian listrik

Daya listrik, seperti daya mekanik, dilambangkan oleh huruf P dalam persamaan listrik. Pada rangkaian arus DC, daya listrik sesaat dihitung menggunakan Hukum Joule, sesuai nama fisikawan Britania James Joule, yang pertama kali menunjukkan bahwa energi listrik dapat berubah menjadi energi mekanik, dan sebaliknya.

di mana P adalah daya (watt atau W) I adalah arus (ampere atau A) V adalah perbedaan potensial (volt atau V) Hukum Joule dapat digabungkan dengan hukum Ohm untuk menghasilkan dua persamaan tambahan

di mana, R adalah hambatan listrik (Ohm atau Ω).

14

HIMPUNAN MAHASISWA MESIN (HMM) FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA Bertu Natana 03081005067 Dalam ruang

Daya listrik mengalir di manapun medan listrik dan magnet berada di tempat yang sama. Contoh paling sederhana adalah rangkaian listrik, yang sudah dibahas sebelumnya. Dalam kasus umum persamaan P = VI harus diganti dengan perhitungan yang lebih rumit, yaitu integral hasil kali vektor medan listrik dan medan magnet dalam ruang tertentu:

Hasilnya adalah skalar, karena ini adalah integral permukaan dari vektor Poynting

15

HIMPUNAN MAHASISWA MESIN (HMM) FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA Bertu Natana 03081005067 DATA PERCOBAAN Kondisi Fisik Bahan

Massa calorimeter: …………………….grm Temperatur Air :

o

26 C

Massa jenis(ρ) berdasarkan temperatur tersebut (dilihat pada tabel standar massa 3

jenis) adalah =

1 Kg/m .

Ukur volume air = 120 cc Massa air yang digunakan : ρ x Volume air = ……cc/gram x …… cc = ……grm Note: perhatikan satuan yang digunakan! Kelistrikan Rangkaian

Tegangan Sumber (Vs) : 220 Volt Arus Rangkaian (i)

: 1,84 Ampere

Waktu yang diperlukan untuk menaikan temperatur Tabel 1. Data Hasil Pengamatan No.

Kenaikan

Waktu (t) 0

Temperatur(T)dalam C

dalam detik

1.

26 C

0

2.

29 C

29

3.

32 C

49

4.

35 C

84

5.

38 C

111

6.

41 C

194

7.

44 C

201

8.

47 C

204

9.

50 C

208

10.

53 C

222

16

HIMPUNAN MAHASISWA MESIN (HMM) FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA Bertu Natana 03081005067 PENGOLAHAN DATA

Besarnya energi listrik yang digunakan untuk memanaskan air adalah : W = V.i. t (Joule) ................................. .............................................................

(4.1)

Kalau energi tersebut dinyatakan dalam satuan kalori, yang menyatakan energi panas, maka: Q = 0,24 V.i. t (kalori) .................................................... .................................

(4.2)

Tabel 1. Perhitungan energi listrik yang diubah menjadi energi panas(Q) pada waktu tertentu (t)

No

Waktu (t) dalam

Energi Panas (Q) dalam

Massa larutan (M)

detik

kalori

dalam gram

1.

0

0

1000

2.

29

2817,408

1000

3.

49

4760,441

1000

4.

84

8160,768

1000

5.

111

10783,872

1000

6.

194

18847,488

1000

7.

201

19327,552

1000

8.

204

19819,008

1000

9.

208

20207,616

1000

10.

222

21567,744

1000

Pada sistem pemanas berlaku: Q = mc∆T

.......................................................................................................

(4.3)

Karena pada sistem ini terdiri dari dua bahan yang digunakan , yaitu air sebagai zat yang akan dipanaskan, dan alummunium sebagai alat pemanas sehingga kalor total:

17


Q = (Mair.Cair + mkalori.Ckalori) ∆T ........................................................................

(4.4)

atau Q = Mair.Cair ∆T + mkalori.Ckalori ∆ T dengan kata lain Q = Qair. + Qkalori Sehingga kalor yang diserap aleh air adalah sebesar : Qair = Q - Qkalori .................................................................................................... (4.5) Atau dapat dijabarkan : Qair = Q – (mkalori.Ckalori

∆T)

Dimana : mkalori (massa kalorimeter) sudah diketahui yaitu: ...................grm, dengan kalor jenis 0

(Ckalori) alumunium sebesar : 0,217 kal/grm C, maka kalor yang diserap oleh air dapat dihitung. Q air = Mair.Cair ∆T

Tabel 2. Perhitungan Mair. ∆T dan Q air

No

Mair. ∆T

Q air

1.

0

0

2.

3000

2817,408

3.

6000

4760,441

4.

9000

8160,768

5.

12000

10783,872

6.

15000

18847,488

7.

18000

19327,552

8.

21000

19819,008

9.

24000

20207,616

10

27000

21567,744

18

HIMPUNAN MAHASISWA MESIN (HMM) FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA Bertu Natana 03081005067 Tabel 3. Pengolahan Data

2

No.

Mair. ∆T

Q air

(Mair. ∆T)

Q air

(Mair. ∆T * Q air )

1.

0

0

0

0

0

2.

3000

2817,408

9 x 10

7,934 x 10

8452224

3.

6000

4760,441

36 x 10

2,26 x 10

28562646

4.

9000

8160,768

81 x 10

6,68 x 10

73446912

5.

12000

10783,872

144 x 10

1,16 x 10

129406464

6.

15000

18847,488

225 x 10

3,35 x 10

282711120

7.

18000

19327,552

324 x 10

3,8 x 10

351495936

8.

21000

19819,008

441 x 10

3,93 x 10

416199168

9.

24000

20207,616

576 x 10

4,08 x 10

484982704

10.

27000

21567,744

729 x 10

4,65 x 10

582329082

2565 x 10

22,8137 x 10

2357586342

Linieritas Data.

Gardien garis (m) dalam perasamaan grafik adalah kalor jenis(Cair ) yang didapat bersarkan hasil percobaan yang telah dilakuakn yaitu: m = ( Mair. ∆T * Q air ) / (Mair. ∆T)

2

6

= 2357586342 / 2565 x 10 = 0,919

19


25000

20000

r i a Q

15000

10000

5000

0 0

3000

6000

9000 12000 15000 18000 21000 24000 27000 Mair.AT

Grafik 1. Q air terhadap M air. ∆T Data dan linieritas hasil percobaan

Mair x ∆T

Dari data kedua garis diatas ( Data pecobaan dan Linertisnya) maka koefisien korelasinya adalah : r = ( Mair. ∆T * Q air ) / (( Mair. ∆T )2*  Q air )

2 1/2

18

= (2357586342 / 5,68 x10 )

1/2

-5

= 2,037321815 x 10

Dan besaranya standar keasalahan yang terjadi dalam percobaan ini adalah

 (1 - r 2 )Qair 2   Sn    (n  2)( M .T ) 2  air  

1/ 2

= √0,1112 = 0,3335

20


Nilai kalor jenis (Cair ) =m =

0,919

Kesalahan absolute (KA) =  Sn =  0,3335 Kesalahan Relatif (KR) = Sn/ Cair x 100% =

0,363 %

Nilai Terbaik hasil pengukuran = Cair Sn =

0,919 ± 0,3335

ANALISA

Waktu yang digunakan untuk mengukur suhu tisaklah konstan, semakin tinggi suhu, maka waktu yang diperlukan untuk menaikan suhupun akan semakin sedikit ini disebabkan karena ketika waktu bertambah, maka airpun semakin banyak menyerap kalor dari listrik tersebut. Energi panas ( Q ) sangat dipengaruhi oleh nilai t, semakin lama t yang digunakan, maka nilai Q akan semakin besar, ini disebabkan karena nilai Q sebanding dengan nilai t. Pada suhu 29 dan 32 kenaikan suhu terjadi lebih cepat dibandingkan sebelumnya karena air pada suhu ini sudah mulai menyerap panas dari listrik. Kalor yang diserap oleh air ( Ckalori) sangat dipengaruhi oleh perubahan suhu (∆T), dari air tersebut. Dari grafik dapat kita lihat semakin besar nilai ∆T, maka nilai Q akan semakin besar, dengan demikian nilai Q sebanding dengan nilai ∆T. Besarnya arus dan tegangangan tidak akan mempengaruhi nilai kalor jenis air (Cair), karena arus dan tegangan hanya mempercepat suhu, sedangkan Cair merupakan suatu konstanta. Energi listrik yang dikonversikan ke energi panas tidak seluruhnya diserap oleh air, sebagian ada yang diserap oleh bahan atau wadah.

21

HIMPUNAN MAHASISWA MESIN (HMM) FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA Bertu Natana 03081005067 KESIMPULAN

1. semakin lama waktu (t) yang digunakan, maka kenaikan suhu akan semakin cepat. 2. Cair akan mempunyai nilai yang sama dengan volume karena massa jenis air

=1 3. Dari percobaan ini nilai Cp = Volume air =  1

22

laporan Hukum Joule

Recommend Documents