Praktikum Kalori Jenis dan Kalori Meter

29 Okt 2011

KALOR JENIS ZAT DAN KALORI METER

A.   Tujuan

1.         Menentukan kapasitas kalor kalori meter,

2.         Menentukan kalor jenis zat padat. 

B.   Landasan Teori

Bila dua benda yang suhunya berbeda digabungkan, akan terjadi perpindahan kalor, dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah. Menurut Joseph Black (1728-1799), mengungkapkan bahwa bila dua zat dicampur maka kalor yang dimiliki oleh zat yang suhunya lebih tinggi akan mengalir ke zat yang kalornya lebih rendah sehingga terjadi keseimbangan energi. Hal ini dirumuskan dengan:

Q_lepas = Q_terima

Persamaan diatas dikenal dengan azas Black. “Jumlah kalor yang dilepas oleh benda yang bersuhu tinggi kepada benda yang bersuhu rendah sama dengan jumlah kalor diserap oleh benda dari benda yang bersuhu lebih tinggi”. 

                 Pengaduk                               Termometer

                              

                                                                    Kalori meter

                                                                    Air               

                                                                     

                                                                    Balok

Jika balok yang sudah dipanaskan dimasukkan kedalam kalori meter berlaku :

(m_B) (c) (T₁-T_A) = (m_K.c_K.+ m_A) (T_A-T_C)

m_K = massa kalori meter

m_B = massa balok

m_A = massa cair

c    = panas jenis balok

c_K  = panas jenis kalori meter

T₁ = suhu balok mula-mula

T_C = suhu kalori meter + air mula-mula

T_A = suhu akhir

C.   Tugas Pendahuluan

1.      Apa yang dimaksud dengan kalor jenis suatu zat?

2.      Apa yang dimaksud dengan kapasitas kalor?

Jawab

1.      Banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan 1 gram atau 1 kg zat sebesar 1ºC (satuan kalori/gram.ºC atau kkal/kg ºC)

2.      Banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh zat untuk menaikkan suhunya 1ºC (satuan kalori/ºC)

D.   Alat dan Bahan

1.    Kalori meter

2.    Termometer

3.    Balok Fe, Cu dan Al

4.    Neraca Ohous

5.    Pemanas

6.    Tripod Berkasa

7.    Jepit

E.    Prosedur Kerja

1.    Timbang kalori meter kosong!

2.    Timbang kalori meter berisi air!

3.    Catat suhu mula-mula kalori meter!

4.    Panaskan balok, catat suhunya!

5.    Masukkan balok panas kedalam kalori meter!

6.    Aduk kalori meter, catat suhu air!

7.    Ulangi percobaan sampai 3 kali!

Contoh Produk Teknologi Arus Listrik Searash

.Dari Proses Kimia            

1. Elemen primer adalah elemen elektrokimia yang memerlukan penggantian bahan pereaksi setelah sejumlahenergi dibebaskan pada rangkaian luarnya.

Contoh : elemen Volta,elemen Daniel,elemen Leclanche,dan elemenWeston.

Ø  Elemen volta: sel elektrokimia yang dapat menimbulkan arus listrik.Sel elektrokimia merupakan suatu sel yang dapat mengubah energy kimia menjadi energy listrik.Jika elemen vola digunakan ,molekul-molekul larutan asam akan terurai menjadi ion-ion hydrogen yang bermuatan positif dan ion-ion sulfat yang bermuatan negative .Reaksinya adalah sebagai berikut.

H₂SO₄                2H⁺+ SO₄^2-

Reaksi ini menyebabkan lempeng tembaga menjadi lebih bermuatan negative(karena mndapatkan elektrn).Kemudian electron mengalir dari lempeng seng menuju lempng tembaga.

Ø  Elemen Daniell : tujuan utama penbuatan elemen daniell adalah untuk menciptakan sumber arus listrik dalam waktu yang lebih lama ,disbanding dengan elemen volta.Larutan CuSO₄ berfungsi sebagai zat depolarisator ,yakni mencegah terjadi proses polarisasi pada lempeng tembaga (anode).Caranya dengan mencegah terbebtuknya gelembung gas hydrogen dalam larutan asam sulfat sehinga aliran muatan listrik (electron)dalam elemen ini tidak terhambat.

Reaksi yang terjadi pada anode :

H₂ + CuSO₄                      Cu + H₂SO₄

Sedangkan pada katode:

Zn + H₂SO₄                     ZnSO₄ + H₂

Ø  Elemen Leclanche : Elektrode positif (anode) dari elemen Leclanche adalah batang karbon (c),sedangkan electrode negatifnya (katode) adalah batang seng (Zn).Kedua electrode tersebut ditempatkan dalam larutan elektrolitamonim klorida (NH₄Cl)dan zat depolarisatornya adalah mangan dioksida (MnO₂) yang dicampur dengan serbuk karbon.

2. Elemen Sekunder adalah elemen elektrokimia yang dapat memperbaharui bahan-bahan pereaksinya dengan jalan dialiri arus listrik arus searah dari sumber lain dengan polaritas terbalik dari arah arus listrik yang dihasilkan elemen tersebut.

Contoh : elemen Akumulator atau aki.

Ø  Pada saat akumulator dipakai (discharge)

Reaksi di anoda (PbO₂) adalah reaksi reduksi:

PbO₂ + 2H⁺ + 2 e                 PbO + H₂O

Reaksi di katoda (Pb) :

Pb + SO₄^2- + H₂0                PbO + H₂SO₄ +2 e

Ø  Jadi  saat akumulator diisi (charge)

Di tempat arus memasuki akumulator ,terjadi proses oksidasi:

PbO + SO₄^2- + H₂O              PbO + H₂SO₄+ 2 e

Di tempat arus meninggalkan akumulator terjadi reaksi :

PbO + 2H⁺ + 2 e                    Pb + H₂O

          

2. Generator Listrik Arus Searah

Prinsipnya sama dengan generator listrik arus bolak balik ,hanya pada komulator dipasang cincin belah.

Ø  Generator dc :Bagian sederhana ,hanya dua cincin luncur diganti dengan sebuah  Cincin yang terbelah dibagan tengahnya yang disebut cincin belah atau komuator. Dengan demikian , ketika arus bertukar arah polaritas ggl pada sikat-sikat selalu tetap.Ini menyebabkan arus induksi pada rangkaian luar selalu mengalir dari sikat.Ggl seperti ini tergolong sebagai ggl arus searah (ggl dc).Ggl dc yang diperoleh dari satu lilitan kumparan tidaklah rata.

3.Alat Pacu Jantung

                   Jantung itu berisi pacu jantung yang mengirimkan pulsa listrik kecil dengan kecepatan 40 sampai 80 per menit.Pulsa ini merupakan sinyal yang menyebabkan mulainya setiap detik jantung,sel-sel pacu jantung gagal berfungsi dengan baik dan jantung kehilangan detaknya .Orang yang menderita penyakit ini sekarang umumnya menggunakan pacu jantung elektronik.Peralatan ini menghasilkan pulsa tegangan regular yang memulai dan mengendalikan frekuensi detak jantung..Jenis “kecepatan tetap” menghasilkan sinyal secara kontinu.Jenis “tuntutan” hanya bekerja jika pacu jantung asli gagal .Elektroda dipasang didalam atau didekat jantung dan rangkaiannya biasanya berisi sebuah kapasitor dan sebuah resistor .Muatan pada kapasitor bertambah sampai suatu nilai tertentu dan kemudian melepaskan muatannya.Kemudian pemuatan dimulai lagi ,kecepatan pulsa bergantung pada nilai Rdan C .Umumnya ,sumber daya yang harus diganti atau dimuati kembali ,bergantung pda jenisnya .

4.Setrum Listrik

                   Keseriusan setrum brgantung hambatan efektif dari tubuh .Jaringan hidup memiliki hambatan rendah karena fluida sel berisi ion-ion yang dapat menghantar dngan baik .Namun,lapisan luar kulit,jika kering memberikan hambatan besar.Hambatan efektif antara dua titik disisi yang berlawanan pada tubuh ketika kulit kering berkisar antara 10⁴ Ω sampai 10⁶ Ω.Bagaimana pun ,jika kulit basah hambatan mungkin sebesar 10³  atau lebih kecil lagi .Seseorang yang bersentuhan dengan tanah ,yang menyentuh jalur dc 120 V dengan tanah yang basah dapat menerima arus

Sebagaimana kita lihat diatas ini bisa mematikan .

Manfaat Radioisotop

Manfaat dari fisika inti diaplikasikan dalam penggunaan radioisotop di berbagai bidang, yaitu:

1. Bidang kedokteran

I-131                                : Terapi penyembuhan kanker Tiroid, mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan otak

Pu-238                              : energi listrik dari alat pacu jantung

Tc-99 & Ti-201                : Mendeteksi kerusakan jantung

Na-24                               : Mendeteksi gangguan peredaran darah

Xe-133                             : Mendeteksi Penyakit paru-paru

P-32                                  : Penyakit mata, tumor dan hati

Fe-59                                : Mempelajari pembentukan sel darah merah

Cr-51                                : Mendeteksi kerusakan limpa

Se-75                                : Mendeteksi kerusakan Pankreas

Tc-99                                : Mendeteksi kerusakan tulang dan paru-paru

Ga-67                               : Memeriksa kerusakan getah bening

C-14                                 : Mendeteksi diabetes dan anemia

Co-60                               : Membunuh sel-sel kanker

2. Bidang Hidrologi

·      Mempelajari kecepatan aliran sungai.

·      Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.

3. Bidang Biologis

·      Mempelajari kesetimbangan dinamis.

·      Mempelajari reaksi pengesteran.

·      Mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.

4. Bidang pertanian

·      Pemberantasan hama dengan teknik jantan mandul, contoh : Hama kubis

·      Pemuliaan tanaman/pembentukan bibit unggul, contoh : Padi

·      Penyimpanan makanan sehingga tidak dapat bertunas, contoh : kentang dan bawang

5.    Bidang Industri

·      Pemeriksaan tanpa merusak, contoh : Memeriksa cacat pada logam

·      Mengontrol ketebalan bahan, contoh : Kertas film, lempeng logam

·      Pengawetan bahan, contoh : kayu, barang-barang seni

·      Meningkatkan mutu tekstil, contoh : mengubah struktur serat tekstil

·      Untuk mempelajari pengaruh oli dan aditif pada mesin selama mesin bekerja

6.    Bidang Arkeologi

·      Menentukan umur fosil dengan C-14

LISTRIK DINAMIS

LASER MERUPAKAN CONTOH ALAT TEKNOLOGI DARI ATOM HIROGEN

<!--[if !supportLists]-->·         <!--[endif]-->Laser

Atom cenderung berada pada tingkat energi rendah, yaitu tingkat dasar E₁. Jika cahaya dengan energi foton hf=E₂-E₁ diberikan pada atom, maka atom dapat berpindah dari tingkat energi E₁ ke E₂. Perpindahan tingkat energi atom ini disebut absorbs.

Karena atom cenderung berada pada tingkat energi yang lebih rendah, maka setelah atom tersebut berada di E₂ selama beberapa saat (selama “waktu tinggal”), atom akan turun ke E₁. Turunnya atom ini dapat dengan melepaskan energi melalui tumbukan, panas, atau cahaya. Jika penrunan tingkat energi terjadi dengan sendirinya melalui pemancaran cahaya, maka gejala ini disebut emisi spontan

      Absorpsi                                                          Emisi spontan

Misalkan banyak atom telah naik ke tingkat E₂ dan belum sempat tunun kembali ke tingkat E₁. Semua atom ini sangat ingin untuk turn ke bawah. Jika pada keadaan ini dating cahaya dengan E₂-E_1, maka cahaya ini bertindak sebagai pemicu yang meruntuhkan atom-atom tadi ke E₁ sambil mengeluarkan sejumlah besar cahaya. Gejala ini disebut emisi terang.

                                          Emisi terangsang                       E₁

Pada emisi terangsang terjadi penguatan cahaya karena sedikitnya cahaya yang dating menyebabkan keluarnya cahaya dalam jumlah yang jauh lebih besar. Gejala ini merupakan prinsip pembangkitan sinar laser. Nama LASER merupakan singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (penguatan cahaya dengan pancaran radiasi karena rangsangan).

               Perbedaan antara emisi spontan dan emisi terangsang terletak pada arah dan fase cahaya yang dipancarkan. Pada emisi spontan, cahaya-cahaya yang dipancarkan berarah sembarangan dan tidak satu fase (tidak koheren), sehingga perpaduan cahaya-cahaya ini menghasilkan intensitas cahaya yang tidak besar. Pada emisi terangsang, cahaya-cahaya terpancar pada satu arah dan satu fase (koheren), sehingga perpaduan cahaya-cahaya ini menghasilkan intensitas cahaya yang sangat tinggi. Jadi, sifat sinar laser adalah: (1) koheren, (2) monokromatik, (3) intensitas sangat tinggi, dan (4) mempunyai satu arah tertentu.

               Terdapat beberapa sinar laser yang digunakan pada kehidupan sehari-hari, digunakan dibidang kesehatan, bahkan adapula sinar laser yang dikembangkan untuk persenjataan. Contoh produk yang menggunakan sinar laser seperti pisau laser untuk pembedahan, sinar laser iredectomy untuk membuka sebuah lubang tipis dalam selaput yang tersumbat, endoskop, dan banyak lagi.

Praktikum FISIKA DASAR PENGGUNAAN ALAT UKUR

Praktikum FISIKA DASAR

PENGGUNAAN ALAT UKUR

A.  Tujuan

      Melakukan pengukuran dasar secara teliti dengan menggunakan alat ukur yang sesuai dan sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari

      Mampu mengukur volume benda padat yang bentuknya beraturan dan tidak beraturan.

      Menghitung  besaran – besaran lain berdasarkan alat ukur dasar

B.   Teori Dasar

Pengukuran yang akurat merupakan bagian yang penting dalam fisika. Pada saat melakukan pengukuran digunakan alat ukur yang sesuai dengan obyek yang akan diukur. Misalnya mengukur panjang, menggunakan mistar, jangka sorong, mikrometer sekrup. Untuk mengukur massa digunakan neraca Ohause, dan untuk mengukur waktu digunakan stopwatch. Dengan demikian mengukur dapat diartikan membandingkan suatu besaran dengan besaran lain sejenis yang dipakai sebagai satuan[1].

Penggunaan alat ukur pada setiap pengukuran ditentukan oleh kegunaan, batas  ukur dan ketelitian alat ukurnya. Sebagai contoh untuk mengukur massa suatu benda yang diperkirakan sebesar 50 kg, maka alat timbangan yang digunakan  minimal memiliki batas ukur senilai massa benda itu. Timbangan tersebut harus memiliki ketepatan pengukuran yang baik, sehingga hasil pengukuran sesuai dengan keadaan sesungguhnya  dan simbol-simbol yang terdapat dalam alat ukur memiliki arti masing-masing yang menjelaskan penggunaan alat ukur tersebut.

Jangka Sorong

Jangka sorong merupakan alat ukur panjang yang mempunyai ketelitian 0,1 mm atau 0.01 cm. Jangka sorong digunakan untuk mengukur diameter pipa (diameter luar maupun dalam pipa) dan kedalaman benda.

Mikrometer Sekrup

Mikrometer sekrup dapat digunakan  untuk mengukur tebal benda dengan ketelitian 0,01 mm. jika skala nonius berputar sekali, skala utama bergeser maju dan mundur 0,5 mm.

Gelas Ukur

Ukurannya mulai dari 10 mL sampai 2 L, yang dapat digunakan untuk mengukur takaran benda cair.

Neraca Ohaus

Ketelitian 0,01 gram dan batas ukurnya 300 gram. Neraca ohaus sangat praktis karena proses pengukurannya cepat dan cukup  akurat.

Neraca Timbang

Mempunyai ketelitian rendah. Neraca ini biasa digunakan oleh para pedagang dipasar misalnya untuk mengukur massa buah – buahan.

Neraca Pegas

Neraca ini digunakan untuk mengukur berat suatu benda.

C.   Alat dan Bahan

1.         Neraca ohaus 2.         Neraca pegas 3.         Neraca Timbang 4.         Jangka sorong 5.         Mikrometer skrup 6.         Gelas ukur

7.         Batu 8.         Beban 50 kg 9.         Kawat tembaga/baja 10.      Balok aluminium 11.     Silinder logam

D.  Tugas Pendahuluan

1.   Kapan seseorang dikatakan melakukan pengukuran?

2.   Coba anda jelaskan termasuk besaran apakah panjang, massa, massa jenis dan volume? Tuliskan simbol, satuan dan dimensinya masing-masing?

3.   Kenapa alat ukur yang kita pakai harus sesuai dengan standar alat ukur yang di pergunakan secara internasional, apa syarat-syarat yang harus dipenuhi agar sebuah alat ukur dapat di pergunakan sebagai alat ukur standart internasional?

4.   Apa bedanya besaran pokok dan besaran turunan ? Tuliskan contoh-contoh besaran tersebut beserta satuan dan dimensinya ?

5.   Misal diketahui sebuak balok panjang 3 cm, lebar 6 cm dan tingginya 5 cm. Hitunglah volume balok?

6.   Apa gunanya anda melakukan pengukuran atau percobaan secara  berulang- ulang?

7.   Bagaimana caranya menghitung kesalahan relatif suatu pengkuran?

Uraian Produk Teknologi Terkait Medan Magnet

1.    Galvanometer

Galvanometer berperan sebagai komponen dasar pada beberapa alat ukur, antara lain amperemeter, voltmeter, serta ohmmeter. Peralatan ini digunakan untuk mendeteksi dan mengukur arus listrik lemah. Galvanometer berupa kumparan bergerak, terdiri atas sebuah kumparan terbuat dari kawat tembaga isolasi halus dan dapat berputar pada sumbunya yang mengelilingi sebuah inti besi lunak tetap yang berada di antara kutub-kutub suatu magnet permanen. Interaksi antara medan magnetic B permanen dengan sisi-sisi kumparan akan dihasilkan bila arus I mengalir melaluinya, sehingga akan mengakibatkan torka penunjuk atau cermin yang membelokkan berkas cahaya ketika bergerak, dimana tingkat pembelokkan tersebut merupakan ukuran kekuatan arus.

2. Motor Listrik

Sebuah motor listrik merupakan alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Pada bentuk yang paling sederhana, motor listrik terdiri atas sebuah kumparan penghantar yang dapat berputar di dalam medan megnet yang ditimbulkan oleh kutub-kutub magnet ladam, melalui sebuah poros tegak lurus pada arah medan magnet. Masing-masing ujung kumparan dihubungkan dengan sebuah cincin belah C₁ dan C₂ dan pada belahan disisipkan isolator. Belahan cincin diletakkan sedemikian sehingga tegak lurus dengan bidang kumparan. Mesin ini tidak bising, bersih, dan memiliki efisiensi tinggi. Keuntungan motor jenis ini adalah arus tidak harus diumpankan melalui komutator ke bagian mesin yang bergerak. Pada motor serempak (synchronous motor), arus bolak-balik yang hanya diumpamakan pada stator akan menghasilkan medan magnet yang berputar dan terkunci dengan medan motor. Dalam hal ini magnet bebas, sehingga menyebabkan rotor berputar dengan kelajuan yang sama dengan putaran medan stator. Rotor dapat berupa magnet permanen atau megnet listrik yang diumpani arus searah melalui cincin geser.

3.    Relai

Relai merupakan suatu alat dengan sebuah sakelar untuk menutup relai digunakan magnet listrik. Arus yang relatif kecil dalam kumparan magnet listrik dapat digunakan untuk menghidupkan arus yang besar tanpa terjadi hubungan listrik antara kedua rangkaian.

4.Kereta “Maglev”

Maglev merupakan kereta api yang merupakan konsep magnet listrik untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Kata “Maglev” berasal dari magnetic levitation. Kereta api ini dipasangi magnet listrik di bawahnya yang bergerak pada jalur bermagnet listrik. Magnet tolak-menolak sehingga kereta api melayang tepat di atas jalur lintasan. Gesekan kereta api dengan jalur lintasan berkurang sehingga kereta api bergerak lebih cepat.

5. Video Recorder

Pada video recorder, sinyal disimpan di dalam pita megnetik. Video recorder sangat bergantung pada magnetism dan listrik. Ia menggunakan dorongan magnetic dari kawat yang membawa arus dalam motor listrik untuk memutar drum pada kecepatan tinggi dan menggerakan pita yang melaluinya dengan lembut. Untuk merekam suatu program, arus yang mengalir melalui kumparan kawat di dlaam drum digunakan untuk menciptakan pola magnetic pada pita. Jika pita tersebut diputar ulang, alat perekam menggunakan pola magnetic ini untuk menghasilkan arus yang dapat diubah ke dalam gambar.

6.Voltmeter

Pada dasarnya alat ukur tegangan listrik dama dengan alat ukur arus listrik. Sebuah basicmeter (meterdasar) atau galvanometer dapat difungsikan sebagai alat ukur tegangan listrik. Menurut hukum ohm, arus dalam kumparan sebanding dengan beda tegangan antara ujung-ujungnya sehingga penyimpangan jarum galvanometer yang sebanding dengan arah arus listrik yang melewati kumparan sebanding pula dengan beda tegangan ujung-ujung kumparan.