HUKUM JOULE. Waktu yang diperlukan untuk menaikan temperatur Tabel 1. Data Hasil Pengamatan

Transkripsi

1 HUKUM JOULE DATA PERCOBAAN Kondisi Fisik Bahan Massa calorimeter : 1000 gram Temperatur Air : 28 o C Massa jenis(ρ) berdasarkan temperatur tersebut (dilihat pada tabel standar massa jenis) adalah = 1 Kg/m 3. 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) : 250 Volt Arus Rangkaian (i) : 20 Ampere Waktu yang diperlukan untuk menaikan temperatur Tabel 1. Data Hasil Pengamatan No. Kenaikan Waktu (t) Temperatur(T)dalam 0 C dalam detik C C C C C C C C C C 296 PENGOLAHAN DATA Besarnya energi listrik yang digunakan untuk memanaskan air adalah :

2 W = V.i. t (Joule)... (4.1) Kalau enegi tersebut dinyatakan dalam satuan kalori, yang menyatakan enegi 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 detik Energi Panas (Q) dalam kalori 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: Q = (M air. C air + m kalori. C kalori ) T... (4.4) atau Q = M air. C air T + m kalori. C kalori T dengan kata lain Q = Q air. + Q kalori Sehingga kalor yang diserap aleh air adalah sebesar : Q air = Q - Q kalori... (4.5) Atau dapat dijabarkan : Q air = Q (m kalori. C kalori T) 2

3 Dimana : m kalori (massa kalorimeter) sudah diketahui yaitu:...grm, dengan kalor jenis (C kalori ) alumunium sebesar : 0,217 kal/grm 0 C, maka kalor yang diserap oleh air dapat dihitung. Q air = M air. C air T Tabel 2. Perhitungan M air. T dan Q air No M air. T Q air Tabel 3. Pengolahan Data No. M air. T Q air (M air. T) 2 2 Q air (M air. T * Q air ) x ,64 x x x ,96 x x x ,04 x x x ,16 x x x ,44 x x x ,56 x x x ,16 x x

4 x ,44 x x x ,24 x x x ,04 x x 10 5 Σ 3465 x ,68 x x 10 5 Linieritas Data. Gardien garis (m) dalam perasamaan grafik adalah kalor jenis(c air ) yang didapat bersarkan hasil percobaan yang telah dilakuakn yaitu: m = Σ( M air. T * Q air ) /Σ(M air. T) x 10 5 = 3465 x 10 6 = 12,28 Grafik 1. Q air terhadap M air. T Data dan linieritas hasil percobaan 4

5 Dari data kedua garis diatas ( Data pecobaan dan Linertisnya) maka koefisien korelasinya adalah : r = ( M air. T * Q air ) /(Σ( M air. T ) 2 * ΣQ air2 ) 1/ x x 10 5 = = (3465 x 10 6 )( ,68 x 10 6 ) 1/2 ( x ) 1/ x 10 6 = = 0, ,00 x 10 6 Dan besaranya standar keasalahan yang terjadi dalam percobaan ini adalah 5

6 Nilai kalor jenis (C air ) =m = 12,28 Ω Kesalahan absolute (KA) = ±Sn = ± 0,03777 Kesalahan Relatif (KR) = Sn/ R X x 100% = 0,0030 x 100 % = 0,3 % Nilai Terbaik hasil pengukuran = C air ±Sn = 12,28 +0,0377 = 12,31 ANALISA 6

7 Pada percobaan mengenai hukum joule kali ini, praktikan mengalami kesalahan penghitungan ketika praktik berlangsung, sehingga hasil yang didapat ketika praktik berbeda jauh saat penghitungan dilakukan kembali (yang tertulis di laboran ini). Dalam praktik ini ada beberapa alat yang digunakan, hal ini untuk mengetahui perubahan energi yang terjadi ketika sebuah termos yang berisi 1 liter air dialiri listrik melalui sebuah konduktor berupa aluminium penghantar, yang juga membutuhkan tegangan dan arus listrik yang sudah ditetapkan sebelumnya. Ketika sebuah termometer dicelupkan ke dalam termos yang berisi air, didapatkan sebuah hasil bahwa suhu air di dalam termos tersebut berubah. Berarti air mengalami perubahan energi dari energi listrik menjadi energi panas. Perubahan energi, atau kalor yang terjadi selama peristiwa ini berlangsung, dipengaruhi oleh beda potensial atau tegangan yang telah ditetapkan, kemudian kuat arus yang mengalir dari listrik tersebut, serta waktu yang dibutuhkan air untuk merubah energi listrik yang diserapnya menjadi energi panas. Semakin besar tegangan yang digunakan, semakin besar arus yang dibutuhkan, semakin lama waktu peristiwa berlangsung, maka akan semakin besar pula kalori yang terkandung dalam air tersebut, karena semuanya berbanding lurus dengan energi yang dilakukan oleh air. Aluminium penghantar yang ada di dalam termos tersebut ternyata berfungsi untuk menyerap kalor atau energi yang didapat dari aliran listrik, untuk kemudian dialirkan kembali berupa energi panas sehingga terjadi perubahan energi pada air tersebut. 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 dikatakan apakah penambahan energi tersebut disebabkan karena pengaliran panas atau pengerjaan usaha. Kedua hal tersebut samasama merupakan perpindahan energi. KESIMPULAN 7

8 Dari percobaan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. 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. 2. Jika sepotong kawat tahanan dalam hal ini berupa aluminium pemanas, terendam dalam suatu zat cair atau terbalut zat padat dan dimasukkan sebagai bagian dari sistem, timbulnya beda potensial V dan arus listrik I dalam kawat tahanan itu selalu membangkitkan aliran energi yang disebut pengerjaan usaha. 3. Kalor yang terjadi karena arus listrik berbanding lurus dengan beda potensial antara kedua ujung kawat penghantar (V), kuat arus yang melalui kawat penghantar (i), dan waktu selama arus mengalir (t), yang lebih dikenal dengan sebutan hukum Joule. Fenti Tri Lestari Sistem Komputer Kelompok 3 8