Marta Masniary Nainggolan Santa Simanjuntak Yoel Oranda Sitanggang METODE EKSPERIMEN Oleh : Marta Masniary Nainggolan Santa Simanjuntak Yoel Oranda Sitanggang Sulistra Simamora Lagito Prancis Pakpahan FISIKA s1 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

NILAI BAHANG JENIS AIR DENGAN METODE JOULE

Tujuan Percobaan : Menentukan nilai bahang atau panas jenis air dengan metode joule Membuktikan kesetaraan bahang dengan energi listrik Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi nilai bahang jenis air

TEORI Dalam sebuah kawat hambatan yang dialiri listrik terjadi pemanasan akibat energi listrik menjadi energi panas. Karena daya yang ditimbulkan oleh arus DC (I) melalui tegangan (V) sama dengan I dikali V, maka dalam waktu t, energi panas yang dihasilkan adalah Dalam metode Joule, kawat hambatan tersebut terletak di dalam air (cairan lain) di dalam sebuah bejana khusus yang disebut kalorimeter. Menurut teori kalor dasar, energi E yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu benda bermassa m, melalui suhu ∆T adalah : Dimana c disebut nilai bahang benda tersebut. E = V.I.t 1 2 E = m.c.∆T

E = (mA.cA + mK.cK) ∆T V.I.t = (mA.cA + mK.cK) ∆T 3 Bila diterapkan pada kalorimeter yang berisi air maka persamaannya menjadi Dimana mA = massa air (kg) c A = kalor jenis air (Jkg-1C⁰-1 ) atau (Jkg-1K-1) m K = massa kalorimeter (kg) cK = kalor jenis bahan kalorimeter (Jkg-1C⁰-1 ) atau (Jkg-1K-1) ∆T = perubahan suhu (C⁰ atau K-1 ) Bila disamakan energi listrik persamaan 1 dan 3 maka diperoleh Nilai cA dapat ditentukan dalam eksperimen dimana ck diketahui dan semua besaran lain diukur. V.I.t = (mA.cA + mK.cK) ∆T

Peralatan dan fungsi PSA (Power Supply Adaptor) Fungsinya : sebagai sumber arus 2. Ammeter DC Fungsinya : sebagai alat untuk mengukur arus searah 3. Voltmeter DC Fungsinya : sebagai alat untuk mengukur tegangan searah 4. Kabel Penghubung Fungsinya : menghubungkan rangkaian 5. Termometer Fungsinya : sebagai alat untuk mengukur suhu

6. Tabung kalorimeter dan pengaduk (bahan kalorimeter :aluminium) Fungsinya : metode yang digunakan untuk menentukan kalor jenis bahan 7. Stopwatch Fungsinya : sebagai alat untuk mengukur waktu 8. Air Es Fungsinya : untuk membuat air di bawah suhu kamar 9. Neraca Fungsinya : sebagai alat untuk mengukur massa

PROSEDUR PERCOBAAN Dipersiapkan peralatan yang sudah dirangkai Ditimbang massa tabung beserta tutup dan pengaduk Dimasukkan air es ke dalam gelas ukur sebanyak 100 ml Dimasukkan air es ke dalam tabung kalorimeter dan ditimbang massa totalnya Diukur suhu awalnya Dinyalakan PSA bersamaan stopwatch Ditentukan tegangan dan arusnya Diaduk air es yang ada di dalam tabung kalorimeter dengan batang pengaduk Dicatat perubahan suhu dengan interval waktu 1 menit hingga 20 menit

DATA PERCOBAAN Massa tabung = 100 ,9 gram Massa total = 200,9 gram Massa air es = 100 gram Suhu awal = 11,1 ⁰ C Arus = 2,4 A Tegangan = 3,4 volt C Aluminium = 900 J/Kg ⁰ C

Waktu (sekon) Suhu (⁰C) Daya P= V.I (Watt) 60 11,9 8,16 120 12,7 180 13,8 240 14,4 300 15,0 360 15,7 420 16,6 480 17,5 540 18,4 600 19,5 660 20,4 720 21,1 780 21,5 840 22,3 900 23,0 960 23,9 1020 24,3 1080 24,9 1140 25,7 1200 26,1

ANALISA DATA Membuat Grafik t-Vs-T

2.Menghitung nilai bahang jenis air secara praktik Q = m.c.∆T V.I.t = (mA.cA + mK.cK) ∆T (mA.cA + mK.cK ) = V . I . T ∆T (mA.cA + mK.cK ) = P . Slope { (0,1 kg x CA ) + ( 0,1009 kg x 900 J/Kg ⁰ C ) }= ( 8,16 Watt) (66,6 S/ ⁰ C) (0,1 kg x CA) + ( 90,81 J/ ⁰ C ) = 543,456 J/ ⁰ C 0,1 kg CA = 452,64 CA = 4526,46 J/ ⁰ C

Menghitung persen Deviasi = 7,77 %

ULASAN 1. Nilai bahang jenis Air (cA.Praktek ) yang kami peroleh = 4526,46 J/Kg ⁰ C, sedangkan Nilai bahang jenis Air (cA.Teori ) = 4200 J/Kg ⁰ C Dari hal ini dapat diketahui bahwa nilai bahang jenis air yang praktikan peroleh lebih besar dibanding nilai bahang jenis air secara teori. Dan menyebabkan persen deviasi sebesar 7,77 % 2. Sumber-sumber Ralat : Ammeter Ketelitian = ½ x skala terkecil = ½ x 0,1 A = 0,05 A Ralat = 0,05/2,4 x 100 % = 2,08 %

Voltmeter Ketelitian = ½ x 0,1 V = 0,05 V Ralat = 0,05/3,4 x 100% = 1,47 % Thermometer Ketelitian = ½ x 0,1 ⁰ C = 0,05 ⁰ C Ralat = 0,05/15 x 100 % = 0,3 % Stopwatch Ketelitian = ½ x 0,01 S = 0,005 S Ralat = 0,005/60 x 100% = 0,008 %

Jadi, Ralat pengukuran maksimumnya adalah = (2,08 + 1,47 + 0,3 + 0,008) % = 3,93 % Jika dibandingkan dengan persen deviasi, maka hasil ralat pengukuran maksimum tentu saja lebih kecil, karena dalam persen deviasi telah mencakup semua ralat, baik ralat yang dapat dihitung maupun tidak dapat dihitung, yang terjadi selama percobaan berlangsung.

KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN 1.Dalam percobaan ini,diperoleh bahwa nilai bahang jenis air secara praktikum adalah 4526,46 J/ ⁰ C. Jika dibandingkan dengan nilai bahang jenis air secara teori,maka hasil ini berbeda dengan hasilnya secara teori ( CA = 4200 J/ ⁰ C) dan mengakibatkan persen deviasi sebesar 7,77 %

2. Dalam percobaan ini,dapat diperoleh hubungan bahwa bahang merupakan suatu bentuk energi, hal ini dapat dibuktikan melalui hasil percobaan, dimana ternyata kalor yang terjadi sama dengan usaha yang dilakukan. Ini dapat dilihat dari kenaikan temperatur air didalam kalorimeter seiring dengan bertambahnya jumlah waktu yg digunakan. 3. Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai bahang jenis air ialah - Tegangan (V) - Kuat arus (I) - waktu (S) - Massa air - Suhu (⁰ C)

SARAN Sebaiknya praktikan telah mengetahui dan mengusai prosedur percobaan dan teorinya agar mudah melakukan praktikum Sebaiknya praktikan memahami cara menggunakan alat-alat ukur yang digunakan dalam percobaan Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam pembacaan skala alat yang digunakan agar hasilnya lebih akurat

SEKIAN DAN TERIMAKASIH