LAPORAN RESMI PRAKTIKUM HUKUM JOULE
HUKUM JOULE (L1)
PUJI KUMALA PERTIWI
1113100101
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
ABSTRAK
Telah dilakukan percobaan tentang Hukum Joule, panas yang telah ditimbulkan
oleh arus listrik percobaan yang mana dalam percobaan ini bertujuan untuk menentukan
panas yang ditimbulkan oleh arus listrik dan untuk membuktikan Hukum Joule dan
menentukan harga 1 joule. Pada percobaan yang telah dilakukan untuk menentukan panas
yang ditimbulkan oleh arus listrik dan untuk membuktikan hukum joule dan menentukan
harga 1 joule. Digunakan variasi arus listrik 0,4 A dan 0,5 A, serta dengan suhu awal 18
o
dengan menggunakan rangkaian 1 dan rangkaian 2. Percobaan voltameter ini
menggunakan prinsip Hukum Joule. Data yang diperoleh antara lain yaitu suhu akhir dan
waktu yang dicapai. Setelah diperoleh data maka data diolah dan dilakukan perhitungan
menggunakan hukum Joule. Dari hasil perhitungan terlihat bahwa hasil rata-rata Q dan H
lebih besar saat pada rangkaian 1, harga 1 joule adalah hasil rata-rata perhitungan H
Kata kunci : Hukum Joule, Arus Listrik, Panas.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kita mengetahui bahwa arus listrik yang mengalir pada suatu rangkaian juga
menghasilkan panas. Pada peralatan - peralatan yang menggunakan arus listrik
sebagai sumber energinya, apabila kita aktifkan dalam jangka waktu tertentu,
maka akan timbul panas pada bagian rangkaian listrik yang merupakan tempat /
pusat aktifitas arus listrik. Hal inilah yang melatar belakangi praktikum kami
tentang panas yang ditimbulkan oleh arus listrik. Kenyataan tersebut perlu dikaji
lebih lanjut mengingat panas yang ditimbulkan tergantung oleh beda potensial,
arus listrik serta waktu yang diperlukan.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan dalam percobaan ini adalah bagaimana menentukan panas
yang ditimbulkan oleh arus listrik, dan bagaimana membuktikan hukum Joule dan
menentukan harga 1 joule
1.3 Tujuan Percobaan
Tujuan dalam percobaan ini untuk menentukan panas yang ditimbulkan oleh
arus listrik dan untuk membuktikan Hukum Joule dan menentukan harga 1 joule.
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Arus Listrik
Ketika terminal-terminal baterai dihubungkan dengan jalur penghantar yang
kontinu, maka didapatkan rangkaian listrikseperti pada gambar 2.1(a), dan pada
diagram rangkaian, seperti pada gambar 2.1(b). Baterai disimbolkan seperti ini
+
[Symbol baterai]
-
Garis yang lebih panjang pada symbol ini menyatakan terminal positif, dan
yang lebih pendek terminal negative. Alat yang diberi daya oleh baterai bisa
berupa bola lampu (yang hanya merupakan kawat halus di dalam bola kaca hampa
udara), pemanas, radio, atau apapun. Ketika rangkaian seperti ini terbentuk,
muatan dapat mengalir melalui kawat rangkaian, dari satu terminal baterai ke
yang lainnya. Aliran muatan seperti ini dinamakan arus listrik. Lebih tepat lagi,
arus listrik pada kawat didefinisikan sebagai jumlah total muatan yang
melewatinya persatuan waktu pada suatu titik. Dengan demikian arus rata-rata I
didefinisikan sebagai
I=
∆Q
∆t
(2.1)
Dimana ΔQ adalah jumlah muatan yang melewati konduktor pada suatu lokasi
selama jangka waktu Δt. Arus listrik diukur dalam coloumb per detik, satuan ini
diberi nama ampere (A). Satuan yang sering digunakan adalah miliampere (1 mA
= 10-3 A) dan microampere (1 µA = 10-6 A).
Pada rangkaian tunggal, seperti pada gambar 2.1, arus pada setiap saat sama pada
satu titik. Hal ini sesuai dengan hukum kekekalan muatan listrik(muatan tidak
hilang).
arus
+ -
alat
6V
+ (b)
(a)
Gambar 2.1 (a) Rangkaian listrik sederhana. (b) Gambar
skematis dari rangkaian yang sama.
Konduktor mengandung banyak electron bebas. Berarti bila kawat penghantar
dihubungkan ke terminal-terminal baterai seperti pada gambar 2.1, sebenarnya
electron bermuatan negative yang mengalir pada kawat. Ketika kawat pertama
kali dihubungkan, beda potensial antara terminal-terminal baterai mengakibatkan
adanya medan listrik di dalam kawat dan paralel terhadapnya. Dengan demikian
elektron-elektron bebas pada satu ujung kawat tertarik ke terminal positif, dan
pada saat yang sama, elektron-elektron meninggalkan terminal negative baterai
dan memasuki kawat diujung yang lain. Ada aliran electron yang kontinu melalui
kawat yang mulai kawat terhubung ke kedua terminal. Ketika kita membicarakan
arus yang mengalir pada rangkaian, yang kita maksud adalah aliran muatan
positif. Hal ini kadang-kadang disebut sebagai arus konvensional. Ketika kita
ingin membicarakan arah aliran electron, kita akan menyebutnya arus electron
secara spesifik. Pada zat cair dan gas, baik muatan (ion) positif dan negative dapat
bergerak.
(Douglas. C. Giancolli. Fisika. 65)
2.2 Hambatan dan Resistor
Untuk menghasilkan arus listrik pada rangkaian dibutuhkan beda potensial,
yaitu dengan baterai. Georg Simon Ohm (1787-1854) menentukan dengan
eksperimen bahwa arus pada kawat logam sebanding dengan beda potensial v
yang diberikan ke ujung-ujungnya.
Besarnya aliran arus pada kawat tidak hanya bergantung pada tegangan,
tetapi juga pada hambatan yang diberikan kawat terhadap aliran elektron.
Elektron-elektron diperlambat karena adanya interaksi dengan atom-atom kawat.
Semakin tinggi hambatan ini, semakin kecil arus untuk suatu tegangan V, maka
dapat disimpulkan bahwa arus berbanding terbalik dengan hambatan.
V
R
I=
…………………………………………...
(2.2)
di mana R adalah hambatan kawat atau suatu alat lainnya, V adalah beda potensial
yang melintasi alat tersebut, dan I adalah arus yang mengalir. Hubungan ini
dikenal sebagai Hukum Ohm. Satuan untuk hambatan disebut Ohm dan disingkat
Ω (huruf besar Yunani untuk omega). Karena R = V/I . maka 1 Ω ekivalen dengan
1 V/A.
semua alat listrik, dari pemanas sampai bola lampu hingga amplifier stereo,
memberikan hambatan terhadap aliran arus. Filament bola lampu dan pemanas
listrik merupakan jenis kawat khusus yang hambatannya mengakibatkan alat
tersebut menjadi sangat panas. Umumnya, kawat penghubung memiliki hambatan
yang sangat kecil dibandingkan dengan hambatan filament atau kumparan kawat.
Kebanyakan rangkaian, terutama pada alat-alat elektronik, resistor digunakan
untuk mengendalikan besar arus. Resistor mempunyai hambatan mulai kurang
dari satu ohm sampai jutaan ohm. Dua jenis utama adalah resistor gulungan kawat
yang terdiri dari kumparan kawat halus, dan resistor komposisi yang biasanya
terbuat dari karbon semikonduktor.
Warna
Kode Warna Resistor
Angka
Faktor Pengali
Toleransi
(%)
Hitam
Coklat
Merah
Jingga
Kuning
0
1
2
3
4
1
101
102
103
104
Hijau
Biru
Ungu
Abu-abu
Putih
Emas
Perak
Tidak berwarna
5
6
7
8
9
105
106
107
108
109
10-1
10-2
5%
10%
20%
Nilai hambatan suatu resistor dituliskan di sebelah luarnya atau dinyatakan
dengan kode warna, sebagaimana ditunjukkan pada gambar di atas dan pada tabel,
dua warna pertama menyatakan dua digit pertama nilai hambatan, warna ketiga
menyatakan pangkat sepuluh yang digunakan untuk mengalikan, dan keempat
merupakan toleransi pembuatan. Sebagai contoh, resistor yang keempat warnanya
adalah merah, hijau, jingga, dan perak mempunyai hambatan sebesar 25.000 Ω
(25 kΩ), dengan penyimpanan 10 persen.
(Douglas. C. Giancolli. Fisika. 67-69)
2.3 Daya Listrik
Energy listrik diubah menjadi energy panas pada hambatan kawat dikenal
dengan “elemen pemanas”. Pada bola lampu biasa, filamen kawat yang kecil
menjadi panas sehingga bersinar, hanya beberapa persen energy yang diubah
menjadi cahaya tampak dan sisanya lebih dari dari 90 % menjadi energy panas.
Filament bola lampu dan elemen pemanas pada alat-alat rumah tangga memiliki
hambatan yang biasanya sekitar antara beberapa ohm sampai beberapa ratus ohm.
Energy listrik diubah menjadi energy panas atau cahaya pada alat-alat seperti itu
karena arus biasanya agak besar, dan ada banyak tumbukan antara electron yang
bergerak dan atom pada kawat. Pada setiap tumbukan sebagian energy electron
ditransfer ke atom yang ditumbuknya. Sebagai akibatnya, energy kinetic atom
bertambah dan dengan demikian temperature elemen kawat bertambah. Energy
panas yang bertambah ini (energy dalam) dapat ditransfer sebagai kalor dengan
konduksi dan konveksi ke udara pada pemanas atau ke makanan pada wajan,
dengan radiasi ke roti pada pemanggang, atau diradiasikan sebagai cahaya.
Energy yang diubah bila muatan Q bergerak melintasi beda potensial sebesar V
adalah
V=
EP
Q
...…………………………………………(2.3)
dimana potensial listrik dinyatakan dengan symbol V dan muatan q memiliki
energy potensial listrik sebesar EP.
Maka untuk mencari daya P, yang merupakan kecepatan perubahan energy adalah,
P = daya =
energi yang diubah
waktu
=
QV
t
……………………(2.4)
Muatan yang mengalir per detik Q/t, merupakan arus listrik I. Dengan demikian
didapatkan,
P = IV ………………………………………(2.5)
Hubungan umum ini menghasilkan daya yang diubah oleh suatu pernagkat
dimana I adalah arus yang melewatinya dan V adalah beda potensial yang
melintasinya. Rumus ini juga menyatakan daya yang diberikan oleh sebuah
sumber seperti baterai. Satuan SI daya listrik untuk semua jenis daya lainnya,
yaitu watt (1 watt = 1 J/det)
4.4 Efek Joule
Menjaga agar arus tetap mengalir dalam suatu konduktor memerlukan
pengeluaran energi. Energi juga harus diberikan untuk mempercepat suatu ion
dalam sebuah akselerator atau tabung electron, tetapi ada perbedaannya. Dalam
akselerator energy yang diberikan digunakan untuk mempercepat ionnya. Dalam
suatu konduktor, karena adanya interaksi antara elektron-elektron dan ion-ion
positif dari lattice kristal, energy yang dipasok ke electron-elektron dipindahkan
ke lattice cristal sehingga memperbesar energy penggetar lattice tersebut.
Akibatnya suhu material akan naik dan ini adalah efek pemanasan arus yang telah
diketahui dengan baik dan disebut efek joule.
(Marcello Alonso. 80)
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
Adapun alat-alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan Hukum Joule
panas yang ditimbulkan oleh arus listrik antara lain satu set Kalorimeter dengan
perlengkapannya, satu buah Thermometer, satu buah Adaptor, satu buah
Stopwatch, satu buah Tahanan geser (Rg), Satu buah Ampermeter (A) dan satu
buah Voltmeter (V)
3.2 Skema Alat
E
+_+-
+
Thermometer
+
A
V
Gambar 3.1
K
Hukum
Skema Alat
Joule Panas
(a)
yang
Ditimbulkan
oleh Arus Listrik
_
E
_
+
-
+
AV
V
+
Thermometer
Gambar
3.2 Skema
Alat
Joule
K
(b)
Ditimbulkan
oleh Arus Listrik
Hukum
Panas yang
3.3 Skema Kerja
Dalam melakukan percobaan Hukum Joule Panas yang Ditimbulkan oleh
Arus Listrik ini hal pertama yang perlu dilakukan yaitu alat dirangkai seperti pada
gambar 3.1(a) setelah itu dihubungkan dengan tegangan PLN seijin assisten, lalu
kalorimeter K diisi dengan air, dicatat massa air dalam Kalorimeter, kemudian
diberi arus listrik (untuk variasinya 0.4 A dan 0.5 A), diusahakan arus konstan
dengan mengatur tahanan geser Rg. Waktu dihitung setiap perubahan satu suhu.
Dan begitu juga diulangi saat rangkaian 2, seperti pada gambar 3.1(b)
BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisa Data
Dari percobaan yang telah dilakukan untuk menentukan panas yang
ditimbulkan oleh arus listrik dan untuk membuktikan hukum joule dan
menentukan harga 1 joule. Digunakan variasi arus listrik 0,4 A dan 0,5 A, serta
dengan suhu awal 18 o dengan menggunakan rangkaian 1 dan rangkaian 2, dan
diperoleh data sebagai berikut :
Tabel 4.1 Data hasil percobaan dengan menggunakan rangkaian 1 saat arus listrik
0,4 A
suhu
massa air
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
kalor jenis
awal
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
waktu
suhu
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
volt
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
arus
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
(s)
0
172
384
602
845
1082
1355
1658
2020
2282
Tabel 4.2 Data hasil percobaan dengan menggunakan rangkaian 1 saat arus listrik
0,5 A
suhu
massa air
kalor jenis
awal
waktu
suhu
volt
arus
(s)
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0
79
201
317
459
606
755
917
1147
1417
Tabel 4.3 Data hasil percobaan dengan menggunakan rangkaian 2 saat arus listrik
0,4 A
suhu
massa air
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
kalor jenis
awal
18
18
18
18
18
18
18
18
waktu
suhu
18
19
20
21
22
23
24
25
Volt
7
7
7
7
7
7
7
7
arus
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
(s)
0
198
424
691
925
1152
1398
1582
Tabel 4.4 Data hasil percobaan dengan menggunakan rangkaian 2 saat arus listrik
0,5 A
massa
kalor
air
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
jenis
4.2 Perhitungan
waktu
suhu awal
18
18
18
18
18
18
18
18
suhu
18
19
20
21
22
23
24
25
Volt
arus
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
(s)
0
180
345
490
630
782
934
1103
Untuk menentukan Q1 (panas yang diterima air) digunakan persamaan Q1 =
w (Ta-Tm), untuk menentukan Q2 (panas yang diterima kalorimeter) digunakan
persamaan Q2 = 0,26w (Ta-Tm), dan untuk menentukan nilai H (jumlah panas
yang timbul) digunakan persamaan H = V i t
4.2.1 Perhitungan Q1
Q1
= w (Ta-Tm)
= 151.4 (19-18)
= 151.4 kalori
Tabel 4.5 perhitungan Q1 pada rangkaian 1
W
Tm
Ta
151.4
18
151.4
18
151.4
18
151.4
18
151.4
18
151.4
18
151.4
18
151.4
18
151.4
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Q1
151.4
302.8
454.2
605.6
757
908.4
1059.8
1211.2
1362.6
Tabel 4.6 Perhitungan Q1 pada rangkaian 2
W
Tm
ta
151.4
18
151.4
18
151.4
18
151.4
18
19
20
21
22
Q1
151.4
302.8
454.2
605.6
151.4
151.4
18
18
23
24
151.4
18
25
757
908.4
1059.
8
4.2.2 Perhitungan Q2
Q2
= 0.26 w (Ta-Tm)
= 0.26 x 151.4 (19-18)
= 39.364 kalori
Tabel 4.7 perhitungan Q2 pada rangkaian 1
harga
air
Tm
ta
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Q2
39.36
4
78.72
8
118.0
92
157.4
56
196.8
2
236.1
84
275.5
48
314.9
12
354.2
76
Tabel 4.8 perhitungan Q2 pada rangkaian 2
W
Tm
ta
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
19
20
21
22
23
24
Q2
39.36
4
78.72
8
118.0
92
157.4
56
196.8
2
236.1
84
39.36
4
18
25
275.5
48
4.3 Perhitungan H
H
= V.I.t
= 7 x 0.4 x 172
= 481.6 Joule
Tabel 4.9 perhitungan H untuk arus listrik 0.4 pada rangkaian 1
V
I
7
7
7
7
7
7
7
7
7
T
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
172
384
602
845
1082
1355
1658
2020
2282
H
481.6
1075.2
1685.6
2366
3029.6
3794
4642.4
5656
6389.6
Tabel 4.10 perhitungan H untuk arus listrik 0.5 A pada rangkaian 1
V
I
t
9
9
0.5
0.5
79
201
9
0.5
317
9
9
0.5
0.5
459
606
9
0.5
755
9
0.5
917
9
0.5
1147
9
0.5
1417
H
355.5
904.5
1426.
5
2065.
5
2727
3397.
5
4126.
5
5161.
5
6376.
5
Tabel 4.11 perhitungan H untuk arus listrik 0.4 A pada rangkaian 2
V
I
7
t
0.4
198
H
554.4
7
0.4
424
7
7
0.4
0.4
691
925
7
0.4
1152
7
0.4
1398
7
0.4
1582
1187.
2
1934.
8
2590
3225.
6
3914.
4
4429.
6
Tabel 4.12 perhitungan H untuk arus listrik 0.5 A pada rangkaian 2
V
I
t
H
9
0.5
180
9
9
9
9
9
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
345
490
630
782
934
9
0.5
1103
810
1552.
5
2205
2835
3519
4203
4963.
5
4.3 Pembahasan
Pada percobaan Hukum Joule, Panas yang ditimbulkan oleh arus listrik yang
bertujuan untuk menentukan panas yang ditimbulkan oleh arus listrik dan untuk
membuktikan Hukum Joule dan menentukan harga 1 joule.Prinsip pada percobaan
ini antara lain Hukum joule, arus listrik, daya listrik, hambatan dan resistor.
Percobaan ini menggunakan 2 variasi yaitu 0,5 A dan 0,4 A. Pada percobaan ini
yang dihasilkan adalah waktu yang ditempuh saat suhu mengalami kenaikan 1
derajat, yaitu mulai dari 18 derajat sampai yang terakhir 27 derajat.
Pada percobaan hukum joule, panas yang ditimbulkan oleh arus listrik ini
peralatan dan bahan yang digunakan adalah amperemeter, voltmeter, stopwatch,
tahanan geser, adaptor/power supply, thermometer, calorimeter. Dan Cara kerja
percobaan ini sudah dijelaskan di bab 3, subbab 3.3. Pada percobaan ini ada dua
perhitungan yaitu perhitungan Q1 , Q2 dan perhitungan H.
Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan adalah diketahui hasil
sebagai berikut yang pertama perhitungan Q 1 , nilai Q1 rata-rata pada rangkaian 1
adalah 757 K, nilai Q1 rata-rata pada rangkaian 2 adalah 605,6 K,
Sedangkan pada perhitungan Q2 dihasilkan nilai Q2 rata-rata pada rangkaian
1 adalah 196,52 K, nilai Q2 rata-rata pada rangkaian 2 adalah 157,456 K.
Perhitungan rata-rata H yang didapatkan, nilai rata-rata H pada rangkaian 1
saat menggunakan 0,4 A adalah 3235,56 , dan rata-rata H saat menggunakan 0,5A
adalah 2949, Perhitungan rata-rata H yang didapatkan, nilai rata-rata H pada
rangkaian 2 saat
menggunakan 0,4 A adalah 2548, dan rata-rata H saat
menggunakan 0,5A adalah 2869,71.
Dari hasil perhitungan terlihat bahwa hasil rata-rata Q dan H lebih besar saat
pada rangkaian 1. Berarti rangkaian 1 lebih menguntungkan daripada rangkaian 2.
Harga 1 joule adalah hasil rata-rata dari perhitungan H.
Arus listrik bisa menimbulkan panas ketika dua benda yang mempunyai
suhu yang berbeda dihubungkan satu sama lain dihubungkan, maka akan terjadi
transfer energi atau aliran energi dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda
yang suhunya lebih rendah. Energi yang dipindahkan pada kondisi-kondisi seperti
ini biasa disebut sebagai energi kalor/panas (heat). Ketika suatu benda dipanaskan
maka energi diberikan pada benda itu. Ketika suatu benda dipanaskan maka benda
tersebut akan kehilangan energi. Dan kita biasanya beranggapan bahwa satu kalori
akan mengubah temperatur satu gram air satu derajat Celsius. Tentu saja energi
kalor tidak berbeda dari energi mekanik. Kalori pasti merupakan satuan energi
yang lain yang mirip dengan Erg atau Joule. Salah satu cara untuk menemukan
hubungan antara kalori dan joule adalah mengukur besarnya kalor yang diterima
dalam kalori ketika dilakukan kerja yang berupa gaya gesek dalam jumlah tertentu
dalam satuan Joule. Jamess Presscott Joule melakukan percobaan seperti itu pada
tahun 1840. Joule menggunakan sebuah alat yang didalamnya beban-beban yang
jatuh merotasikan sekumpulan dayung didalam sebuah wadah air yang diisolasi.
Didalam satu siklus operasi maka beban-beban yang jatuh tersebut melakukan
sejumlah kerja yang diketahui pada air tersebut, yang massanya m, dan kita
memperhatikan bahwa temperatur naik sebanyak ΔT.
4.4 Grafik
Grafik dibawah ini dibuat dengan sumbu x suhu dan sumbu y nya adalah
waktu .
BAB V
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang didapatkan dalam percobaan hukum joule, panas yang
ditimbulkan oleh arus listrik adalah rangkaian yang lebih menguntukan adalah
rangkaian 1 karena hasil perhitungan Q dan H lebih besar, harga H adalah hasil
rata-rata perhitungan H baik pada rangkaian 1 maupun 2.
TUGAS
Kode Percobaan : L1
Nama: Puji Kumala Pertiwi
N R P : 1113100101
Tgl. Prak.: 17 Maret 2014
Nama Asst.: Deby Nur Sanjaya
Fungsi Alat dan Bahan :
1. Kalorimeter : Kalorimeter adalah alat yang digunakan
untuk mengukur jumlah kalor.
2. Termometer : thermometer adalah alat yang digunakan
untuk mengukur suhu.
3. Adaptor : Fungsi utama power supply adalah sebagai
sumber daya/energi untuk rangkaian elektronika lain.
Adapun fungsi lainya yaitu sebagai pengkonvert
tegangan listrik arus AC ke DC
4. Stopwatch : sebagai alat y ang digunakan untuk mengukur
lamanya waktu yang diperlukan dalam suatu kegiatan
5. Amperemeter : Amperemeter adalah alat yang digunakan
untuk mengukur kuat arus listrik
6. Voltmeter : Voltmeter adalah suatu alat yang berfungsi
untuk mengukur tegangan listrik
7. Tahanan Geser : berfungsi untuk menstabilkan arus
Referensi
Giancolli, Douglas.2001, “Fisika Edisi 5 Jilid 1” . Jakarta . Erlangga
www.google.com
LAPORAN
SEMENTARA
Nama: Puji Kumala Pertiwi
N R P : 1113100101
Tgl. Prak.: 17 Maret 2014
Nama Asst.: Deby Nur Sanjaya
Kode Percobaan : L1
Percobaan yang telah dilakukan adalah percobaan hukum joule, panas
yang ditimbulkan oleh arus listrik. Yang bertujuan untuk menentukan panas
yang ditimbulkan oleh arus listrik dan untuk membuktikan hukum joule dan
menentukan harga 1 joule. Adapun alat-alat dan bahan yang digunakan dalam
percobaan Hukum Joule panas yang ditimbulkan oleh arus listrik antara lain
satu set Kalorimeter dengan perlengkapannya, satu buah Thermometer, satu
buah Adaptor, satu buah Stopwatch, satu buah Tahanan geser (Rg), Satu buah
Ampermeter (A) dan satu buah Voltmeter (V) . kemudian dilakukan percobaan
dengan diawali dengan merangkai alat dan bahan yang ditentukan serta
melakukan percobaan tersebut sesuai yang ada di cara kerja percobaan yaitu
bab 3 metodologi percobaan. Kemudian hasil yang diperoleh saat praktikum
adalah waktu yang dicapai saat derajat panas nya selisih 1 derajat.
HUKUM JOULE (L1)
Nama: Puji Kumala Pertiwi
N R P: 1113100101
Tgl. Prak.: 17 Maret 2014
Nama Asst.: Deby Nur Sanjaya
DAFTAR PUSTAKA
Giancolli, Douglas.2001, “Fisika Edisi 5 Jilid 1” . Jakarta . Erlangga
Alonso, Marcelo. 1994, “Fundamental Physics of University”. Jakarta. Erlangga
Paul, A. Tipler. 2001, “Fundamental Physics”. Jakarta. Erlangga
PUJI KUMALA PERTIWI
1113100101
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
ABSTRAK
Telah dilakukan percobaan tentang Hukum Joule, panas yang telah ditimbulkan
oleh arus listrik percobaan yang mana dalam percobaan ini bertujuan untuk menentukan
panas yang ditimbulkan oleh arus listrik dan untuk membuktikan Hukum Joule dan
menentukan harga 1 joule. Pada percobaan yang telah dilakukan untuk menentukan panas
yang ditimbulkan oleh arus listrik dan untuk membuktikan hukum joule dan menentukan
harga 1 joule. Digunakan variasi arus listrik 0,4 A dan 0,5 A, serta dengan suhu awal 18
o
dengan menggunakan rangkaian 1 dan rangkaian 2. Percobaan voltameter ini
menggunakan prinsip Hukum Joule. Data yang diperoleh antara lain yaitu suhu akhir dan
waktu yang dicapai. Setelah diperoleh data maka data diolah dan dilakukan perhitungan
menggunakan hukum Joule. Dari hasil perhitungan terlihat bahwa hasil rata-rata Q dan H
lebih besar saat pada rangkaian 1, harga 1 joule adalah hasil rata-rata perhitungan H
Kata kunci : Hukum Joule, Arus Listrik, Panas.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kita mengetahui bahwa arus listrik yang mengalir pada suatu rangkaian juga
menghasilkan panas. Pada peralatan - peralatan yang menggunakan arus listrik
sebagai sumber energinya, apabila kita aktifkan dalam jangka waktu tertentu,
maka akan timbul panas pada bagian rangkaian listrik yang merupakan tempat /
pusat aktifitas arus listrik. Hal inilah yang melatar belakangi praktikum kami
tentang panas yang ditimbulkan oleh arus listrik. Kenyataan tersebut perlu dikaji
lebih lanjut mengingat panas yang ditimbulkan tergantung oleh beda potensial,
arus listrik serta waktu yang diperlukan.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan dalam percobaan ini adalah bagaimana menentukan panas
yang ditimbulkan oleh arus listrik, dan bagaimana membuktikan hukum Joule dan
menentukan harga 1 joule
1.3 Tujuan Percobaan
Tujuan dalam percobaan ini untuk menentukan panas yang ditimbulkan oleh
arus listrik dan untuk membuktikan Hukum Joule dan menentukan harga 1 joule.
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Arus Listrik
Ketika terminal-terminal baterai dihubungkan dengan jalur penghantar yang
kontinu, maka didapatkan rangkaian listrikseperti pada gambar 2.1(a), dan pada
diagram rangkaian, seperti pada gambar 2.1(b). Baterai disimbolkan seperti ini
+
[Symbol baterai]
-
Garis yang lebih panjang pada symbol ini menyatakan terminal positif, dan
yang lebih pendek terminal negative. Alat yang diberi daya oleh baterai bisa
berupa bola lampu (yang hanya merupakan kawat halus di dalam bola kaca hampa
udara), pemanas, radio, atau apapun. Ketika rangkaian seperti ini terbentuk,
muatan dapat mengalir melalui kawat rangkaian, dari satu terminal baterai ke
yang lainnya. Aliran muatan seperti ini dinamakan arus listrik. Lebih tepat lagi,
arus listrik pada kawat didefinisikan sebagai jumlah total muatan yang
melewatinya persatuan waktu pada suatu titik. Dengan demikian arus rata-rata I
didefinisikan sebagai
I=
∆Q
∆t
(2.1)
Dimana ΔQ adalah jumlah muatan yang melewati konduktor pada suatu lokasi
selama jangka waktu Δt. Arus listrik diukur dalam coloumb per detik, satuan ini
diberi nama ampere (A). Satuan yang sering digunakan adalah miliampere (1 mA
= 10-3 A) dan microampere (1 µA = 10-6 A).
Pada rangkaian tunggal, seperti pada gambar 2.1, arus pada setiap saat sama pada
satu titik. Hal ini sesuai dengan hukum kekekalan muatan listrik(muatan tidak
hilang).
arus
+ -
alat
6V
+ (b)
(a)
Gambar 2.1 (a) Rangkaian listrik sederhana. (b) Gambar
skematis dari rangkaian yang sama.
Konduktor mengandung banyak electron bebas. Berarti bila kawat penghantar
dihubungkan ke terminal-terminal baterai seperti pada gambar 2.1, sebenarnya
electron bermuatan negative yang mengalir pada kawat. Ketika kawat pertama
kali dihubungkan, beda potensial antara terminal-terminal baterai mengakibatkan
adanya medan listrik di dalam kawat dan paralel terhadapnya. Dengan demikian
elektron-elektron bebas pada satu ujung kawat tertarik ke terminal positif, dan
pada saat yang sama, elektron-elektron meninggalkan terminal negative baterai
dan memasuki kawat diujung yang lain. Ada aliran electron yang kontinu melalui
kawat yang mulai kawat terhubung ke kedua terminal. Ketika kita membicarakan
arus yang mengalir pada rangkaian, yang kita maksud adalah aliran muatan
positif. Hal ini kadang-kadang disebut sebagai arus konvensional. Ketika kita
ingin membicarakan arah aliran electron, kita akan menyebutnya arus electron
secara spesifik. Pada zat cair dan gas, baik muatan (ion) positif dan negative dapat
bergerak.
(Douglas. C. Giancolli. Fisika. 65)
2.2 Hambatan dan Resistor
Untuk menghasilkan arus listrik pada rangkaian dibutuhkan beda potensial,
yaitu dengan baterai. Georg Simon Ohm (1787-1854) menentukan dengan
eksperimen bahwa arus pada kawat logam sebanding dengan beda potensial v
yang diberikan ke ujung-ujungnya.
Besarnya aliran arus pada kawat tidak hanya bergantung pada tegangan,
tetapi juga pada hambatan yang diberikan kawat terhadap aliran elektron.
Elektron-elektron diperlambat karena adanya interaksi dengan atom-atom kawat.
Semakin tinggi hambatan ini, semakin kecil arus untuk suatu tegangan V, maka
dapat disimpulkan bahwa arus berbanding terbalik dengan hambatan.
V
R
I=
…………………………………………...
(2.2)
di mana R adalah hambatan kawat atau suatu alat lainnya, V adalah beda potensial
yang melintasi alat tersebut, dan I adalah arus yang mengalir. Hubungan ini
dikenal sebagai Hukum Ohm. Satuan untuk hambatan disebut Ohm dan disingkat
Ω (huruf besar Yunani untuk omega). Karena R = V/I . maka 1 Ω ekivalen dengan
1 V/A.
semua alat listrik, dari pemanas sampai bola lampu hingga amplifier stereo,
memberikan hambatan terhadap aliran arus. Filament bola lampu dan pemanas
listrik merupakan jenis kawat khusus yang hambatannya mengakibatkan alat
tersebut menjadi sangat panas. Umumnya, kawat penghubung memiliki hambatan
yang sangat kecil dibandingkan dengan hambatan filament atau kumparan kawat.
Kebanyakan rangkaian, terutama pada alat-alat elektronik, resistor digunakan
untuk mengendalikan besar arus. Resistor mempunyai hambatan mulai kurang
dari satu ohm sampai jutaan ohm. Dua jenis utama adalah resistor gulungan kawat
yang terdiri dari kumparan kawat halus, dan resistor komposisi yang biasanya
terbuat dari karbon semikonduktor.
Warna
Kode Warna Resistor
Angka
Faktor Pengali
Toleransi
(%)
Hitam
Coklat
Merah
Jingga
Kuning
0
1
2
3
4
1
101
102
103
104
Hijau
Biru
Ungu
Abu-abu
Putih
Emas
Perak
Tidak berwarna
5
6
7
8
9
105
106
107
108
109
10-1
10-2
5%
10%
20%
Nilai hambatan suatu resistor dituliskan di sebelah luarnya atau dinyatakan
dengan kode warna, sebagaimana ditunjukkan pada gambar di atas dan pada tabel,
dua warna pertama menyatakan dua digit pertama nilai hambatan, warna ketiga
menyatakan pangkat sepuluh yang digunakan untuk mengalikan, dan keempat
merupakan toleransi pembuatan. Sebagai contoh, resistor yang keempat warnanya
adalah merah, hijau, jingga, dan perak mempunyai hambatan sebesar 25.000 Ω
(25 kΩ), dengan penyimpanan 10 persen.
(Douglas. C. Giancolli. Fisika. 67-69)
2.3 Daya Listrik
Energy listrik diubah menjadi energy panas pada hambatan kawat dikenal
dengan “elemen pemanas”. Pada bola lampu biasa, filamen kawat yang kecil
menjadi panas sehingga bersinar, hanya beberapa persen energy yang diubah
menjadi cahaya tampak dan sisanya lebih dari dari 90 % menjadi energy panas.
Filament bola lampu dan elemen pemanas pada alat-alat rumah tangga memiliki
hambatan yang biasanya sekitar antara beberapa ohm sampai beberapa ratus ohm.
Energy listrik diubah menjadi energy panas atau cahaya pada alat-alat seperti itu
karena arus biasanya agak besar, dan ada banyak tumbukan antara electron yang
bergerak dan atom pada kawat. Pada setiap tumbukan sebagian energy electron
ditransfer ke atom yang ditumbuknya. Sebagai akibatnya, energy kinetic atom
bertambah dan dengan demikian temperature elemen kawat bertambah. Energy
panas yang bertambah ini (energy dalam) dapat ditransfer sebagai kalor dengan
konduksi dan konveksi ke udara pada pemanas atau ke makanan pada wajan,
dengan radiasi ke roti pada pemanggang, atau diradiasikan sebagai cahaya.
Energy yang diubah bila muatan Q bergerak melintasi beda potensial sebesar V
adalah
V=
EP
Q
...…………………………………………(2.3)
dimana potensial listrik dinyatakan dengan symbol V dan muatan q memiliki
energy potensial listrik sebesar EP.
Maka untuk mencari daya P, yang merupakan kecepatan perubahan energy adalah,
P = daya =
energi yang diubah
waktu
=
QV
t
……………………(2.4)
Muatan yang mengalir per detik Q/t, merupakan arus listrik I. Dengan demikian
didapatkan,
P = IV ………………………………………(2.5)
Hubungan umum ini menghasilkan daya yang diubah oleh suatu pernagkat
dimana I adalah arus yang melewatinya dan V adalah beda potensial yang
melintasinya. Rumus ini juga menyatakan daya yang diberikan oleh sebuah
sumber seperti baterai. Satuan SI daya listrik untuk semua jenis daya lainnya,
yaitu watt (1 watt = 1 J/det)
4.4 Efek Joule
Menjaga agar arus tetap mengalir dalam suatu konduktor memerlukan
pengeluaran energi. Energi juga harus diberikan untuk mempercepat suatu ion
dalam sebuah akselerator atau tabung electron, tetapi ada perbedaannya. Dalam
akselerator energy yang diberikan digunakan untuk mempercepat ionnya. Dalam
suatu konduktor, karena adanya interaksi antara elektron-elektron dan ion-ion
positif dari lattice kristal, energy yang dipasok ke electron-elektron dipindahkan
ke lattice cristal sehingga memperbesar energy penggetar lattice tersebut.
Akibatnya suhu material akan naik dan ini adalah efek pemanasan arus yang telah
diketahui dengan baik dan disebut efek joule.
(Marcello Alonso. 80)
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
Adapun alat-alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan Hukum Joule
panas yang ditimbulkan oleh arus listrik antara lain satu set Kalorimeter dengan
perlengkapannya, satu buah Thermometer, satu buah Adaptor, satu buah
Stopwatch, satu buah Tahanan geser (Rg), Satu buah Ampermeter (A) dan satu
buah Voltmeter (V)
3.2 Skema Alat
E
+_+-
+
Thermometer
+
A
V
Gambar 3.1
K
Hukum
Skema Alat
Joule Panas
(a)
yang
Ditimbulkan
oleh Arus Listrik
_
E
_
+
-
+
AV
V
+
Thermometer
Gambar
3.2 Skema
Alat
Joule
K
(b)
Ditimbulkan
oleh Arus Listrik
Hukum
Panas yang
3.3 Skema Kerja
Dalam melakukan percobaan Hukum Joule Panas yang Ditimbulkan oleh
Arus Listrik ini hal pertama yang perlu dilakukan yaitu alat dirangkai seperti pada
gambar 3.1(a) setelah itu dihubungkan dengan tegangan PLN seijin assisten, lalu
kalorimeter K diisi dengan air, dicatat massa air dalam Kalorimeter, kemudian
diberi arus listrik (untuk variasinya 0.4 A dan 0.5 A), diusahakan arus konstan
dengan mengatur tahanan geser Rg. Waktu dihitung setiap perubahan satu suhu.
Dan begitu juga diulangi saat rangkaian 2, seperti pada gambar 3.1(b)
BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisa Data
Dari percobaan yang telah dilakukan untuk menentukan panas yang
ditimbulkan oleh arus listrik dan untuk membuktikan hukum joule dan
menentukan harga 1 joule. Digunakan variasi arus listrik 0,4 A dan 0,5 A, serta
dengan suhu awal 18 o dengan menggunakan rangkaian 1 dan rangkaian 2, dan
diperoleh data sebagai berikut :
Tabel 4.1 Data hasil percobaan dengan menggunakan rangkaian 1 saat arus listrik
0,4 A
suhu
massa air
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
kalor jenis
awal
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
waktu
suhu
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
volt
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
arus
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
(s)
0
172
384
602
845
1082
1355
1658
2020
2282
Tabel 4.2 Data hasil percobaan dengan menggunakan rangkaian 1 saat arus listrik
0,5 A
suhu
massa air
kalor jenis
awal
waktu
suhu
volt
arus
(s)
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0
79
201
317
459
606
755
917
1147
1417
Tabel 4.3 Data hasil percobaan dengan menggunakan rangkaian 2 saat arus listrik
0,4 A
suhu
massa air
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
kalor jenis
awal
18
18
18
18
18
18
18
18
waktu
suhu
18
19
20
21
22
23
24
25
Volt
7
7
7
7
7
7
7
7
arus
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
(s)
0
198
424
691
925
1152
1398
1582
Tabel 4.4 Data hasil percobaan dengan menggunakan rangkaian 2 saat arus listrik
0,5 A
massa
kalor
air
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
199.4
jenis
4.2 Perhitungan
waktu
suhu awal
18
18
18
18
18
18
18
18
suhu
18
19
20
21
22
23
24
25
Volt
arus
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
(s)
0
180
345
490
630
782
934
1103
Untuk menentukan Q1 (panas yang diterima air) digunakan persamaan Q1 =
w (Ta-Tm), untuk menentukan Q2 (panas yang diterima kalorimeter) digunakan
persamaan Q2 = 0,26w (Ta-Tm), dan untuk menentukan nilai H (jumlah panas
yang timbul) digunakan persamaan H = V i t
4.2.1 Perhitungan Q1
Q1
= w (Ta-Tm)
= 151.4 (19-18)
= 151.4 kalori
Tabel 4.5 perhitungan Q1 pada rangkaian 1
W
Tm
Ta
151.4
18
151.4
18
151.4
18
151.4
18
151.4
18
151.4
18
151.4
18
151.4
18
151.4
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Q1
151.4
302.8
454.2
605.6
757
908.4
1059.8
1211.2
1362.6
Tabel 4.6 Perhitungan Q1 pada rangkaian 2
W
Tm
ta
151.4
18
151.4
18
151.4
18
151.4
18
19
20
21
22
Q1
151.4
302.8
454.2
605.6
151.4
151.4
18
18
23
24
151.4
18
25
757
908.4
1059.
8
4.2.2 Perhitungan Q2
Q2
= 0.26 w (Ta-Tm)
= 0.26 x 151.4 (19-18)
= 39.364 kalori
Tabel 4.7 perhitungan Q2 pada rangkaian 1
harga
air
Tm
ta
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Q2
39.36
4
78.72
8
118.0
92
157.4
56
196.8
2
236.1
84
275.5
48
314.9
12
354.2
76
Tabel 4.8 perhitungan Q2 pada rangkaian 2
W
Tm
ta
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
39.36
4
18
19
20
21
22
23
24
Q2
39.36
4
78.72
8
118.0
92
157.4
56
196.8
2
236.1
84
39.36
4
18
25
275.5
48
4.3 Perhitungan H
H
= V.I.t
= 7 x 0.4 x 172
= 481.6 Joule
Tabel 4.9 perhitungan H untuk arus listrik 0.4 pada rangkaian 1
V
I
7
7
7
7
7
7
7
7
7
T
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
172
384
602
845
1082
1355
1658
2020
2282
H
481.6
1075.2
1685.6
2366
3029.6
3794
4642.4
5656
6389.6
Tabel 4.10 perhitungan H untuk arus listrik 0.5 A pada rangkaian 1
V
I
t
9
9
0.5
0.5
79
201
9
0.5
317
9
9
0.5
0.5
459
606
9
0.5
755
9
0.5
917
9
0.5
1147
9
0.5
1417
H
355.5
904.5
1426.
5
2065.
5
2727
3397.
5
4126.
5
5161.
5
6376.
5
Tabel 4.11 perhitungan H untuk arus listrik 0.4 A pada rangkaian 2
V
I
7
t
0.4
198
H
554.4
7
0.4
424
7
7
0.4
0.4
691
925
7
0.4
1152
7
0.4
1398
7
0.4
1582
1187.
2
1934.
8
2590
3225.
6
3914.
4
4429.
6
Tabel 4.12 perhitungan H untuk arus listrik 0.5 A pada rangkaian 2
V
I
t
H
9
0.5
180
9
9
9
9
9
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
345
490
630
782
934
9
0.5
1103
810
1552.
5
2205
2835
3519
4203
4963.
5
4.3 Pembahasan
Pada percobaan Hukum Joule, Panas yang ditimbulkan oleh arus listrik yang
bertujuan untuk menentukan panas yang ditimbulkan oleh arus listrik dan untuk
membuktikan Hukum Joule dan menentukan harga 1 joule.Prinsip pada percobaan
ini antara lain Hukum joule, arus listrik, daya listrik, hambatan dan resistor.
Percobaan ini menggunakan 2 variasi yaitu 0,5 A dan 0,4 A. Pada percobaan ini
yang dihasilkan adalah waktu yang ditempuh saat suhu mengalami kenaikan 1
derajat, yaitu mulai dari 18 derajat sampai yang terakhir 27 derajat.
Pada percobaan hukum joule, panas yang ditimbulkan oleh arus listrik ini
peralatan dan bahan yang digunakan adalah amperemeter, voltmeter, stopwatch,
tahanan geser, adaptor/power supply, thermometer, calorimeter. Dan Cara kerja
percobaan ini sudah dijelaskan di bab 3, subbab 3.3. Pada percobaan ini ada dua
perhitungan yaitu perhitungan Q1 , Q2 dan perhitungan H.
Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan adalah diketahui hasil
sebagai berikut yang pertama perhitungan Q 1 , nilai Q1 rata-rata pada rangkaian 1
adalah 757 K, nilai Q1 rata-rata pada rangkaian 2 adalah 605,6 K,
Sedangkan pada perhitungan Q2 dihasilkan nilai Q2 rata-rata pada rangkaian
1 adalah 196,52 K, nilai Q2 rata-rata pada rangkaian 2 adalah 157,456 K.
Perhitungan rata-rata H yang didapatkan, nilai rata-rata H pada rangkaian 1
saat menggunakan 0,4 A adalah 3235,56 , dan rata-rata H saat menggunakan 0,5A
adalah 2949, Perhitungan rata-rata H yang didapatkan, nilai rata-rata H pada
rangkaian 2 saat
menggunakan 0,4 A adalah 2548, dan rata-rata H saat
menggunakan 0,5A adalah 2869,71.
Dari hasil perhitungan terlihat bahwa hasil rata-rata Q dan H lebih besar saat
pada rangkaian 1. Berarti rangkaian 1 lebih menguntungkan daripada rangkaian 2.
Harga 1 joule adalah hasil rata-rata dari perhitungan H.
Arus listrik bisa menimbulkan panas ketika dua benda yang mempunyai
suhu yang berbeda dihubungkan satu sama lain dihubungkan, maka akan terjadi
transfer energi atau aliran energi dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda
yang suhunya lebih rendah. Energi yang dipindahkan pada kondisi-kondisi seperti
ini biasa disebut sebagai energi kalor/panas (heat). Ketika suatu benda dipanaskan
maka energi diberikan pada benda itu. Ketika suatu benda dipanaskan maka benda
tersebut akan kehilangan energi. Dan kita biasanya beranggapan bahwa satu kalori
akan mengubah temperatur satu gram air satu derajat Celsius. Tentu saja energi
kalor tidak berbeda dari energi mekanik. Kalori pasti merupakan satuan energi
yang lain yang mirip dengan Erg atau Joule. Salah satu cara untuk menemukan
hubungan antara kalori dan joule adalah mengukur besarnya kalor yang diterima
dalam kalori ketika dilakukan kerja yang berupa gaya gesek dalam jumlah tertentu
dalam satuan Joule. Jamess Presscott Joule melakukan percobaan seperti itu pada
tahun 1840. Joule menggunakan sebuah alat yang didalamnya beban-beban yang
jatuh merotasikan sekumpulan dayung didalam sebuah wadah air yang diisolasi.
Didalam satu siklus operasi maka beban-beban yang jatuh tersebut melakukan
sejumlah kerja yang diketahui pada air tersebut, yang massanya m, dan kita
memperhatikan bahwa temperatur naik sebanyak ΔT.
4.4 Grafik
Grafik dibawah ini dibuat dengan sumbu x suhu dan sumbu y nya adalah
waktu .
BAB V
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang didapatkan dalam percobaan hukum joule, panas yang
ditimbulkan oleh arus listrik adalah rangkaian yang lebih menguntukan adalah
rangkaian 1 karena hasil perhitungan Q dan H lebih besar, harga H adalah hasil
rata-rata perhitungan H baik pada rangkaian 1 maupun 2.
TUGAS
Kode Percobaan : L1
Nama: Puji Kumala Pertiwi
N R P : 1113100101
Tgl. Prak.: 17 Maret 2014
Nama Asst.: Deby Nur Sanjaya
Fungsi Alat dan Bahan :
1. Kalorimeter : Kalorimeter adalah alat yang digunakan
untuk mengukur jumlah kalor.
2. Termometer : thermometer adalah alat yang digunakan
untuk mengukur suhu.
3. Adaptor : Fungsi utama power supply adalah sebagai
sumber daya/energi untuk rangkaian elektronika lain.
Adapun fungsi lainya yaitu sebagai pengkonvert
tegangan listrik arus AC ke DC
4. Stopwatch : sebagai alat y ang digunakan untuk mengukur
lamanya waktu yang diperlukan dalam suatu kegiatan
5. Amperemeter : Amperemeter adalah alat yang digunakan
untuk mengukur kuat arus listrik
6. Voltmeter : Voltmeter adalah suatu alat yang berfungsi
untuk mengukur tegangan listrik
7. Tahanan Geser : berfungsi untuk menstabilkan arus
Referensi
Giancolli, Douglas.2001, “Fisika Edisi 5 Jilid 1” . Jakarta . Erlangga
www.google.com
LAPORAN
SEMENTARA
Nama: Puji Kumala Pertiwi
N R P : 1113100101
Tgl. Prak.: 17 Maret 2014
Nama Asst.: Deby Nur Sanjaya
Kode Percobaan : L1
Percobaan yang telah dilakukan adalah percobaan hukum joule, panas
yang ditimbulkan oleh arus listrik. Yang bertujuan untuk menentukan panas
yang ditimbulkan oleh arus listrik dan untuk membuktikan hukum joule dan
menentukan harga 1 joule. Adapun alat-alat dan bahan yang digunakan dalam
percobaan Hukum Joule panas yang ditimbulkan oleh arus listrik antara lain
satu set Kalorimeter dengan perlengkapannya, satu buah Thermometer, satu
buah Adaptor, satu buah Stopwatch, satu buah Tahanan geser (Rg), Satu buah
Ampermeter (A) dan satu buah Voltmeter (V) . kemudian dilakukan percobaan
dengan diawali dengan merangkai alat dan bahan yang ditentukan serta
melakukan percobaan tersebut sesuai yang ada di cara kerja percobaan yaitu
bab 3 metodologi percobaan. Kemudian hasil yang diperoleh saat praktikum
adalah waktu yang dicapai saat derajat panas nya selisih 1 derajat.
HUKUM JOULE (L1)
Nama: Puji Kumala Pertiwi
N R P: 1113100101
Tgl. Prak.: 17 Maret 2014
Nama Asst.: Deby Nur Sanjaya
DAFTAR PUSTAKA
Giancolli, Douglas.2001, “Fisika Edisi 5 Jilid 1” . Jakarta . Erlangga
Alonso, Marcelo. 1994, “Fundamental Physics of University”. Jakarta. Erlangga
Paul, A. Tipler. 2001, “Fundamental Physics”. Jakarta. Erlangga