Laporan Praktikum Nama NPM Abdul Azhim 1

Laporan Praktikum
Nama/NPM

: Abdul Azhim/1406533365

Fakultas/Program Studi

: Teknik/Teknik Sipil

Grup dan Kawan Kerja

: Grup 7
1. Erni Nora M.
2. Hafizka Chandra Dewanti
3. Awang Pemuji
4. Audi Naufal Ramadhian
5. Astania Putri
6. Dithamara Badzlin
7. Budi Setiawan

No. dan Nama Percobaan : KR02 Calori Work

Minggu Percobaan

: Pekan 5

Tanggal Percobaan

: Oktober 2014

Nama Asisten

: I Nyoman Krisna Adi Saputra

Laboratorium Fisika Dasar
UPP IPD
Universitas Indonesia

KR-02 Calory Work
I.

Tujuan

Menghitung nilai kapasitas kalor suatu kawat konduktor.
II.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Alat
Sumber tegangan yang dapat divariasikan
Kawat konduktor ( bermassa 2 gr )
Termometer
Voltmeter dan Ampmeter
Adjustable power supply
Camcorder
Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali
otomatis

III.

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 :

Dimana

𝑾=𝑽.𝒊.𝒕

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 :
Q = m c (Ta - T)

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)
Dalam pembahasan kalor terdapat dua konsep yang hampir sama namun berbeda,
yaitu kapasitas kalor (H) dan kalor jenis (c). Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang
diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar 10C. Atau dapat di nyatakan dengan
persamaan:
H=

𝑸

∆𝑻

Sedangkan kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1
kilogram zat sebesar 10C. Alat yang digunakan untuk menentukan besarnya kalor jenis suatu
benda disebut kalorimeter. Kalor jenis (c) dapat dinyatakan dengan persamaan:
c=
Hubungan antara kalor dengan energi listrik

𝑸

𝒎∆𝑻

Kalor merupakan suatu bentuk energi, oleh karena itu dapat berubah dari satu bentuk ke
bentuk yang lain. Berdasarkan hukum kekekalan energi maka energi listrik dapat berubah menjadi
energi kalor dan juga sebaliknya energi kalor dapat berubah menjadi energi listrik. Besarnya
energi listrik yang diubah atau diserap sama dengan besar kalor yang dihasilkan. Sehingga secara
matematis dapat dirumuskan sebagai berikut:
W=Q

V.I.t = m.c.(T2-T1)

I2.R.t = m.c.(T2-T1)

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 perubahan temperatur dapat bervariasi
sesuai dengan tegangan yang diberikan. Berikut ini merupakan nilai kalor jenis beberapa
zat:
Zat
Alumunium
Karbon
Tembaga
Timbal
Perak

IV.

Kalor Jenis
(J/kg0C)
900

507
386
128
236

Cara Kerja
1. Mengaktifkan Web cam ! (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

V.
Pengolahan Data
A. Grafik

 Hubungan temperatur dengan waktu pada tegangan V0.
No

Waktu

I

V

Temp

1
2
3
4
5
6
7
8
9

10

3
6
9
12
15
18
21
24
27
30

23.84
23.84
23.84
23.84
23.84
23.84
23.84

23.84
23.84
23.84

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0

24.4
24.4
24.4
24.4
24.4

24.4
24.4
24.4
24.4
24.4

30

Temperatur (0C)

25
20
15
10
5
0
0

5

10

15

20

Waktu (sekon)

25

30

35

Hubungan temperatur dengan waktu pada tegangan V1.
No

Waktu

I

V

Temp

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

3
6
9
12
15
18
21
24
27
30

35.25
35.25
35.25
35.25
35.25
35.25
35.25
35.25
35.25
35.25

0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66

24.4
24.4
24.6
24.8
25
25.2
25.3
25.4
25.6
25.7

25.8
25.6
25.4
Temperatur (0C)



25.2
25
24.8

24.6
24.4
24.2
0

5

10

15

20

Waktu (sekon)

25

30

35

Hubungan temperatur dengan waktu pada tegangan V2.
No

Waktu

I

V

Temp

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

3
6
9
12
15
18
21
24
27
30

51.56
51.56
51.56
51.56
51.45
51.45
51.56
51.45
51.45
51.45

1.59
1.59
1.59
1.59
1.6
1.6
1.59
1.6
1.6
1.6

25.7
26
26.9
27.9
28.8
29.6
30.4
31.1
31.8
32.3

29
28.5
28
Temperatur (0C)



27.5
27
26.5

26
25.5
0

2

4

6

8
Waktu (sekon)

10

12

14

16



Hubungan temperatur dengan waktu pada tegangan V3.
No

Waktu

I

V

Temp

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

3
6
9
12
15
18
21
24
27
30

42.32
42.32
42.32
42.32
42.32
42.32
42.32
42.32
42.32
42.32

1.07
1.07
1.07
1.07
1.07
1.07
1.07
1.07
1.07
1.07

30.1
29.9
29.9
30.1
30.2
30.4
30.5
30.6
30.7
30.8

30.25
30.2

Temperatur (0C)

30.15
30.1
30.05
30
29.95
29.9
29.85
0

2

4

6

8

Waktu (sekon)

10

12

14

16

Dari empat grafik tersebut akan terlihat hubungan yang sangat jelas antara
besarnya tegangan yang diberikan dengan perubahan suhunya. Berikut ini adalah grafik
gabungan :
35
30

Temperatur (0C)

25
20

V0
V1

15

V2
10

V3

5
0
3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

Waktu (sekon)

B. Menghitung Kapasitas Kalor (c) Kawat Konduktor
Untuk mencari nilai c, dapat digunakan rumus keseimbangan energi.
Keluar = Masuk
Q=W
m.c.ΔT = V.I.t
c = 𝑽.𝑰.𝒕𝒎.Δ𝑻 J/Kg0C

Sehingga kapasitas kalor dapat diperoleh dengan persamaan :
H=

𝑉.𝐼.𝑡
∆𝑇

(J/0C)

Sementara kalor jenis dapat diperoleh dengan persamaan :
c=

𝑉.𝐼.𝑡

𝑚 .∆𝑇

(J/kg0C)

Dengan diketahui massa kawat sebesar 2 gram (0.002 kg), perhitungan nilai
kapasitas kalor dan kalor jenis untuk setiap tegangan berdasarkan data di bawah ini.
1. Pada saat V0
Pada saat V0 ini kapasitas kalornya tidak dapat ditentukan.

2. Pada saat V1 Kapasitas kalor dapat diperoleh dari table berikut ini:
No

Waktu

I

V

Temp

ΔT ( ͦC)

Q= V.I.t (J)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
∑

3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
165

35.25
35.25
35.25
35.25
35.25
35.25
35.25
35.25
35.25
35.25
352.5

0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
0.66
6.6

24.4
24.4
24.6
24.8
25
25.2
25.3
25.4
25.6
25.7
250.4

0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
0.9
1
1.2
1.3
6.4

0.069795
0.13959
0.209385
0.27918
0.348975
0.41877
0.488565
0.55836
0.628155
0.69795
3.838725



Nilai kalor jenis rata-rata pada saat V1:
c1 =



m.ΔT
(kg ͦ C)
0
0
0.0004
0.0008
0.0012
0.0016
0.0018
0.002
0.0024
0.0026
0.0128

∑𝐂
𝑛

=

2505 ,7
10

= 250,57 J/kg0C

Nilai kapasitas kalor rata-rata pada saat V1:
H1 =

∑𝐇
𝑛

=

5,01
10

= 0,501 J/0C

Kapasiatas kalor (H)

Kalor jenis (c)

1.046925
0.69795
0.581625
0.5234625
0.54285
0.55836
0.5234625
0.536884615
5.011519615

523.4625
348.975
290.8125
261.73125
271.425
279.18
261.73125
268.4423077
2505.759808

3. Pada saat V2
No

Waktu

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
∑

3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
165

I

V

51.56 1.59
51.56 1.59
51.56 1.59
51.56 1.59
51.45
1.6
51.45
1.6
51.56 1.59
51.45
1.6
51.45
1.6
51.45
1.6
515.05 15.95



ΔT ( ͦC)

Q= V.I.t (J)

25.7
26
26.9
27.9
28.8
29.6
30.4
31.1
31.8
32.3
290.5

1.3
1.6
2.5
3.5
4.4
5.2
6
6.7
7.4
7.9
46.5

0.2459412
0.4918824
0.7378236
0.9837648
1.2348
1.48176
1.7215884
1.97568
2.22264
2.4696
13.5654804

m.ΔT
(kg ͦ C)
0.0026
0.0032
0.005
0.007
0.0088
0.0104
0.012
0.0134
0.0148
0.0158
0.093

Nilai kalor jenis rata-rata pada saat V2:
c2 =



Temp

∑𝐂
𝑛

=

1416 ,6
10

= 141,66 J/kg0C

Nilai kapasitas kalor rata-rata pada saat V2:
H2 =

∑𝐇
𝑛

=

2,83
10

= 0,283 J/0C

Kapasiatas kalor (H)

Kalor jenis (c)

0.189185538
0.3074265
0.29512944
0.281075657
0.280636364
0.284953846
0.2869314
0.294877612
0.300356757
0.312607595
2.833180709

94.59276923
153.71325
147.56472
140.5378286
140.3181818
142.4769231
143.4657
147.438806
150.1783784
156.3037975
1416.590355

1. Pada saat V3
No

Waktu

I

V

Temp

ΔT ( ͦC)

Q= V.I.t (J)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
∑

3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
165

42.32
42.32
42.32
42.32
42.32
42.32
42.32
42.32
42.32
42.32
423.2

1.07
1.07
1.07
1.07
1.07
1.07
1.07
1.07
1.07
1.07
10.7

30.1
29.9
29.9
30.1
30.2
30.4
30.5
30.6
30.7
30.8
303.2

5.7
5.5
5.5
5.7
5.8
6
6.1
6.2
6.3
6.4
59.2

0.1358472
0.2716944
0.4075416
0.5433888
0.679236
0.8150832
0.9509304
1.0867776
1.2226248
1.358472
7.471596



Kapasiatas kalor (H)

Kalor jenis (c)

0.023832842
0.049398982
0.074098473
0.095331368
0.117109655
0.1358472
0.15589023
0.17528671
0.194067429
0.21226125
1.233124138

11.91642105
24.69949091
37.04923636
47.66568421
58.55482759
67.9236
77.94511475
87.64335484
97.03371429
106.130625
616.562069

Nilai kalor jenis rata-rata pada saat V3:
C3 =



m.ΔT
(kg ͦ C)
0.0114
0.011
0.011
0.0114
0.0116
0.012
0.0122
0.0124
0.0126
0.0128
0.1184

∑𝐂
𝑛

=

616,5
10

= 61,65 J/kg0C

Nilai kapasitas kalor rata-rata pada saat V3:
H3 =

∑𝐇
𝑛

=

1,23
10

= 0,123 J/0C

Berdasarkan data diatas didapatkan rata-rata nilai kapasitas kalor dan kalor jenis
kawat konduktor yang digunakan sebagai berikut.




Nilai kalor jenis (c) rata-rata =

c1 + c2 + c3
𝑛

Dan nilai kapasitas kalor (H) rata-rata =

=

250,57 + 141,66 + 61,65
3

= 151,29 J/kg0C
𝐻1+𝐻2+𝐻3
3

=

0,501 + 0,283+ 0,123

3

=

= 0,302 J/0C

∣

 Dengan % kesalahan literatur =

=

𝑐 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟 − 𝑐 ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛
𝑐 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟

∣ x 100%

∣ 128 −151,29
∣ x 100% = 18,2 %
128

VI.

Analisis

Analisis Hasil
Dengan menggunakan data hasil percobaan yang telah didapat, praktikan
menggunakan persamaan-persamaan yang telah ada pada landasan teori untuk
mendapatkan hasil kalor jenis. Hasil nilai kalor jenis kawat konduktor yang digunakan
dapat diketahui dengan cara menghitung nilai kalor jenis sebanyak 30 kali dengan 3
tegangan yang berbeda. Lalu, menggunakan nilai kalor jenis rata-rata dari tiap tegangan
untuk mendapatkan hasil nilai kalor jenis kawat yang digunakan. Kalor jenis yang
didapatkan adalah 151,29 J/kg0C. Dari hasil tersebut praktikan melakukan pendekatan
nilai dengan beberapa nilai kalor jenis berbagai macam bahan. Dan didapat bahwa kawat
yang digunakan saat percobaan ini adalah kawat dari jenis timbal. Dimana diketahui
bahwa timbal memiliki kalor jenis sebesar 128 J/kg0C. Hal ini didapat karena 151,29
J/kg0C mendekati 128 J/kg0C. Jadi, kawat konduktor yang digunakan pada percobaan ini
adalah kawat dari jenis timbal.
Analisis Grafik
Dari data yang diperoleh, praktikan membuat grafik kenaikan temperatur terhadap
waktu berdasarkan tegangan yang diberikan (V0, V1, V2, dan V3). Dari grafik tersebut
dapat dilihat garis pada grafik tidak sepenuhnya berbentuk garis lurus. Padahal garis pada
grafik tersebut semestinya berbentuk garis lurus. Hal tersebut menunjukkan bahwa
terdapat beberapa kesalahan yang terjadi pada saat praktikum berlangsung.
Analisis Kesalahan
Kalor jenis yang didapatkan dari hasil perhitungan dan pengolahan data
pengamatan mengalami penyimpangan dari nilai kalor jenis literature. Kesalahan
literature atau penyimpangan yang terjadi sebesar:
Kesalahan literatur dalam percobaan mencapai 18,2%. Kesalahan tersebut dapat
terjadi akibat kesensitifitasan sensor yang sangat tinggi, sehingga perubahan temperatur
yang dicatat oleh sistem instrumentasi tidak sepenuhnya tepat. Hal tersebut tentunya
berdampak pula pada proses pengolahan data yang mengakibatkan kesalahan dalam
perhitungan. Selain itu, dalam menghitung kapasitas kalor dan kalor jenis zat yang
digunakan juga terdapat kesalahan akibat pembulatan bilangan berulang kali. Hal tersebut
mengakibatkan hasil akhir kapasitas kalor dan kalor jenis yang didapatkan sedikit
menyimpang dari nilai literatur.

VII.

Kesimpulan

1. Energi listrik dapat berubah menjadi energi kalor dan juga sebaliknya energi kalor dapat berubah
menjadi energi listrik sesuai hukum kekekalan energi.
2. Kalor jenis bergantung pada besarnya tegangan, arus, waktu , massa benda yang

digunakan dan perubahan suhu
3. Kapasitas kalor bergantung pada besarnya tegangan, arus, waktu , dan perubahan suhu
4. Suhu berbanding lurus dengan besarnya tegangan. Semakin besar tegangan dan

arus listrik perubahan suhu semakin besar.
5. Setiap jenis logam atau bahan apa pun, memiliki nilai kalor jenis yang berbeda.
6. Kawat konduktor yang digunakan dalam percobaan ini terbuat dari bahan timbal.

VIII. Referensi
1. Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall,
NJ, 2000.
2. Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended
Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.