KONSTANTA
JOULE KALORIMETER LISTRIK
Oleh: Mahasiswa Jurusan Fisika
Abstrak
Telah dilakukan eksperimen Konstanta Joule Kalorimeter yang dilaksanakan pada hari Sabtu, tanggal 30 Oktober 2010 pukul 14.30 sampai dengan 17.00 WIB di Laboratorium Fisika Fakultas Sains
dan Teknologi Universitas Bandung. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan besar kalor jenis kalorimeter berbahan
kaca dan menghitung konstanta joule kalorimeter. Dari
hasil eksperimen diperoleh bahwa kalor
jenis kaca adalah 0,228 g/cal dan besar konstanta joule adalah 5168 joule/kalor
dengan waktu pemanasan selama 10 menit.
Kata kunci : kalor, kalor
jenis, kalorimeter, konstanta joule.
Abstract
Have been conducted the experiment
for the joule constant calorimeters executed on Saturday, date of 30 October 2010
beating 14.30 up to 17.00 WIB in Laboratory of Physics, Faculty Of Science and
Technology, State Islamic University Of Bandung. Intention of this attempt is to determine of Heat
Specific Calorimeters made from glass and joule constant calorimeter. From this
experiment getting that heat Specific of glass is 0,228 g/cal and joule
constant is 5168 joule/cal for heating in 10 minutes.
Keywords
: Heat,
Specific Heat, Calorimeters, joule
constant.
I. PENDAHULUAN.
1.1 Tujuan
- Menentukan nilai air kalorimeter.
- Menentukan
konstanta Joule.
1.2 Dasar Teori
Kalor adalah bentuk energi yang mengalir atau
berpindah karena adanya perbedaan temperatur atau suhu. Besar kenaikan suhu
sebanding dengan banyaknya kalor yang diterima dan berbanding terbalik dengan
masa zat dan kalor jenis zat. Sesuai persamaan :
Q = m. c .∆t
Dengan Q adalah jumlah kalor yang diterima, m
adalah massa zat,
adalah perubahan suhu dan c adalah kalor jenis
benda, yaitu banyaknya kalor yang diperlukan suatu zat untuk menaikan suhu 1 kg
zat tersebut sebesar 1o C.
 |
Kalor jenis beberapa zat. Halliday-Resnick-Walker,
Fundamental of Physic page 607.
|
Kalorimeter Listrik
Bila kumparan pemanas kalorimeter dialiri arus
listrik, maka panas yang ditimbulkan oleh kumparan akan diterima oleh air,
thermometer, dan tabung kalorimeter. Energi listrik (W) yang digunakan oleh
alat dengan beda potensial V dan arus listrik I selama selang waktu t adalah :
W = V. I.
t
Sedangkan panas (H) yang ditimbulkan yaitu sebesar
:
H = [Na + m.C].∆t
Dengan Na merupakan nilai air kalorimeter, m adalah massa air, C adalah
kalor jenis air, dan ∆t merupakan perubahan suhu kalorimeter.
Tara kalor listrik didefinisikan sebagai perbandingan antara energi yang
digunakan dengan kalor yang ditimbulkan :
II. METODE
2.1.Waktu & Tempat
Hari/ tanggal : Sabtu, 30 Oktober 2010
Waktu : 14.30 – 17.00
WIB
Tempat : Laboratorium Fisika Fak. Sains dan Teknologi Kampus Bandung
2.2.Alat & Bahan
1. Kalorimeter listrik
2. Catu daya
3. Multimeter
4. Pemanas listrik
5. Bejana pemanas
6. Termometer digital
2.3.Cara Kerja
Percobaan 1.
Mencari Nilai Kalorimeter Air
Percobaan dimulai
dengan menimbang kalorimeter kosong dan pengaduknya, memasukan air 250 ml
kedalamnya dan menimbangnya kembali. Setelah itu mencatat suhu awal air .
Memanaskan air 750 ml pada gelas ukur lalu mencatat suhu air pada saat
mendidih. Memasukan air mendidih itu
kedalam kalorimeter yang berisi air 250 ml lalu memperhatikan suhu pada
thermometer dan mencatat suhu pada saat setimbang. Menimbang kalorimeter
setelah suhu kesetimbangan tercapai. Masing-masing penimbangan dilakukan
sebanyak 5 kali.
Percobaan 2.
Mencari Konstanta Joule
Pada percobaan ke-2 setelah
kalorimeter ditimbang, air sebanyak 2/3 bagian dimasukan ke tabung kalorimeter
tersebut lalu mencatat suhu awalnya. Kemudian menyusun rangkaian percobaan
seperti gambar 1. Mencatat suhu, arus dan tegangan listrik setiap 1 menit
sekali.
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil Percobaan
Percobaan 1. Mencari
nilai air kalorimeter
Tabel I
|
Massa kesetimbangan kalorimeter + air panas (Kg)
|
Suhu kesetimbangan (oC)
|
Massa kalorimeter + air dingin (kg)
|
Massa kalorimeter (kg)
|
PERC. KE
|
|
1,842
|
75,3
|
1,135
|
0,910
|
1
|
|
1,839
|
74,3
|
1,133
|
0,908
|
2
|
|
1,840
|
74,2
|
1,135
|
0,910
|
3
|
|
1,841
|
74,0
|
1,135
|
0,910
|
4
|
|
1,840
|
73,8
|
1,133
|
0,908
|
5
|
|
1,840
|
74,3
|
1,134
|
0,909
|
|
Percobaan 2.
Mencari konstanta Joule
Tabel II
|
Massa kalorimeter + air (Kg)
|
PERC. KE
|
|
1,580
|
1
|
|
1,575
|
2
|
|
1,570
|
3
|
|
1,580
|
4
|
|
1,580
|
5
|
|
1,577
|
|
|
Tegangan (V)
|
Arus (A)
|
Suhu (oC)
|
MENIT KE
|
|
226
|
1,485
|
32,7
|
1
|
|
226
|
1,484
|
33,2
|
2
|
|
226
|
1,484
|
33,7
|
3
|
|
226
|
1,484
|
34,7
|
4
|
|
226
|
1,482
|
35,9
|
5
|
|
226
|
1,487
|
37,9
|
6
|
|
226
|
1,484
|
39,7
|
7
|
|
227
|
1,490
|
42,4
|
8
|
|
226
|
1,487
|
49,0
|
9
|
|
227
|
1,491
|
81,2
|
10
|
|
226,4
|
1,486
|
|
3.1 Pembahasan
Menurut Asas Black :
"kalor yang dilepaskan oleh suatu benda adalah sama dengan kalor yang
diterima oleh benda lainnya". Percobaan pertama menggunakan asas tersebut,
pada saat air panas bercampur dengan air dingin terjadi perpindahan kalor di dalam kalorimeter dari air yang
bertemperatur lebih tinggi ke air yang bertemperatur lebih rendah. Pada saat
suhu kesetimbangan tercapai, kalor yang dilepaskan sama dengan kalor yang
diterima.
Karena panas jenis air praktis konstan meliputi
jangkauan temperatur yang lebar, kalor jenis sebuah benda dapat diukur dengan
memanaskan benda sampai suatu temperatur tertentu yang mudah diukur, dengan
menempatkannya dalam bejana air yang massa dan temperaturnya diketahui, dan
dengan mengukur temperatur kesetimbangan air. Jika sistem terilsoalsi dari
sekitarnya, maka panas yang keluar dari benda sama dengan panas yang masuk ke
air dan wadahnya. Prosedur ini dinamakan kalorimeter dan wadah air yang
terisolasi dinamakan kalorimeter.
Dari hasil eksperimen yang
telah dilakukan diperolah bahwa kalor jenis kaca adalah 0,228 cal/g, sedangkan
menurut literatur adalah 0,200 cal/g dengan % ketelitian sebesar 88%. Perlu
ketelitian yang lebih dalam percobaan ini agar hasilnya lebih baik lagi.
Dengan memanaskan kumparan di dalam kalorimeter listrik
kita juga dapat menghitung konstanta joule atau tara kalor listrik yang
didefinisikan sebagai perbandingan antara energi yang digunakan dengan kalor
yang ditimbulkan. Dari hasil perhitungan diperoleh konstanta joule sebesar 5168 ± 21,3 x10-3 dengan waktu pemanasan selama 10 menit.
Sedangkan dari hasil
pengolahan data menggunakan MS-Excell, diperoleh konstanta joule sebesar 779,4
sm, berbeda jauh dengan perhitungan langsung. Factor tegangan listrik dan arus
listrik dari PLN yang
berubah-ubah sangat mempengaruhi dalam percobaan kedua ini.
Dalam percobaan ini seluruh
sistem (wadah air) harus benar-benar terisolasi dengan baik, karena akan sangat
berpengaruh terhadap hasil perhitungan.
IV. KESIMPULAN
Dalam eksperimen yang telah dilakukan, teramati adanya perpindahan kalor dari zat
yang bersuhu lebih tinggi ke zat yang bersuhu lebih rendah hingga tercapainya
suhu kesetimbangan dalam kalorimeter. Dari hasil perhitungan yang telah
dilakukan diperoleh besar kalor jenis kaca sebesar 0,228 g/cal dengan tingkat
ketelitian sebesar 88%. Selain itu dari eksperimen ini diperolah juga konstanta
joule/ tara kalor listrik sebesar 5168 joule/kalor dengan ketidakpastiannya sebesar 21,3 x 10-3
dengan
waktu pemanasan selama 10 menit.
DAFTAR PUSTAKA
Hikam, M., Prasetyo, P.B, dan Saleh, D. "Eksperimen Fisika Dasar Untuk
Universitas". Kencana, Jakarta, 2005.
Resnick & Haliday, “Fisika Jilid 1” Bab
20 Erlangga (Terjemahan).
Sanjaya, Mada. "Modul Belajar Listrik Magnet". UIN Sunan Gunung
Djati Bandung, Bandung. 2010.
Serway, R. “Physic for scientist & Engineerings With Modern Physic”,
James Madison University Harisson Burg, Viriginia, 1989.
Tipler, Paul. “Fisika Untuk Sains dan Tekhnik
Jilid 1” Erlangga (Terjemahan).
0 comment:
Post a Comment