Laporan Tara Kalor Mekanik 1

A. TUJUAN

Menentukan tara kalor mekanik

B. DASAR TEORI

Tara kalor mekanik adalah kesetaraan energi mekanik dengan energi panas, untuk menentukan panas jenis suatu zat ialah dengan cara persentuhan/ pencampuran. Panas jenis air konstan meliputi jangkauan temperatur yang lebar, sedangkan panas jenis suatu benda dengan mudah dapt diukur dengan memanaskan benda sampai temperatur tertentu yang mudah di ukur, dengan dengan menempatkannya dalam dalam bejana air yang massa dan temperaturnya temperaturenya diketahui, dan dengan mengukur temperature kesetimbangan akhir. Jika seluruh system terisolasi dari sekitarnya, maka panas yang keluar dari benda sama dengan  panas yang masuk ke air dan wadahnya. Prosedur ini dinamakan calorimetri, dan wadah yang terisolasi dinamakan kalorimater. Qkelu Qkelu ar = Qmasuk Qmasuk

Menurut joule, jika kawat logam berhambatan R ohm dialiri arus listrik I ampere selama t detik, kawat tersebut melepaskan energy sebesar : 2 

E = i Rt

Jika kawat ters ebut berada dalam bejana calorimeter berpengaduk yang berisi air, maka energy tersebut akan diterima oleh calorimeter,, pengaduk dan air, sehingga manaikkan suhunya dari T 1 menjadi T2. Energi yang diterima tersebut adalah : Q = W (T  2  2-T     ) 1  kal or i

Dengan W harga air calorimeter beserta pengaduk dan air di dalamnya. Jika massa calorimeter dan pengaduk ( tersebut dari bahan logam yang sama) = m k  dan kalo jenisnya c k , sedangkan massa air = m a dan kalor jenisnya c a maka : o 

W = ( m  c  + m  c  k  k  k  k  a  a  a  a   ) kalori/ C

Dengan ck =0,215 kalori /g oC , ca=1 kalori / oC . Jika 1 joule = A kalori, dalam hal ini A dinamakan Tara Kalor Mekanik, maka: 2 



W (T  -T   ) 2  2  1  = A i Rt Atau A = 

 

C. ALAT DAN BAHAN



Kalori meter listrik



Termometer



Stopwatch



 Neraca Torsi



Amperemeter DC



Voltmeter DC



Hambatan Geser



Adaptor



Sumber tegangan AC



Air

D. PROSEDUR PERCOBAAN 1.

Menimbang massa (m1) calorimeter kosong dengan pengaduknya

2.

Menimbang massa (m2) kalori meter berisi air seperempat bagian volume beserta  pengaduknya.

3.

Menempatkan bejana kalorimeter berisi air dan pengaduk dalam bejana pelindung calorimeter dan menutupnya, kemudian memasang thermometer. Setelah satu menit membaca dan mencatat suhunya ( T 1 )

4.

Membuat rangkaian listrik  Hambatan Geser

Kalorimeter Listrik Isi : Kawat hambatan, pengaduk air dan termometer

5.

Mengatur Rg ( R masih dalam keadaan tidak tercelup dengan air ). Sehingga  pembasaan amperemeter A menunjukkan kuat arus 1 ampere.

6.

Dalam keeadaan R tercelup dalam air dan calorimeter dalam keadaan tertutup, menghubungkan arus dalam rangkaian dan mengaduk perlahan agar kalor dari R

diserapmerata oleh air dan calorimeter, sambil mengamati kenaikan suhunya pada thermometer. 7.

Mencatat suhunya setelah naik ± 4°C, dan mencatat pula waktu lamanya arus mengalir dan tegangan atau kuat arus pada multimeter.

8.

Mengulangi untuk kuat arus 1,5 ampere dan 2 ampere.

E. DATA HASIL PENGAMATAN



mk = ( 120,5 ±

0,05 ) g



ma = ( 181,7



T0  = ( 24 o

±



i1 = ( 2

±



i2 = ( 3



i3 = ( 4

±



V1 = ( 5

±

0,05 ) Volt



V2 = ( 7

±

0,05 ) Volt



V3 = ( 4

±

0,05 ) Volt



t1 = ( 647

±

0,5 ) s



t2 = ( 221

±

0,5 ) s



t3 = ( 141

±

0,5 ) s



T1 = ( 32o

±

0,05 ) oC



T2 = (36o

±

0,05 ) oC



T3 = ( 40o

±

0,05 ) oC

±

±

0,05 ) g 0,05 ) g 0,25 ) A 0,25 ) A 0,25 ) A

F. ANALISIS DATA

 A 

W (T 2  T 1 ) 2

( mk ck 



i  Rt 

 ma c a )(T 2  T 1 ) i

2

v



( mk ck 

 ma c a )(T 2  T 1 ) i.V .t 

t 

i

 A

 A 

mk  

mk   A



(T 2 .c k 



(iVt ) 2 (T 2 .c a



(iVt ) 2 (mk  .c k 

 A





T 1

T 1 



V 



t 

V 

V  

 A

t 

t 

mk  c k   ma ca i.V .t   mk  c k   ma c a



i.V .t 



 (mk  .c k   ma .ca )(T 2  T 1 ) 2

i .V .t 

 ma .c a )(T 2  T 1 )

0   I .V (mk  .ck 

 I 

 A

ca (T 2  T 1 )

 (mk  .c k   ma .ca )(T 2  T 1 )



2

(i.V .t )(i.V .t ) 

 I  

ck  (T 2  T 1 )

 ma .ca )(T 2  T 1 )

0   It (mk  .ck 

 A

i.V .t 

(iVt ) 2

0  Vt (mk  .ck 

 A

(i.V .t )(i.V .t )

 A





 ( mk  .c k   ma .c a )(iVt )  0

 I 

 A



(iVt ) 2

T 1

 A

T 2

 ma .c a )(iVt )  0

T 2

T 2 

i.V .t 

 T 1 .c a )(iVt )  0

ma  A

ma

 A

ma 

 T 1 .c k  )(iVt )  0

mk   A

 A

i.V  .t 

 ma .c a )(T 2  T 1 )



 (mk  .c k   ma .ca )(T 2  T 1 ) 2

(i.V .t )(i.V .t )

i.V .t 

Penghitungan Pertama  I 1 

(1  0,25) A

V 1 

(2  0,5)V 

 A1 

 A

(m k  c k 

m a



(120,5.0,215  181,7.1)(36  32)

i.V .t 



c k  (T 2  T 1 )

2.5.647



i.V .t 

m k   A

 ma c a )(T 2  T 1 )



c a (T 2  T 1 ) i.V .t 

0,215 (36  32 )



2.5.647 

1(36  32 ) 2.5.647



0,86 6470

4 6470

 0,000132

 0,000618



(207,6075)(4) 6470



830,43 6470

 0,128

 A

mk  c k   ma c a



T 2

119 ,5.0,215



 mk  c k   ma c a



T 1



i Vt 

 A

 ( m k  c k   m a c a )(T 2  T 1 )



2

V 



 ( mk  c k   ma c a )(T 2  T 1 )





2

t   A

 A

mk  

mk 

ma

ma 

 0,03

3606

 0,13

12.2.1803 ( 119 ,5.0,215  94 ,5.1)(4)

1.2.18032

iVt 

 A1 

 120 ,1925

1.2 2.1803 (119,5.0,215  94,5.1)(4)

iV  t 

 A

0,03

(119,5.0,215  94,5.1)(4)



2

 I 



1.2.1803

 ( mk  c k   ma c a )(T 2  T 1 )





3606

 119 ,5.0,215  94,5.1

iVt 

 A

120 ,1925



1.2.1803

iVt 

 A

 94 ,5.1

 A

 A

T 2 

T 2

T 1

 A

T 1 

 0,067

 0,00015

 I  

 I 

 A

V  

V 

 A

t 

t 

 A1  0,00024 0,5  0,0011 0,5  0,03 0,5   0,03 0,5   0,13 0,25   0,067 0,5   0,00015 0,5  A1  0,00012  0,00055  0,015  0,015  0,325  0,0335  0,000075  A1  0,389kalori

  A1   A1  (0,133  0,389 ) kalori



Penghitungan kedua  I 2  (1,5  0,25) A V 2  (3  0,5)V 

(m k  c k 

 A2 



 A





T 2

0,215 (33  29 )



c a (T 2  T 1 )

1(33  29 )



m k  c k   m a c a





4 2659 ,5

 m k  c k   m a c a

119 ,5.0,215



 94 ,5.1



i Vt 



2659 ,5

120 ,1925 2659 ,5

 119 ,5.0,215  94,5.1

 (m k  c k   ma c a )(T 2  T 1 )

(120 ,1925 )(4)

 0,00032



1,5.3.591 2



 0,0015

1,5.3.591

iVt 



2659 ,5



1,5.3.591

0,86



1,5.3.591

iVt 

T 1

 I 

c k  (T 2  T 1 )

i.V .t 

m a

 A

(119,25 .0,215  94,5.1)(33  29) 1,5.3.591

i.V .t 

m k 

 A



i.V .t 

 A

 A

 m a c a )(T 2  T 1 )



0,045

 120 ,1925

2659 ,5

(119 ,5.0,215 2

 94,5.1)(4)

1,5 .3.591

 0,045

 0,12



480 ,77 2659 ,5

 0,180

 A

 ( mk  c k   ma c a )(T 2  T 1 )



V 

(119 ,5.0,215  94 ,5.1)(4)



2

t 

1,5.3.591

iVt 

 A

 A2 

mk 

mk  

 A

ma 

ma

 A T 2

0,0015 0,5

 A

T 2 

 I  

 I 

V  

V 

 A2 

0,00016  0,00075  0,0225  0,0225  0,3  0,03  0,000015

 A2 

0,106kalori

  A2   A2  (0,18 

  0,045

 0,0003

 A

0,00032 0,5



0,045 0,5

 A

T 1 

T 1

2

 A2 



 0,06

1,5.3 .591

 ( mk  c k   ma c a )(T 2  T 1 )



 94 ,5.1)(4)

2

iV  t 

 A



(119 ,5.0,215



2

0,5

 A

t 

t 

  0,12

0,25

  0,06

0,5

  0,0003

0,5

0,106 )kalori

Penghitungan Ketiga  I 3  (2  0,25) A V 3  (4  0,5)V 

( mk  c k 

 A3 



 A





T 2 



c a (T 2  T 1 )

1(37



 33 )





4



3504

119 ,5.0,215



 m k  c k   m a c a



3504

 0,0011

 94 ,5.1



120 ,1925



2

 ( m k  c k   m a c a )(T 2  T 1 ) 2



 (m k  c k   m a c a )(T 2  T 1 ) 2

iVt 



0,034

 120 ,1925

2.4.438 



3504

 119 ,5.0,215  94,5.1

 ( m k  c k   m a c a )(T 2  T 1 )

(120,1925)(4)

0,00024

2.4.438

iV  t  



3504

2.4.438

m k  c k   m a c a

0,86



2.4.438

i Vt 

V 

t 

 33 )

iVt 

 I 

 A

0,215 (37



iVt 

T 1

 A

c k  (T 2  T 1 )

i.V .t 

m a

 A

(119,25.0,215  94,5.1)(37  33) 2.4.438

i.V .t 

m k 

 A



i.V .t 

 A

 A

 m a c a )(T 2  T 1 )

3504

(119 ,5.0,215

 94 ,5.1)( 4)

2 2 .4.438 ( 119 ,5.0,215  94 ,5.1)(4) 2.4 2.438 ( 119 ,5.0,215  94 ,5.1)(4) 2.4.438 2

 0,034

 0,068

 0,017

 0,00031



480,77 3504



0,137

 A

 A3 

mk 

mk  

 A ma

 A

ma 

T 2

 A T 1

 A

 I  

 I 

0,5

V  

V    0,068

 A

t 

t 

 A3 

0,00012  0,00055  0,017  0,017  0,017  0,00085  0,000015

 A3 

0,0603kalori

  A3   A3  (0,137 

  0,034

 A

0,00024 0,5



0,034 0,5

T 1 

 A3 



0,0011 0,5

T 2 

0,25

  0,017

0,5

  0,00031 0,5

0,0603 )kalori

G. PEMBAHASAN

Pada praktikum ini bertujuan untuk menentukan tara kalor mekanik. Sehingga kalor ini merupakan suatu zat yang dapat mengalir. Zat ini dinamakan kalorik yang terdapat dalam benda apapun dan kalorik ini dapat berpindah ketika bersuhu tinggi dan sebaliknya  jika bersuhu rendah. Zat ini juga bergantung pada arus yang dikeluarkan oleh  Hambatan  geser . Jadi semakin besar arus yang diberikan, semakin besar atau cepat kenaikan suhu. Berdasarkan hasil analisis perhitungan, nilai tara kal or mekanik yang didapat ialah : 1.

 A1   A1  (0,133  0,389 ) kalori

2.

 A2   A2  (0,18 

3.

 A3   A3  (0,137 

0,106 ) kalori 0,0603 ) kalori

H. KESIMPULAN

Kesimpulan dari praktikum ini : 1. Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda sebesar 1oC. 2. Tara kalor mekanik adalah perbandingan antara usaha dengan kalor, nilainya selalu tetap yaitu 4,3 Joule/kalori. 3. Arus yang diberikan oleh hambatan geser   mempengaruhi cepat atau lambatnya kenaikan pada suhu Jadi semakin besar arus yang diberikan, semakin cepat juga kenaikan suhu tersebut.

I. DAFTAR PUSTAKA

1. Sears. Zemansky(1982). Fisika untuk Universitas 1.Bandung: Penerbit Binacipta.