Upload
akbar
View
228
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/23/2019 Akbar Andika Cahyadi 1406552231 Teknik Elektro Kr02 Jumat Pagi
http://slidepdf.com/reader/full/akbar-andika-cahyadi-1406552231-teknik-elektro-kr02-jumat-pagi 1/12
LAPORAN PRAKTIKUM R-LAB
Calori Work
Nama : Akbar Andika Cahyadi
NPM : 1406552231
Fakultas : Teknik
Program Studi : Teknik Elektro
Group : 9
No, Nama Percobaan : KR02 – Calori Work
Minggu Percobaan : Minggu ke-2
Tanggal Percobaan : , Maret 2015 Nama Rekan : - M. Cikal
- M. Risyad
- M. Rifki Fahmi
- Aditya Satria
- Aegerin Hafiz- Gilang Rendra
- Beby Zelvia
Laboratorium Fisika Dasar
UPP IPD
Universitas Indonesia
7/23/2019 Akbar Andika Cahyadi 1406552231 Teknik Elektro Kr02 Jumat Pagi
http://slidepdf.com/reader/full/akbar-andika-cahyadi-1406552231-teknik-elektro-kr02-jumat-pagi 2/12
Tujuan
Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor .
Alat
1. Sumber tegangan yang dapat divariasikan
2. Kawat konduktor ( bermassa 2 gr )
3. Termometer
4. Voltmeter dan Ampmeter
5. Adjustable power supply
6. Camcorder7. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
Teori
Hubungan kekekalan energi menyatakan energi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan.
Energi hanya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Pada percobaan kali ini akan
dilakukan pengkonversian energi dari energi listrik menjadi energi panas.
Energi listrik dihasilkan oleh suatu catu daya pada suatu konduktor yang mempunyai resistansi
dinyatakan dengan persamaan :
W = V.I.Δt ... ... ... ... ... ... ... ... ... ( 1 )
Dimana
W = energi listrik ( joule )
v = Tegangan listrik ( volt )
i = Arus listrik ( Ampere )
t = waktu / lama aliran listrik ( sekon )
Energi kalor yang dihasilkan oleh kawat konduktor dinyatakan dalam untuk kenaikan
temperatur.
Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu zat dinyatakan dengan persamaan :
7/23/2019 Akbar Andika Cahyadi 1406552231 Teknik Elektro Kr02 Jumat Pagi
http://slidepdf.com/reader/full/akbar-andika-cahyadi-1406552231-teknik-elektro-kr02-jumat-pagi 3/12
Q = m c (Ta - T) ....................................................... (1)
Dimana
Q = Jumlah kalor yang diperlukan ( kalori )
m = massa zat ( gram )
c = kalor jenis zat ( kal/gr0C)
Ta = suhu akhir zat (K)
T = suhu mula-mula (K)
sehingga dapat dihitung dengan persamaan,
W = Q
V.I.Δt = m.c.ΔT
Sebuah kawat dililitkan pada sebuah sensor temperatur. Kawat tersebut akan dialiri arus listrik
sehingga mendisipasikan energi kalor. Perubahan temperatur yang terjadi akan diamati oleh
sensor kemudian dicatat oleh sistem instrumentasi. Tegangan yang diberikan ke kawat dapat
dirubah sehingga perbuahan temperatur dapat bervariasi sesuai dengan tegangan yang
diberikan.
Cara Kerja
Eksperimen rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol rLab di bagian
bawah halaman ini.
1. Mengaktifkan Web cam (meng-klik icon video pada halaman web r-Lab)
2. Memberikan tegangan sebesar V0 ke kawat konduktor
3. Menghidupkan Power Supply dengan meng’klik’ radio button disebelahnya.
4. Mengambil data perubahan temperatur , tegangan dan arus listrik pada kawat
konduktor tiap 1 detik selama 10 detik dengan cara meng’klik” icon “ukur”
5. Memperhatikan temperatur kawat yang terlihat di web cam, menunggu hingga
mendekati temperatur awal saat diberikan V0 .
6. Mengulangi langkah 2 hingga 5 untuk tegangan V1, V2 dan V3
7/23/2019 Akbar Andika Cahyadi 1406552231 Teknik Elektro Kr02 Jumat Pagi
http://slidepdf.com/reader/full/akbar-andika-cahyadi-1406552231-teknik-elektro-kr02-jumat-pagi 4/12
Data Pengamatan
Hubungan waktu dengan Perubahan temperatur pada saat tegangan 0 V
No Waktu I V Temp
1 3 23.84 0.00 21.6
2 6 23.84 0.00 21.6
3 9 23.84 0.00 21.6
4 12 23.84 0.00 21.6
5 15 23.84 0.00 21.6
6 18 23.84 0.00 21.6
7 21 23.84 0.00 21.6
8 24 23.84 0.00 21.6
9 27 23.84 0.00 21.6
10 30 23.84 0.00 21.6
Hubungan waktu dengan Perubahan temperatur pada saat tegangan 0.65 V
No Waktu I V Temp
1 3 35.13 0.65 21.6
2 6 35.13 0.65 21.6
3 9 35.13 0.65 21.8
4 12 35.13 0.65 22.0
5 15 35.13 0.65 22.2
6 18 35.13 0.65 22.3
7 21 35.13 0.65 22.4
8 24 35.13 0.65 22.6
9 27 35.13 0.65 22.7
10 30 35.13 0.65 22.8
7/23/2019 Akbar Andika Cahyadi 1406552231 Teknik Elektro Kr02 Jumat Pagi
http://slidepdf.com/reader/full/akbar-andika-cahyadi-1406552231-teknik-elektro-kr02-jumat-pagi 5/12
Hubungan waktu dengan Perubahan temperatur pada saat tegangan 1.56 V
No Waktu I V Temp
1 3 51.10 1.56 21.6
2 6 50.99 1.57 22.1
3 9 51.10 1.57 23.1
4 12 51.10 1.57 24.1
5 15 51.10 1.57 25.0
6 18 51.10 1.57 25.9
7 21 51.10 1.57 26.7
8 24 51.10 1.57 27.4
9 27 51.10 1.57 28.1
10 30 51.10 1.57 28.7
Hubungan waktu dengan Perubahan temperatur pada saat tegangan 1.05 V
No Waktu I V Temp
1 3 42.09 1.05 26.8
2 6 42.09 1.05 26.6
3 9 42.09 1.05 26.7
4 12 42.09 1.05 26.8
5 15 42.09 1.05 27.0
6 18 42.09 1.05 27.2
7 21 42.09 1.05 27.3
8 24 42.09 1.05 27.4
9 27 42.09 1.05 27.6
10 30 42.09 1.05 27.6
Grafik
Grafik perubahan suhu terhadap waktu (V=0)
0
5
10
15
20
25
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
7/23/2019 Akbar Andika Cahyadi 1406552231 Teknik Elektro Kr02 Jumat Pagi
http://slidepdf.com/reader/full/akbar-andika-cahyadi-1406552231-teknik-elektro-kr02-jumat-pagi 6/12
Grafik perubahan suhu terhadap waktu (V=0.65)
Grafik perubahan suhu terhadap waktu (V=1.57)
Grafik perubahan suhu terhadap waktu (V=1.05)
Pengolahan Data
Percobaan ini dilakukan pada empat nilai tegangan yang berbeda, yaitu 0 V; 0.65V; 1.05 V;
1.57 V. Pada setiap tegangan dilakukan 10 kali pengukuran dengan selang waktu pengukukuran
3 detik, sehingga didapatkan total data tiap tegangan adalah 10 buah data. Suhu awal yang
dimaksud ketika melakukan webcam adalah suhu pertama saat percobaan dimulai, yaitu 19.7
oC. Berdasarkan teori didapatkan bahwa energy listrik yang diterima oleh kawat akan diubah
menjadi energy panas (kalor). Hubungan antara kalor dan energy panas ditunjukan oleh
persamaan berikut :
21
21,5
22
22,5
23
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
0
10
20
30
40
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
26
26,5
27
27,5
28
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
7/23/2019 Akbar Andika Cahyadi 1406552231 Teknik Elektro Kr02 Jumat Pagi
http://slidepdf.com/reader/full/akbar-andika-cahyadi-1406552231-teknik-elektro-kr02-jumat-pagi 7/12
W = Q
V.I.t = m.c.ΔT
ΔT = V.I.tm.c
Jika direfleksikan ke persamaan garis y = mx, maka ΔT ≈ y, t ≈ x, V.I ≈ mm.c
Dengan menggunakan metode least square:
V = 0 V
No X y x2 y2 xy
1 3 0 9 0 02 6 0 36 0 0
3 9 0 81 0 0
4 12 0 144 0 0
5 15 0 225 0 0
6 18 0 324 0 0
7 21 0 441 0 0
8 24 0 576 0 0
9 27 0 729 0 0
10 30 0 900 0 0
Total 165 0 3465 0 0
Dari tabel di atas dapat diperoleh gradient (m) dan b dengan cara :
7/23/2019 Akbar Andika Cahyadi 1406552231 Teknik Elektro Kr02 Jumat Pagi
http://slidepdf.com/reader/full/akbar-andika-cahyadi-1406552231-teknik-elektro-kr02-jumat-pagi 8/12
Persamaan garis:
V = 0.65 V
No X Y x2 y2 xy1 3 0 9 0 0
2 6 0,1 36 0,01 0,6
3 9 0,3 81 0,09 2,7
4 12 0,4 144 0,16 4,8
5 15 0,6 225 0,36 9
6 18 0,8 324 0,64 14,4
7 21 1 441 1 21
8 24 1,1 576 1,21 26,4
9 27 1,2 729 1,44 32,410 30 1,3 900 1,69 39
Total 165 6,8 3465 6,6 150,3
7/23/2019 Akbar Andika Cahyadi 1406552231 Teknik Elektro Kr02 Jumat Pagi
http://slidepdf.com/reader/full/akbar-andika-cahyadi-1406552231-teknik-elektro-kr02-jumat-pagi 9/12
Persamaan garis:
V = 1,05 V No X Y x
2 y
2 xy
1 3 1,8 9 3,24 5,4
2 6 1,9 36 3,61 11,4
3 9 2,3 81 5,29 20,74 12 2,7 144 7,29 32,4
5 15 3,1 225 9,61 56,5
6 18 3,4 324 11,56 61,2
7 21 3,6 441 12,96 75,6
8 24 3,8 576 14,44 91,2
9 27 4,1 729 16,81 110,7
10 30 4,3 900 18,49 129
Total 165 31 3465 961 594,1
Persamaan garis:
7/23/2019 Akbar Andika Cahyadi 1406552231 Teknik Elektro Kr02 Jumat Pagi
http://slidepdf.com/reader/full/akbar-andika-cahyadi-1406552231-teknik-elektro-kr02-jumat-pagi 10/12
V = 1,57
No X y x2 y2 xy
1 3 0,4 9 0,16 1,2
2 6 0,8 36 0,64 4,83 9 1,7 81 2,89 15,3
4 12 2,7 144 7,29 32,4
5 15 3,7 225 13,69 55,5
6 18 4,6 324 21,16 82,8
7 21 5,4 441 29,16 113,4
8 24 6,2 576 38,44 148,8
9 27 6,9 729 47,61 186,3
10 30 7,5 900 56,25 225
Total 165 39,9 3465 0,16 865,5
Persamaan garis:
C total:
7/23/2019 Akbar Andika Cahyadi 1406552231 Teknik Elektro Kr02 Jumat Pagi
http://slidepdf.com/reader/full/akbar-andika-cahyadi-1406552231-teknik-elektro-kr02-jumat-pagi 11/12
Berdasarkan literatur, nilai kalor jenis yang didapat mendekati nilai kalor
jenis perak sebesar 0,230J/gr oC. Maka kesalahan relatifnya sebesar :
Analisis
Percobaan KR02-Calorie Work ini dilakukan secara online melalui Remote Laboratory yaitu
praktikum dengan bantuan komputer yang terhubung internet untuk menghitung kapasitas kalor
suatu kawat konduktor yang digunakan. Percobaan ini dilakukan dengan pengaliran listrik pada
sebuah kawat yang tidak diketahui bahannya. Setelah dialiri listrik terjadi perubahan suhu pada
kawat tersebut. Dari percobaan ini terbukti bahwa hukum kekekalan energi berlaku, dimana
energi tidak dapat dilenyapkan dan hanya dapat berubah bentuk. Dari percobaan ini diketahui
perubahan bentuk tersebut adalah dari energi listrik menjadi energi kalor. Hal ini dapat
diketahui dari adanya perubahan pada temperatur.
Diketahui bahwa kawat konduktor memiliki massa sebesar 2x10-3 Kg. Dalam praktek,
praktikan mengklik tombol ukur untuk mendapatkan data berupa arus, tegangan, dan suhu yang
bervariasi setiap 3 detik sampai detik ke 30 dengan 10 jumlah data. Percobaan dilakukan
hingga 4 kali dengan total data sebanyak 40 dengan tegangan yang berbeda yaitu V0 = 0 V, V1=
0,65 V, V2= 1,07 V, dan V3= 1,57 V.
Dengan data yang diperoleh, dapat digihitung kapasitas kalor suatu zat dengan memasukkan
data yang ada kedalam persamaan sesuai dengan literatur yang diberikan. material yang
digunakan mempunyai kalor jenis dengan nilai 0.192 J/gr oC. Maka kesimpulannya adalah
bahan yang digunakan adalah bahan tembaga dengan kesalahan relatif yang terjadi dalam
percobaan sebesar 16,52%. Percobaan ini juga work menghasilkan empat grafik yang masing
7/23/2019 Akbar Andika Cahyadi 1406552231 Teknik Elektro Kr02 Jumat Pagi
http://slidepdf.com/reader/full/akbar-andika-cahyadi-1406552231-teknik-elektro-kr02-jumat-pagi 12/12
masing menggambarkan hubungan antara waktu dengan suhu pada setiap tegangan listrik yang
dialirkan pada rangkaian. Grafik pertama, dengan tegangan V=0, menunjukkan perubahan suhu
yang sangat minim atau suhu yang hampir konstan, hanya terjadi kenaikan sebesar 0,1oC dari
data pertama dengan data kedua. Hal ini terjadi karena belum adanya tegangan yang merubah
energi listrik menjadi energi kalor yang nantinya akan meningkatkan suhu dari rangkaian.
Namun, grafik kedua, ketiga, dan keempat menunjukkan perubahan suhu yang cenderung
meningkat dengan pesat. Hal tersebut dapat dilihat dari gradien garis pada grafik yang bernilai
positif. Grafik-grafik tersebut menggambarkan bahwa perubahan suhu akan terus meningkat
seiring dengan semakin lama rangkaian diberi tegangan.
Kesimpulan
1. Energi tidak dapat dilenyapkan, namun energi bisa diubah bentuk. Seperti energi listrik
dikonversikan menjadi energi kalor. Namun, energi tersebut tidak 100% dikonversikan
karena ada energi yang terbuang ke lingkungan
2. Kapasitas kalor suatu jenis kawat dapat dicari dengan kerja kalor, yakni mengonversikan
energi tegangan menjadi suhu.
3. Kapasitas Kalor bergantung pada besarnya tegangan, arus, massa bahan, perubahan suhu,
dan juga waktu.