1. BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Tujuan percobaan
1. Mengamatidanmemahami proses perubahanenergilistrikmenjadikalor
2. Menghitung factor konversi energy listrikmenjadikalor
1.2. Dasar Teori
Kita mengetahui bahwa arus listrik yang mengalir pada suaturangkaian juga
menghasilkan panas. Pada peralatan–peralatan yangmenggunakan arus listrik sebagai
sumber energinya, apabila kita aktifkandalam jangka waktu tertentu, maka akan timbul
panas pada bagianrangkaian listrik yang merupakan tempat/pusat aktifitas arus
listrik.Kenyataan tersebut perlu dikaji lebih lanjut mengingat panas yangditimbulkan
tergantung oleh beda potensial, arus listrik serta waktu yangdiperlukan.
Hukum kekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat dimusnahkan dan
diciptakan melainkan hanya dapat diubah dari suatu bentuk energi kebentuk energi yang
lain. Misalnya pada peristiwa gesekan energi mekanik berubah menjadi panas. Pada mesin
uap panas diubah menjadi energi mekanik. Demikian pula energi listrik dapat diubah
menjadi panas atau sebaliknya. Sehingga dikenal adanya kesetaraan antara panas dengan
energi mekanik/listrik, secara kuantitatif hal ini dinyatakan dengan angka kesetaraan
panas-energi listrik/mekanik. Kesetaraan panas-energi mekanik pertama kali diukur oleh
Joule dengan mengambil energi mekanik benda jatuh untuk mengaduk air dalam
kalorimeter sehingga air menjadi panas. Energi listrik dapat diubah menjadi panas dengan
cara mengalirkan arus listrik pada suatu kawat tahanan yang tercelup dalam air yang
berada dalam kalorimeter. Energi listrik yang hilang dalam kawat tahanan besarnya
adalah:
W = v.i.t
W = energi listrik (joule)
v = tegangan listrik (volt)
i = arus listrik (ampere)
t = lama aliran listrik (sekon)
Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat.Secara umum untuk
mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu bendayaitu dengan mengukur suhu
benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kaloryang dikandung oleh benda sangat besar,
1

2. begitu juga sebaliknya jika suhunyarendah maka kalor yang dikandung sedikit. Besar
kecilnya kalor yangdibutuhkan suatu benda(zat) bergantung pada 3 faktor berikut:
1. massa zat
2. jenis zat (kalor jenis)
3. perubahan suhu
Kalor adalah suatu bentuk energi yang berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke
benda yang bersuhu lebih rendah ketika benda itu saling berhubungan. Benda yang
menerima kalor, suhunya akan naik sedangkan benda yang melepas kalor, suhunya akan
turun. Besarnya kalor yang diserap atau dilepas oleh suatu benda berbanding lurus dengan:
1. Massa benda
2. Kalor jenis benda
3. Perubahan suhu
Jadi besarnya kalor dapat dirumuskan:
Q = m .c. Δt
Dalam satuan SI, kalor adalah joule. Satuan kalor yang lain adalah kalori. Kesetaraan joule
dan kalori adalah sebagai berikut:
1 joule = 0,24 kalori
1 kalori = 4,184 joule
Satu kalori adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 1˚C air
murni yang massanya 1 gram. Kalor jenis (c) adalah banyaknya kalor yang diperlukan
untuk menaikan 1 kg zat sebesar 1K atau 1˚C.
c=
2

3. Keterangan :
Q = jumlah kalor (Joule)
m = massa zat (gram)
Δt = perubahan suhu (˚C)
c = kalor jenis (kal/gr ˚C)
Hukum kekalan energi kalor (azas black) menyatakan bahwa “Pada pencampuran
dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat bersuhu tinggi sama dengan banyaknya kalor
yang diterima zat bersuhu rendah.”
Atau dapat dirumuskan:
Qlepas= Qterrima
Maka energi listrik yang dilepaskan akan diterima oleh air dalam kalorimeter dan
kalorimeter itu sendiri, sehingga akan terjadi perubahan panas pada air dan kalorimeter.
Adapun besarnya nilai kesetaraan kalor listrik dapat dinyatakan dengan persamaan:
γ=
Keterangan:
γ = kesetaraan kalor
ma= massa air dalam calorimeter (gram)
ca= kalor jenis air (kal/gr˚C)
mk = massa calorimeter (gram)
ck = kalor jenis calorimeter (kal/gr˚C)
ta = suhu akhir (˚C)
t = suhu awal (˚C)
3

4. BAB II
ALAT DAN BAHAN
2.1 Alat dan Bahan
Alat:
1. Neraca
2. Kalorimeter Joule
3. Sumber tegangan searah
4. Beberapah buah kalorimeter
5. Amperemeter dan voltmeter
6. Hambatan depan
7. Kabel-kabel penghubung
Bahan:
1. Air
4

5. BAB III
METODE PERCOBAAN
1. Catat suhu, tekanan udara dan kelembaban ruangan sebelumdan sesudah percobaan.
2. Timbanglah kalorimeter kosong dan pengaduknya.
3. Timbanglah kalorimeter berisi air untuk mengetahui massa air dalam kalorimeter.
4. Buatlah rangkaian seperti gambar 1.
5. Atur Rd dan E sehingga didapatkan harga arus dan tegangan yang pantas.
6. Amatilah suhu awal kalorimeter (T1)
7. Jalankan arus selama 7 menit.
8. Amati perubahan suhu (T) tiap satu menit hingga menit terakhir dan catat tiap
perubahan suhu air kalorimeter (T2)
9. Matikan arus dan amati penurunan suhu selama waktu yang digunakan pada
langkah nomor 7 dan catat kembali tiap perubahan suhunya setiap satu menit.
10. Gantilah air yang ada dalam kalorimeter, timbang kalorimeter yang berisi air ini
(pengisian air pada kalorimeter ini dengan massa yang berbeda dengan percobaan
terdahulu)
11. Ulangi langkah nomor 6 s/d 9.
12. Ulangi percobaan ini dengan merubah arus dan waktu yang digunakan.
5

6. BAB IV
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
4.1 Data Pengamatan
Keadaan Ruangan P (cm) Hg T (oC) C (%)
Sebelum Percobaan 75,5 25 78
Sesudah Percobaan 75,6 25 78
1. Data Pengamatan I 2. Data Pengamatan II
No. t (s) T naik T turun No. t (s) T naik T turun
1. 0 28 30 1. 0 27 38
2. 60 29 30 2. 60 30 38
3. 120 29 30 3. 120 32 37
4. 180 29 30 4. 180 34 37
5. 240 30 30 5. 240 35 36
6. 300 30 30 6. 300 37 36
7. 360 30 30 7. 360 38 36
8. 420 31 30 8. 420 39 35
Amperemeter: 0,6 mA Amperemeter: 0,15 mA
3. Tabel Perhitungan
Mk Mair V t T1 T2’ T3 ∆T’ T2 W
No. I (A) o o o o o
Q (joule) C
(gr) (gr) (volt) (s) ( C) ( C) ( C) ( C) ( C) (joule)
0,1108
1. 112,7 40,5 2 420 0,6 28 31 30 1 322 504 1091,16
kal
0,0141
2. 113 47,2 4,5 420 0,15 27 39 35 4 43 283,5 4819,65
kal
112,85 43,85 3,25 420 0,375 27,5 35 32,5 2,5 37,5 393,75 2955,405 0,06245
Keterangan: dikarenakan pada pengatur sumber tegangan tidak dapat di set untuk 4 volt, maka
kami menggunakan 4,5 volt sebagai penggantinya.
6

7. 4.2 Perhitungan
1. Pengamatan 1 2. Pengamatan II
Diketahui: Diketahui:
Mk + air = 153,2 gr Mk + air = 160,2 gr
Mk = 112,7 gr Mk = 113 gr
M air = 40,5 gr M air = 47,2 gr
Ck = 0,217 Ck = 0,217
T1 = 28 oC T1 = 27 oC
T2’ = 31 oC T2’ = 39 oC
T3 = 30 oC T3 = 35 oC
∆T’ = T2’ – T3 ∆T’ = T2’ – T3
= 31 oC – 30 oC = 39 oC – 35 oC
= 1 oC = 4 oC
T2 = T2’ + ∆T’ T2 = T2’ + ∆T’
= 31 oC + 1 oC = 39 oC + 4 oC
= 32 oC = 43 oC
Q1 = x Q1 = x
= x = x
= (24,45 + 40,5) x 4 = (24,521 + 47,2) x 16
= 64,95 x 4 = 71,721 x 16
= 259,8 x 4,2 = 1147,536 x 4,2
= 1091,16 joule = 4819,65 joule
W =V.I.t W =V.I.t
= 2 . 0,6 . 420 = 2 . 0,15 . 420
= 504 joule = 283,5 joule
C = C =
= =
= 0,4618 x 0,24 = 0,0588x 0,24
= 0,1108 kal = 0,0141 kal
7

8. BAB V
PEMBAHASAN
Dalam setiap pelaksanaan praktikum, sebelum dan sesudah pelaksanaan percobaan,
suhu kelembapan laboratorium kami catat dengan data sebagai berikut.
Keadaan Ruangan P (cm) Hg T (oC) C (%)
Sebelum Percobaan 75,5 25 78
Sesudah Percobaan 75,6 25 78
Dalam percobaan “Hukum Archimedes dan Hukum Utama Hidrostatis” ini,
beberapa alat dan bahan yang digunakan diantaranya adalah:
Alat: Bahan:
1. Neraca 1. Air
2. Kalorimeter Joule
3. Sumber tegangan searah
4. Beberapah buah kalorimeter
5. Amperemeter dan voltmeter
6. Hambatan depan
7. Kabel-kabel penghubung
Kalorimeteradalahalatuntukmenentukankalorjenis tipis yang
dimasukkandalambejanatembaga yang
lebihbesar.Padaalasanyadiberiganjalanbeberapapotonggabus.Padaprinsipnya,
antarabejanakecil (dindingdalam) denganbejanabesar (dindingluar) dibatasiolehbahan yang
tidakdapatdialirikalor (adiabatic).Kemudian, diberitutup yang
mempunyaidualubanguntukmemasukkan / tempat thermometer danpengaduk.
Pengukurankalorjenisdengan calorimeter didasarkanpadaasas Black, yaitukalor yang
diterimaoleh calorimeter samadengankalor yang diberikanolehzat yang
dicarikalorjenisnya. Hal inimengandungpengertianjikaduabenda yang
berbedasuhunyasalingbersentuhan, makaakanmenujukesetimbangantermodinamika.
8

9. Pada percobaan kali ini berhubungan dengan dua bentuk energi yakni enegi kalor
dan listrik. Energi listrik dihasilkan oleh suatu catu daya pada suatu resistor dinyatakan
dengan persamaan :
Dimana W = energi listrik ( joule ) I= Arus listrik ( Volt )
V= Tegangan listrik ( volt ) t = waktu / lama aliran listrik ( sekon )
Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu zat dinyatakan dengan persamaan :
Q=m c (Ta – T)
Dimana Q = Jumlah kalor yang diperlukan ( kalori )
m = massa zat ( gram )
c = kalor jenis zat ( kal/gr0C)
Ta= suhu akhir zat (0C)
T = suhu mula-mula (0C)
Prinsip kerja dari kalorimeter adalah mengalirkan arus listrik pada kumparan kawat
penghantar yang dimasukan ke dalam air suling. Pada waktu bergerak dalam kawat
penghantar (akibat perbedaan potenial) pembawa muatan bertumbukan dengan atom
logam dan kehilangan energi. Akibatnya pembawa muatan bertumbukan dengan kecepatan
konstan yang sebanding dengan kuat medan listriknya. Tumbukan oleh pembawa muatan
akan menyebabkan logam yang dialiri arus listrik memperoleh energi yaitu energi kalor /
panas.
Berdasarkan data hasil praktikum diketahui bahwa semakin besar nilai tegangan
listrik dan arus listrik pada suatu bahan maka tara panas listrik yang dimiliki oleh bahan itu
semakin kecil. Dalam data hasil praktikum seolah terlihat bahwa pengukuran dengan
menggunakan arus kecil menghasilkan nilai yang kecil. Hal ini merupakan suatu anggapan
yang salah karena dalam
Pengukuran pertama ini perubahan suhu yang digunakan sangatlah kecil berbeda dengan
data yang menggunakan arus besar. Tapi jika perubahan suhu itu sama besarnya maka
yang berarus kecil yang mempunyai tara panas listrik yang besar.
9

10. BAB VI
KESIMPULAN
Dari hasil percobaan, pengamatan dan perhitungan “Kalorimeter Joule” yang telah
dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut.
1. Tidak semua panas terserap oleh air dan kalorimeter namun juga olehkawat spiral
yang dalam hal ini tidak diperhitungkan demikian pula plastik hitam penutup
kalorimeter.
2. Semakin besar volt semakin besar energi listrik yang dihasilkan dan juga suhu yang
dihasilkan lebih tinggi serta perubahan suhu dari titik awal hingga tinggi lebih
cepat.
3. Pada kalorimeter terdapat energi disipasi. Energi disipasi dapat berarti energi yang
hilang dari suatu sistem. Hilang dalam arti berubah menjadi energi lain yang tidak
menjadi tujuan suatu sistem (dalam percobaan, energi listrik berubah menjadi
energi kalor) . Timbulnya energi disipasi secara alamiah tidak dapat dihindari.
4. Semakin kecil volt semakin kecil Q yang dihasilkan dan juga suhu yang dihasilkan
lebih rendah serta perubahan suhu dari titik awal hingga tinggi lebih lambat.
5. Perubahan suhu dari titik suhu yang lebih tinggi ke rendah akan lebih terlihat
perubahan ke suhu rendah dengan voltase yang lebih tinggi.
10

11. DAFTAR PUSTAKA
 2011. Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar . Universitas Pakuan. Bogor
 Moran. 2002. Termodinamika Teknik. Jakarta : Erlangga
 http://kk.mercubuana.ac.id/files/11001-13-249997908620.doc
 http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/1922136-hubungan-antara-kalor-
dengan-energi
 id.wikibooks.org/wiki/Rumus-Rumus_Fisika_Lengkap
 sesaat-fajar29.blogspot.com/?m=1
11