PANAS YANG DITIMBULKAN ARUS LISTRIK Moslem.Blog: PANAS YANG DITIMBULKAN ARUS LISTRIK

PANAS YANG DITIMBULKAN ARUS LISTRIK

Friday, December 4, 2009

I.TUJUAN
1. Menentukan panas yang ditimbulkan arus searah
2. Membuktikan Hukum Joule

II.DASAR TEORI
Listrik
Listrik dimisalkan seperti panas, hanya secara berbeda mempunyai juga suatu sifat kehadiran-di-mana-mana tertentu. Nyaris tiada perubahan yang dapat terjadi di atas bumi tanpa dibarengi oleh gejala elektrikal. Apabila air menguap, apabila api menyala, apabila dua jenis logam, atau dua logam yang bersuhu berbeda, bersentuhan, atau apabila besi bersentuhan dengan suatu larutan sulfat tembaga, dan begitu selanjutnya, maka proses-proses elektrikal serentak terjadi dengan gejala-gejala fisikal dan kimiawi yang lebih tampak.

Kalor
Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang mempunyai banyak kegunaan bagi manusia. Kalor juga dapat diartikan sebagai suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya. Kalor tidak dapat disamakan dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam satuan derajat panas. Kalor merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik yang diserap maupun dilepaskan oleh suatu benda.
Kalor (panas) berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah jika kedua benda disentuhkan (dicampurkan). Secara alamiah tidak akan terjadi perpindahan kalor dari benda yang suhunya lebih rendah kepada benda yang suhunya lebih tinggi, kecuali ada perlakuan khusus, yakni denganmenggunakan bantuan mesin atau alat khusus.
Teori-teori kalor dasar yang dicetuskan oleh beberapa peneliti antara lain : ”Kalor yang diterima sama dengan kalor yang dilepaskan” (Asas Black) ditemukan oleh Joseph Black (1720-1799) dari Inggris, ”Kalor dapat terjadi akibat adanya suatu gesekan” penemunya adalah Benyamin Thompson (1753-

1814) dari Amerika, ”Kalor adalah satu bentuk energi” ditemukan oleh Robert Mayer (1814-1878), dan ” Kesetaraan antara satuan kalor dan satuan energi disebut kalor mekanik” digagas oleh James Prescott (1818- 1889).
Kalor (Q) yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu benda tergantung pada tiga hal, yakni:
1. Perubahan suhu benda (∆t)
“ Besar kalor Q yang diberikan pada suatu benda sebanding dengan kenaikan suhu benda itu (∆t).”
2. Massa benda (m)
“ Besar kalor yang diserap satu benda untuk menaikkan suhu yang sama sebanding dengan massa benda itu. “
3. Jenis benda (c)
“Besar kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu benda/zat bergantung pada jenis zat tersebut.” Setiap benda memiliki nilai tetapan “kalor jenis (c)” yang menentukan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu benda setiap derajatnya.
Kumparan panas suatu kalorimeter dialiri arus listrik, maka panas yang ditimbulkan oleh kumparan akan diterima oleh air, thermometer, dan tabung calorimeter. Beda suhu yang diperlukan untuk pengaliran panas diberikan oleh arus listrik ( I ) yang mengalir dalam suatu kumparan kawat tahanan ( pemanas ) yang biasanya dililitkan pada beban yang hendak diteliti. Sejarah awal ditemukannya listrik adalah oleh seorang cendikiawan Yunani yang bernama Thales, yang mengemungkakan fenomena batu ambar yang bila digosok - gosokkan akan dapat menarik bulu sebagai fenomena listrik. Kemudian setelah bertahun - tahun semenjak ide Thales dikemukakan, baru kemudian muncul lagi pendapat - pendapat serta teori -teori baru mengenai listrik seperti yang diteliti dan dikemukakan oleh William Gilbert, Joseph priestley, Charles De Coulomb, AmpereMichael Farraday, Oersted, dll.
Energi listrik W digunakan oleh suatu alat dengan beda potensial V dan kuat arus I selama selang waktu t tertentu dapat dituliskan dalam persamaan matematis sebagai berikut:

Dengan:
 W = usaha dalam joule
 V = tegangan dalam volt
 I = kuat arus dalam ampere
 t = lama waktu dalam sekon
Sedangkan panas H yang ditimbulkan dapat pula dituliskan secara matematis sebagai berikut:


Dengan keterangan sebagai berikut:
• Na = nilai air kalorimeter
• m = massa air
• C = kalor jenis air
• ∆T = perubahan suhu kalorimeter
Dengan satuan H adalah besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda(zat) bergantung pada 3 faktor, yaitu massa zat, jenis zat, dan perubahan suhu.
Sehingga secara matematis dapat dirumuskan :
Dimana :
Q = kalor yang dibutuhkan (J)
m = massa benda (kg)
c = kalor jenis (J/kgC)
(t2-t1 atau ∆t) = perubahan suhu (oC)

Kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis
1. Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu
2. Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten), persamaan yang digunakan dalam kalor laten ada dua macam Q = m.U dan Q = m.L. Dengan U adalah kalor uap (J/kg) dan L adalah kalor lebur (J/kg)
Dalam pembahasan kalor ada dua kosep yang hampir sama tetapi berbeda yaitu kapasitas kalor (H) dan kalor jenis (c). Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1 derajat celcius.
H = Q/(t2-t1)
Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1 derajat celcius. Alat yang digunakan untuk menentukan besar kalor jenis adalah kalorimeter. c = Q/m.(t2-t1)
Bila kedua persamaan tersebut dihubungkan maka terbentuk persamaan baru
Kalor merupakan bentuk energi maka dapat berubah dari satu bentuk kebentuk yang lain. Berdasarkan Hukum Kekekalan Energi maka energi listrik dapat berubah menjadi energi kalor dan juga sebaliknya energi kalor dapat berubah menjadi energi listrik. Dalam pembahasan ini hanya akan diulas tentang hubungan energi listrik dengan energi kalor. Alat yang digunakan mengubah energi listrik menjadi energi kalor adalah ketel listrik, pemanas listrik, dll.
Besarnya energi listrik yang diubah atau diserap sama dengan besar kalor yang dihasilkan. Sehingga secara matematis dapat dirumuskan. W = Q
Untuk menghitung energi listrik digunakan persamaan sebagai berikut :
W = P.t
Keterangan :
W = energi listrik (J)
P = daya listrik (W)
t = waktu yang diperlukan (s)
Bila rumus kalor yang digunakan adalah Q = m.c.(t2 - t1) maka diperoleh persamaan ; P.t = m.c.(t2 - t1)
Yang perlu diperhatikan adalah rumus Q disini dapat berubah-ubah sesuai dengan soal.
Menurut asas Black apabila ada dua benda yang suhunya berbeda kemudian disatukan atau dicampur maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. Aliran ini akan berhenti sampai terjadi keseimbangan termal (suhu kedua benda sama). Secara matematis dapat dirumuskan :
Q lepas = Q terima
Catatan yang harus selalu diingat jika menggunakan asasa Black adalah pada benda yang bersuhu tinggi digunakan (t1 - ta) dan untuk benda yang bersuhu rendah digunakan (ta-t2). Dan rumus kalor yang digunakan tidak selalu yang ada diatas bergantung pada soal yang dikerjakan.
Hukum Ohm menyatakan bahwa besar arus yang mengalir pada suatu konduktor pada suhu tetap sebanding dengan beda potensial antara kedua ujung konduktor ( V = R I )

III. ALAT DAN BAHAN
1. Kalorimeter dan pengaduk
2. 2 buah termometer
3. Sumber arus searah 6 volt
4. Kabel – kabel
5. Stop watch
6. Tahanan geser
7. Amperemeter
8. Voltmeter
9. Anak timbangan
10. Gelas ukur

IV. LANGKAH PERCOBAAN
1. Timbang kalorimeter kosong
2. Timbang pengaduk
3. Isi kalorimeter dengan air secukupnya sampai tahanan didalam kalorimeter tercelup seluruhnya ke dalam air ( ± 100 gr )
4. Susun rangkaian seperti gambar A
5. Periksakan dulu kepada pembimbing
6. Setelah arus dialirkan usahakan agar arus tetap dengan menggeser tahanan
7. Catat temperatur kalorimeter yang tercelup dalam air
8. Ulangi percobaan dengan menggunakan 2 macam arus yang berlainan
9. Ulangi lagi percobaan 1 s/d 8 dengan menggunakan rangkaian seperti pada gambar B




V. RANGKAIAN



Gambar A Gambar B




VI. DATA PENGAMATAN
LEMBAR PENGAMATAN
PANAS YANG DITIMBULKAN ARUS LISTRIK
Kelompok : I (Satu)
Nama : I NYOMAN DARMA PUTRA
Jurusan/PS : Fisika/ MIPA
Tanggal Praktikum : 6 NOVEMBER
NIM : 080 820 5014

VII. DATA PENGAMATAN

1. Massa kalorimeter tanpa air (kosong) + pengaduk

Pengukuran Massa {gr}
1 139,9
2 140,6
3 139,7
4 140,0
5 140,3


2. Massa kalorimeter + Pengaduk + Air

Pengukuran Massa {gr}
1 242,5
2 243,1
3 241,1
4 241,0
5 242,3










3. Kenaikan suhu saat I = 0,5 A, V = 5 Volt pada rangkaian A

Waktu { S } Suhu { 0C }
t1 (30) 30
t2 (60) 30
t3 (90) 30
t4 (120) 30
t5 (150) 30
t6 (180) 30
t7 (210) 30
t8 (240) 30
t9 (270) 30
t10( 300) 30
t11 (330) 30
t12 (360) 30
t13 (390) 30
t14 (420) 30
t15 (450) 30
t16 (480) 30
t17 (510) 31
t18 (540) 31
t19 (570) 31
t20 (600) 31


4. Kenaikan suhu saat I = 2,7 A, V = 5,2 Volt pada rangkaian B

Waktu { S } Suhu { 0C }
t1(30) 32
t2(60) 32
t3(90) 33
t4(120) 33
t5(150) 33
t6(180) 33
t7(210) 33
t8(240) 33
t9(270) 33
t10(300) 34
t11(330) 34
t12(360) 34
t13(390) 35
t14(420) 35
t15(450) 35
t16(480) 35
t17(510) 36
t18(540) 36
t19(570) 36
t20(600) 36

VIII. GRAFIK

1. Grafik temperatur vs waktu
a. Grafik temperatur v.s waktu rangkaian A


31oc
30oc
29oc


t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12 t13 t14 t15 t16 t17 t18 t19 t20

b. Grafik temperatur v.s waktu rangkaian B

36oc
35oc
34oc
33oc
32oc


t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12 t13 t14 t15 t16 t17 t18 t19 t20


IX. PERHITUNGAN


 Massa kalorimeter tanpa air (kosong) + pengaduk
m rata – rata


 Massa calorimeter dengan air + pengaduk
m rata - rata


I. Rangkaian A
1. Panas yang diserap oleh air
Qair = m. c. ΔT
= 0,100 kg . 4200 J/kg . 0,0 K
= 0 J


Waktu (s) ΔT (kelvin) Q (joule)
30 – 60 0,0 0
60 – 90 0,0 0
90 – 120 0,0 0
120 – 150 0,0 0
150 – 180 0,0 0
180 – 210 0,0 0
210 – 240 0,0 0
240 – 270 0,0 0
270 - 300 0,0 0
300 - 330 0,0 0
330 - 360 0,0 0
360 - 390 0,0 0
390 - 420 0,0 0
420 - 450 0,0 0
450 - 480 0,0 0
480 - 510 1,0 420
510 – 540 0,0 0
540 - 570 0,0 0
570 - 600 0,0 0

Q rata - rata = 420
20
= 21 Joule

2.panas yang diserap oleh calorimeter + pengaduk
Qair = m. c. ΔT
= 0,242 kg . 900 J/kg . 0 = 0 J




Waktu (s) ΔT (kelvin) Q (joule)
30 – 60 0,0 0
60 – 90 0,0 0
90 – 120 0,0 0
120 – 150 0,0 0
150 – 180 0,0 0
180 – 210 0,0 0
210 – 240 0,0 0
240 – 270 0,0 0
270 - 300 0,0 0
300 - 330 0,0 0
330 - 360 0,0 0
360 - 390 0,0 0
390 - 420 0,0 0
420 - 450 0,0 0
450 - 480 0,0 0
480 - 510 1,0 217,8
510 – 540 0,0 0
540 - 570 0,0 0
570 - 600 0,0 0

Q rata-rata = 217,8 = 10,89 J
20
3. Panas yang diserap kalorimeter
Q = m.c. ΔT
= 0,1401 kg . 900 J/kg. 0,0 K
= 0 J
Waktu (s) ΔT (kelvin) Q (joule)
30 – 60 0,0 0
60 – 90 0,0 0
90 – 120 0,0 0
120 – 150 0,0 0
150 – 180 0,0 0
180 – 210 0,0 0
210 – 240 0,0 0
240 – 270 0,0 0
270 - 300 0,0 0
300 - 330 0,0 0
330 - 360 0,0 0
360 - 390 0,0 0
390 - 420 0,0 0
420 - 450 0,0 0
450 - 480 0,0 0
480 - 510 1,0 126,09
510 – 540 0,0 0
540 - 570 0,0 0
570 - 600 0,0 0

Qrata – rata
= 6,3J

4. panas yang ditimbulkan arus listrik
Q = V.I.t
= 5 V. 0,5 Ampere .30 S
= 75 Joule
Waktu (S) Q (Joule) Waktu (S) Q (Joule)
30 75 330 825
60 150 360 900
90 225 390 975
120 300 420 1050
150 375 450 1125
180 450 480 1200
210 525 510 1275
240 600 540 1350
270 675 570 1425
300 750 600 1500

Q rata – rata = 15750
20
= 787,75Joule

5. Pembuktian hokum joule

Qrata –rata air + Qrata -rata kalorimeter +pengaduk + Qrata – rata kalorimeter = Qrata-rata arus listrik
21 J+ 10,89 J+ 6,3 J = 787,75 J
38,19J = 787,75 J
(Tidak sesuai dengan hukum joule/TIDAK TERBUKTI)

II. Rangkaian B
1. Panas yang diserap oleh air
Qair = m. c. ΔT
= 0,100 kg . 4200 J/kg . 1,0 K
= 420 J
Waktu (s) ΔT (kelvin) Q (joule)
30 – 60 0,0 0
60 – 90 1 420
90 – 120 0,0 0
120 – 150 0,0 0
150 – 180 0,0 0
180 – 210 0,0 0
210 – 240 0,0 0
240 – 270 0,0 0
270 - 300 1 420
300 - 330 0,0 0
330 - 360 0,0 0
360 - 390 1 420
390 - 420 0,0 0
420 - 450 0,0 0
450 - 480 0,0 0
480 - 510 1 420
510 – 540 0,0 0
540 - 570 0,0 0
570 - 600 0,0 0

Qrata - rata
= 84 J


2. panas yang diserap oleh calorimeter + pengaduk
Qair = m. c. ΔT
= 0,242 kg . 900 J/kg . 1 K
= 217,8 J
Waktu (s) ΔT (kelvin) Q (joule)
30 – 60 0,0 0
60 – 90 1 217,8
90 – 120 0,0 0
120 – 150 0,0 0
150 – 180 0,0 0
180 – 210 0,0 0
210 – 240 0,0 0
240 – 270 0,0 0
270 - 300 1 217,8
300 - 330 0,0 0
330 - 360 0,0 0
360 - 390 1 217,8
390 - 420 0,0 0
420 - 450 0,0 0
450 - 480 0,0 0
480 - 510 1 217,8
510 – 540 0,0 0
540 - 570 0,0 0
570 - 600 0,0 0

Qrata - rata
= 43,56 J

3. Panas yang diserap kalorimeter
Q = m.c. ΔT
= 0,1401kg . 900 J/kg. 1 K
= 126,09 J
Waktu (s) ΔT (kelvin) Q (joule)
30 – 60 0,0 0
60 – 90 1 126,09
90 – 120 0,0 0
120 – 150 0,0 0
150 – 180 0,0 0
180 – 210 0,0 0
210 – 240 0,0 0
240 – 270 0,0 0
270 - 300 1 126,09
300 - 330 0,0 0
330 - 360 0,0 0
360 - 390 1 126,09
390 - 420 0,0 0
420 - 450 0,0 0
450 - 480 0,0 0
480 - 510 1 126,09
510 – 540 0,0 0
540 - 570 0,0 0
570 - 600 0,0 0

Qrata - rata
= 25,2J
4. panas yang ditimbulkan arus listrik
Q = V.I.t
= 5,2V. 2,7 Ampere .30 S
= 421,2 Joule
Waktu (S) Q (Joule) Waktu (S) Q (Joule)
30 421,2 330 4633,2
60 842,4 360 5054,4
90 1263,6 390 5475,6
120 1684,8 420 5896,8
150 2106 450 6318
180 2527,2 480 6739,2
210 2948,4 510 7160,4
240 3369,6 540 7581,6
270 3790,8 570 8002,8
300 4212 600 8424
Q rata – rata = 88452
20
= 4422,6 Joule

5. Pembuktian hukum joule

Qrata –rata air + Qrata -rata kalorimeter +pengaduk + Qrata – rata kalorimeter = Qrata-rata arus listrik
84 J+ 43,56 J+ 25,218 J = 4422,6J
152,778 J = 4422,6 J
(Tidak sesuai dengan hukum joule/TIDAK TERBUKTI)








X. RALAT KERAGUAN
1. Ralat kalorimeter tanpa air (kosong) + pengaduk
m rata ¬¬–rata = 140,1 gr

m (gr) m rata-rata (gr) m-mrata-rata(gr) (m-mrata-rata)2
139,9 140,1 -0,2 0,04
140,6 140,1 0,5 0,25
139,7 140,1 -0,4 0,16
140,0 140,1 -0,1 0,01
140,3 140,1 0,2
0,04

Δm =


Jadi, mrata-rata + Δm = 140,1 0,158gram
Ketelitian = Δm . 100%
mrata-rata

Kebenaran : 100% - 0,113% = 99,887%
2 Ralat kalorimeter dengan air + pengaduk
m rata ¬¬–rata = 243,58 gr




M (gr) m rata-rata (gr) m-mrata-rata(gr) (m-mrata-rata)2
242,5 243,58 -0,98 0,9604
243,1 243,58 0,72 0,5184
241,1 243,58 -0,68 0,4624
241,0 243,58 0,82 0,6724
242,3 243,58 0,12 0,0144


Δm =
= 2,628
5 (5 – 1)
= 2,628
20
= 0,1314
= 0,3625 gram
Jadi, mrata-rata + Δm =243,58 + 0,3625 gram
Ralat nisbi = Δm . 100%
mrata-rata
= 0,3625 . 100%
243,58
= 0,149%
Kebenaran : 100% - 0,149% = 99,851%


I. Rangkaian A
1. Ralat panas yang diserap oleh air

Q (joule) Qrata-rata( joule ) ( Q – Qrata-rata) (Q – Qrata-rata)2
0 21 -21 441
0 21 -21 441
0 21 -21 441
0 21 -21 441
0 21 -21 441
0 21 -21 441
0 21 -21 441
0 21 -21 441
0 21 -21 441
0 21 -21 441
0 21 -21 441
0 21 -21 441
0 21 -21 441
0 21 -21 441
0 21 -21 441
420 21 399 159201
0 21 -21 441
0 21 -21 441
0 21 -21 441
ΔQ =

Jadi Qrata-rata( joule )  (Q – Qrata-rata)2 = 21 + 20,97 J
Ralat nisbi = 20,97x 100% = 99,8%
21
Kebenaran = 100% - 99% = 0,2%
2. Ralat panas yang diserap oleh pengaduk

Q (joule) Qrata-rata( joule ) ( Q – Qrata-rata) (Q – Qrata-rata)2
0 10,89 -10,89 118,6
0 10,89 -10,89 118,6
0 10,89 -10,89 118,6
0 10,89 -10,89 118,6
0 10,89 -10,89 118,6
0 10,89 -10,89 118,6
0 10,89 -10,89 118,6
0 10,89 -10,89 118,6
0 10,89 -10,89 118,6
0 10,89 -10,89 118,6
0 10,89 -10,89 118,6
0 10,89 -10,89 118,6
0 10,89 -10,89 118,6
0 10,89 -10,89 118,6
0 10,89 -10,89 118,6
217,8 10,89 206,91 42811,78
0 10,89 -10,89 118,6
0 10,89 -10,89 118,6
0 10,89 -10,89 118,6

ΔQ =

Jadi Qrata-rata( joule )  (Q – Qrata-rata)2 = 10,89 + 10,87 J
Ralat nisbi = 10,87 x 100% = 99,8%
10,89
Kebenaran = 100% - 99,8% = 0,2%


3. Ralat panas yang diserap oleh kalorimeter

Q (joule) Qrata-rata( joule ) ( Q – Qrata-rata) (Q – Qrata-rata)2
0 6,3 -6,3 39,69
0 6,3 -6,3 39,69
0 6,3 -6,3 39,69
0 6,3 -6,3 39,69
0 6,3 -6,3 39,69
0 6,3 -6,3 39,69
0 6,3 -6,3 39,69
0 6,3 -6,3 39,69
0 6,3 -6,3 39,69
0 6,3 -6,3 39,69
0 6,3 -6,3 39,69
0 6,3 -6,3 39,69
0 6,3 -6,3 39,69
0 6,3 -6,3 39,69
0 6,3 -6,3 39,69
126,09 6,3 119,79 14349,6
0 6,3 -6,3 39,69
0 6,3 -6,3 39,69
0 6,3 -6,3 39,69

ΔQ =

Jadi Qrata-rata( joule )  (Q – Qrata-rata)2 = 6,3+ 6,29 J
Ralat nisbi =,6,29x 100% = 99,8%
6,3
Kebenaran = 100% - 99,8% = 0,2%


4. Ralat panas yang ditimbulkan oleh arus listrik

Q (joule) Qrata-rata( joule ) ( Q – Qrata-rata) (Q – Qrata-rata)2
75 787,75 -712,75 148032,6
150 787,75 -673,75 118508,1
225 787,75 -562,75 92264,1
300 787,75 -487,75 69300,6
375 787,75 -412,75 49617,6
450 787,75 -337,75 114075,1
525 787,75 -262,75 69037,6
600 787,75 -187,75 35250,1
675 787,75 -112,75 12712,6
750 787,75 -37,75 1425,1
825 787,75 37,25 1387,6
900 787,75 112,25 12600,1
975 787,75 187,25 35062,6
1050 787,75 262,25 68775,1
1125 787,75 337,25 113737,6
1200 787,75 412,25 169950,1
1275 787,75 487,25 237412,6
1350 787,75 562,25 316125,1
1425 787,75 637,25 406087,6
1500 787,75 712,25 507300,1

ΔQ =

Jadi Qrata-rata( joule )  (Q – Qrata-rata)2 = 787,75 + 82,37 J
Ralat nisbi = 82,37 x 100% = 10,4%
787,25
Kebenaran = 100% - 10,4% = 89,6%

II. Rangkaian B
1. Ralat panas yang diserap oleh air




Q (joule) Qrata-rata( joule ) ( Q – Qrata-rata) (Q – Qrata-rata)2
0 84 -84 7056
420 84 336 112896
0 84 -84 7056
0 84 -84 7056
0 84 -84 7056
0 84 -84 7056
0 84 -84 7056
0 84 -84 7056
420 84 336 112896
0 84 -84 7056
0 84 -84 7056
0 84 -84 7056
420 84 336 112896
0 84 -84 7056
0 84 -84 7056
420 84 336 112896
0 84 -84 7056
0 84 -84 7056
0 84 -84 7056
ΔQ =

Jadi Qrata-rata( joule )  (Q – Qrata-rata)2 = 84 + 38,3 J
Ralat nisbi = 38,3 x 100% = 45,6%
84
Kebenaran = 100% - 45,6% = 64,4%

2. Ralat panas yang diserap oleh pengaduk


Q (joule) Qrata-rata( joule ) ( Q – Qrata-rata) (Q – Qrata-rata)2
0 43,56 -43,56 1897,5
217,8 43,56 174,24 30359,5
0 43,56 -43,56 1897,5
0 43,56 -43,56 1897,5
0 43,56 -43,56 1897,5
0 43,56 -43,56 1897,5
0 43,56 -43,56 1897,5
0 43,56 -43,56 1897,5
217,8 43,56 174,24 30359,5
0 43,56 -43,24 1897,5
0 43,56 -43,24 1897,5
217,8 43,56 174,24 30359,5
0 43,56 -43,56 1897,5
0 43,56 -43,56 1897,5
0 43,56 -43,56 1897,5
217,8 43,56 174,24 30359,5
0 43,56 -43,56 1897,5
0 43,56 -43,56 1897,5
0 43,56 -43,56 1897,5

ΔQ =
Jadi Qrata-rata( joule )  (Q – Qrata-rata)2 = 43,56 + 19,86 J
Ralat nisbi = 19,86 x 100% = 45,6%
43,56
Kebenaran = 100% - 22,53% = 64,4%



3. Ralat panas yang diserap oleh kalorimeter


Q (joule) Qrata-rata( joule ) ( Q – Qrata-rata) (Q – Qrata-rata)2
0 25,2 -25,2 635,04
126,09 25,2 -8,4035 10178,8
0 25,2 -25,2 635,04
0 25,2 -25,2 635,04
0 25,2 -25,2 635,04
0 25,2 -25,2 635,04
0 25,2 -25,2 635,04
0 25,2 -25,2 635,04
126,09 25,2 -25,2 10178,8
0 25,2 -25,2 635,04
0 25,2 -25,2 635,04
126,09 25,2 -25,2 10178,8
0 25,2 -25,2 635,04
0 25,2 -25,2 635,04
0 25,2 -25,2 635,04
126,09 25,2 100,89 10178,8
0 25,2 -25,2 635,04
0 25,2 -25,2 635,04
0 25,2 -25,2 635,04

ΔQ =
Jadi Qrata-rata( joule )  (Q – Qrata-rata)2 = 25,2 + 11,49 J
Ralat nisbi = 11,49 x 100% = 45%
25,2
Kebenaran = 100% - 45% = 55%


4. Ralat panas yang ditimbulkan oleh arus listrik



Q (joule) Qrata-rata( joule ) ( Q – Qrata-rata) (Q – Qrata-rata)2
421,2 4422,6 -4001,4 16011201,96
842,4 4422,6 -3580,2 12817832,04
1263,6 4422,6 -4422,6 19559390,76
1684,8 4422,6 -7160,4 5127328,16
2106 4422,6 -2316,6 5366635,56
2527,2 4422,6 -1895,4 3592541,1
2948,4 4422,6 -1473,6 2171496,9
3369,6 4422,6 -1053 110889
3790,8 4422,6 -631,8 399171,24
4212 4422,6 -210,6 44352,36
4633,2 4422,6 210,6 44352,36
5054,4 4422,6 631,8 399171,24
5475,6 4422,6 1053 110889
5896,8 4422,6 1473,6 2171496,9
6318 4422,6 1895,4 3592541,1
6739,2 4422,6 2316,6 536635,56
7160,4 4422,6 4422,6 19559390,76
7581,6 4422,6 3159 9979281
8002,8 4422,6 3580,2 12817832,04
8424 4422,6 4001,4 16001201,96

ΔQ =

Jadi Qrata-rata( joule )  (Q – Qrata-rata)2 = 4422,6 + 528,1 J
Ralat nisbi = 528,1 x 100% = 11,9%
4422,6
Kebenaran = 100% - 11,9% = 88,1%



XI. PEMBAHASAN

Dalam percobaan kali ini, kami melakukan percobaan panas yang dihasilkan arus listrik. Pertama-tama kami menyusun dua rangkaian (A dan B) seperti pada gambar dengan bantuan pembimbing kami. Setelah itu kami melakukan percobaan untuk mengetahui panas yang ditimbulkan arus searah dan untuk membuktikan hukum Joule. Pada percobaan ini, dapat dilihat bahwa peningkatan suhu berbanding lurus dengan peningkatan waktu, akan tetapi perbandingannya tidak konstan karena dipengaruhi oleh faktor kuat arus listrik, suhu awal, ketepatan dalam membaca skala termometer dan factor lainnya. Disini kami juga mengalami kekurangan dalam langkah kerja, kekurangannya terletak pada percobaan untuk arus dan tegangan yang bervariasi pada tiap rangkaian. Kami hanya melakukan sekali percobaan pada setiap gambar rangkaian. Sehingga mengakibatkan kesulitan dalam perhitungan data dan pencapaian tujuan dari percobaan ini yaitu untuk menentukan panas yang ditimbulkan arus searah dan membuktikan hukum joule. Dalam pembuktian hukum joule, kami mengalami kesalahan pengukuran, karena hukum joule yang menyatakan bahwa :
Qrata –rata air + Qrata -rata kalorimeter +pengaduk + Qrata – rata termometer = Qrata-rata arus listrik
tidak terbukti, karena data yang kami dapat berdasarkan rumus diatas adalah sebagai berikut :
Pada rangkaian A :
21 J+ 10,89 J+ 6,3 J = 787,75 J
38,19J = 787,75 J
Pada rangkaian B :
84 J+ 43,56 J+ 25,218 J = 4422,6J
152,778 J = 4422,6 J

Panas yang ditimbulkan arus listrik pada rangkaian A adalah 425,25 joule, sedangkan pada rangkaian B adalah 882 joule. Untuk ralat keraguan massa kalorimeter tanpa pengaduk (kosong) didapatkan140,1 0,158gram , kebenaran yang didapatkan 99,887%. Ralat kalorimeter dengan air + pengaduk didapatkan243,58 + 0,3625 gram, dimana kebenaran yang didapatkan 99,851%. Pada rangkaian A ralat panas yang diserap air adalah 21 + 20,97 J, kebenarannya 73,30%. Ralat panas yang diserap oleh pengaduk adalah10,89 + 10,87 J , dengan kebenarannya 0,2%. Ralat panas yang diserap oleh kalorimeter adalah6,3+ 6,29 J, dengan kebenarannya 0,2%. Ralat panas yang ditimbulkan arus listrik adalah 787,75 + 82,37 J, dengan kebenarannya 89,6%.Untuk rangkaian B ralat panas yang diserap air adalah 84 + 38,3 J, dengan kebenarannya 64,4%. Ralat panas yang diserap oleh pengaduk adalah 43,56 + 19,86 J, dengan kebenarannya 64,4%. Ralat panas yang diserap oleh kalorimeter adalah 25,2 + 11,49 J, dengan kebenarannya 55%. Ralat panas yang ditimbulkan arus listrik adalah 4422,6  528,1 J, dengan kebenarannya 88,1%.

XII. KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang diperoleh dari hasil praktikum panas yang ditimbulkan arus listrik yaitu :
a) Aliran energi dapat dihitung dengan cara, kumparan panas suatu kalorimeter yang dialiri arus listrik, maka panas yang ditimbulkan oleh suatu kumparan akan diterima pleh air, termometer dan tabung kalorimeter.
b) Kumparan pemanas menghasilkan kalor, bila dialiri arus listrik disebabkan karena energi listrik yang dialirkan pada kumparan akan diubah menjadi energi kalor
c) Kumparan pemanas merupakan penghantar kalor yang baik.
d) Suhu yang diperlukan untuk pengaliran panas diberikan oleh arus listrik yang mengalir dalam suatu kumparan kawat tahanan (pemanas) selama jangka waktu.
e) Grafik suhu vs waktu dapat dinyatakan bahwa perubahan suhu berbanding lurus dengan perubahan waktu.
f) Jika sepotong kawat tahanan terendam dalam zat cair atau terbalut zat padat, dan dimasukkan sebagai bagian sistim timbulnya beda tegangan (V) dan arus konstan dalam kawat tahanan itu membangkitkan suatu aliran energi, yang disebut pengerjaan usaha.
g) Menurut hukum Joule, gaya elektrik di dalam suatu pengalir akan hilang apabila pengalir itu mengalirkan arus elektrik.Teori ini digunakan dalam lampu pijar yaitu filamen logam yang halus dipanaskan oleh arus sampai panas memutih.
h) Hukun Joule merupakan suatu cara khas untuk menuliskan prinsip kekekalan tenaga listrik diubah ke dalam tenaga termal. Dengan kata lain tenaga itu diubah menjadi panas untuk menurunkan suatu pernyataan tentang pembentukan panas persatuan waktu di dalam suatu penghantar mula-mula kita mencari pernyataan yang umum untuk input daya pada setiap bagian circuit listrik.
i) Panas yang ditimbulkan arus listrik pada rangkaian A adalah 425,25 joule, sedangkan pada rangkaian B adalah 882 joule. Untuk ralat keraguan massa kalorimeter tanpa pengaduk (kosong) didapatkan 143,62 + 0,3072 kg, kebenaran yang didapatkan 99,78%. Ralat kalorimeter dengan air + pengaduk didapatkan 243,58 + 0,3625 kg, dimana kebenaran yang didapatkan 99,85%. Pada rangkaian A ralat panas yang diserap air adalah 21 + 5,6 J, kebenarannya 73,30%. Ralat panas yang diserap oleh pengaduk adalah 10,96  2,92 J, dengan kebenarannya 73,34%. Ralat panas yang diserap oleh kalorimeter adalah 6,46  1,72 J, dengan kebenarannya 73,37%. Ralat panas yang ditimbulkan arus listrik adalah 425,25  53,6 J, dengan kebenarannya 87,4%.Untuk rangkaian B ralat panas yang diserap air adalah 27,3 + 6,14 J, dengan kebenarannya 77,51%. Ralat panas yang diserap oleh pengaduk adalah 14,248  3,21 J, dengan kebenarannya 77,47%. Ralat panas yang diserap oleh kalorimeter adalah 8,4035  1,889 J, dengan kebenarannya 77,52%. Ralat panas yang ditimbulkan arus listrik adalah 882  111,12 J, dengan kebenarannya 87,41%.














DAFTAR PUSTAKA

Halliday David – Resnick Robert. 1997. Fisika untuk Universitas. Jakarta : Erlangga
Van Cleave, Janice Pratt. Teaching The Fun of Physics. 1989. Semarang : Effar Offset
Bresnick, Stephen. 2002. Intisari Fisika. Jakrta : Hipokrates.
Kamajaya. 1999. Fisika Dasar I. Bandung : Ganeca Exact.
W. Joseph. 1991. Listrik dan magnet. Jakarta : PN. Balai Pustaka.
Soetrisno. 1984. Fisika Dasar. Bandung : Penerbit ITB.
Wibawa, Made Satriya. 2007. Penuntun Praktikum Fisika Dasar. Bali : Jurusan Fisika FMIPA Unud
www.wikipedia.org
www.google.com






0 comments:

Post a Comment

silahkan