Pada percobaan ini dilakukan 3 kali uji coba untuk menentukan angka kesetaraan kalor listrik dengan mengubah massa air. Hasilnya adalah (5,95±0,06)x103 joule/kalori, (4,801 ± 0,034)x103 joule/kalori, dan (5,493±0,028)x103 joule/kalori.

1. LAPORAN RESMI PRAKTIKUMKESETARAAN KALORLISTRIK 1
Kesetaraan Kalor Listrik
(T5)
Miranti Diah Prastika, Bening Wahyuni, Muhammad Salim, Rina Apriani, dan Mukhlis, serta Andi
Ichsan Mahardika, M.Pd
Program Studi Pendidikan Fisika, Jurusan Pendidikan Matematika dan IPA,
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan,
Universitas Lambung Mangkurt
Jl. Brigjen H. Hasan Basri, Banjarmasin 70123
E-mail: info@unlam.ac.id
Abstrak – Telah dilakukan percobaan tentang
Kesetaraan Kalor Listrik yang bertujuan
menjelaskan adanya hubungan tenaga listrik dengan
panas serta menentukan angka kesetaraan joule
dengan kalori. Metode yang digunakan yaitu
memanaskan air dalam kalorimeter dengan
menggunakan listrik dari tegangan sumber. Untuk
memperoleh besarnya angka kesetaraan kalor listrik
digunakan persamaan a =
𝐕 𝐈 𝐭
(𝐦+𝐇)∆𝐓
. Hasil yang
diperoleh dari percobaan berturut-turut sebesar
(5,95±0,06)x103
joule/kalor, (4,801 ± 0,034)x103
joule/kalori, dan (5,493±0,028)x103
joule/kalori.
Dengan KR yang diperoleh berturut-turut sebesar
1,0049%, 0,7%, dan 0,5%. Dalam percobaan
terdapat kendala yang dialami praktikan yaitu
kurangnya ketepatan praktikan pada saat menekan
stopwacth dan skakelar secara bersamaan.
Kata kunci – Arus Listrik, Kalor, Listrik, Suhu,
Tegangan.
I. PENDAHULUAN
Kita mengetahui bahwa arus listrik yang
mengalir padasuatu rangkaian menghasilkan panas.
Pada peralatan-peralatan yang menggunakan arus
listrik sebagai sumber energinya, apabila kita
aktifkan dalam jangka waktu tertentu, aka akan
timbul panas pada bagian rangkaian listrik yang
merupakan tempat/pusat aktifitas arus listrik.
Kenyataan tersebut perlu dikaji lebih lanjut
mengingat panas yang ditimbulkan tergantung oleh
beda potensial, arus listrik, serta waktu yang
diperlukan. Hkum kekekalan energi enyatakan
energi tidak dapat dimusnahkan dan diciptakan
melainkan hanya dapat diubah dari satu bentuk
kebentuk lain. Di alam ini banyak terdapat energi
seperti energi listrik, energi kalor, energi bunyi,
namun energi kalor hanya dapat dirasakan seperti
panas matahari. Dalam kehidupan sehari-hari, kita
sering melihat alat-alat pemanas yang
menggunakan energi listrik seperti teko pemanas,
penanak nasi, kompor listrik atau pemanas ruangan.
Pada dasarnya alat-alat tersebut memiliki cara kerja
yang sama yaitu mengubah energi listrik yang
mengalir pada kumparan kawat menjadi energi
kalor/panas. Kalor didefinisikan sebagai energi
panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum,
untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh
suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda
tersebut. Jika suhunya tingga, maka kalor yang
dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga
sebaliknya.
Berdasarkan latar belakang di atas, maka
dapat diambil rumusan masalahnya yaitu,
“Bagaimanakah hubungan tenaga listrik dengan
panas?” dan “Berapakah angka kesetaraan joule
denganlam suatu kawat kalori?”.
Tujuan dilakukannya percobaan ini yaitu
menjelaskan adanya hubungan tenaga listrik
dengan panas serta menentukan angka kesetaraan
joule dengan kalori.
II. KAJIAN TEORI
Bilangan yang menyatakan besarnya tenaga
listrik yang setara dengan 1 satuan tenaga panas
dinamakan angka kesetaraan kalor listrik.
Kesetaraan kalor listrik dapat diperoleh dengan
mengubah tenaga listrik menjadi tenaga panas
dalam suatu kawat tahanan yang tercelup dalam air
yang berada di dalam kalorimeter. Tenaga listrik
yang hilang dalam kawat tahanan besarnya:
W = V I t (1)

2. LAPORAN RESMI PRAKTIKUMKESETARAAN KALORLISTRIK 2
Dengan V = beda potensial antar ujung-ujung
kawat (volt)
I = kuat arus (ampere)
t = lamanya mengalirkan arus (s)
Joule ini adalah tenaga mekanik yang hilang
dari elektron-elektron yang bergerak dari ujung
kawat berpotensial rendah ke ujung kawat
berpotensial tinggi. Tenaga ini selanjutnya berubah
menjadi tenaga panas. Jika tidak ada panas yang
keluar dari kalorimeter maka panas yang timbul
besarnya:
Q = (m+H)(T2-T1) kalori (2)
Dengan m = massa air (kg)
H=kapasitas kalor kalorimeter beserta
pemanas dan pengaduknya (kkal/K)
T1 = suhu awal (K)
T2 = suhu akhir (K)
Panas yang keluar dari kalorimeter dapat
sangat berkurang dan dapat diabaikan jika selisih
antara suhu akhir dengan suhu ruang sama dengan
selisih antara suhu rung dengan suhu awal.
Besarnya angka kesetaraan kalor listrik adalah(1)
a =
V I t
(m+H)∆T
(3)
untuk mengubah besarnya energi kinetik
yang diubah menjadi kalor dalam rangkaian, selain
perlu menentukan lamanya proses itu berlangsung,
kita juga perlu menentukan lamanya proses itu
berlangsung. Makin lama arus listrik mengalir, mka
makin banyak energi listrik yang diubah menjadi
kalor. Pada kenyataannya, tidak semua orang mau
mencatat waktu aliran arus listrik. Oleh karena itu,
besaran energi listrik jarang digunakan dalam
kehidupan sehari-hari. Orang cenderung
menggunakan besaran daya listrik untuk
menyatakan energi listrik yang digunakan. Daya
listrik menyatakan laju aliran energi listrik. Dengan
kata lain, jumlah energi listrik yang digunakan
selama selang waktu tertentu dibagi dengan lama
penggunaan.
P =
𝑊
𝑡
(4)
Dengan menggunakan persamaan 1, kita dapat
menyatakan daya listrik menjadi
P =
𝑉 𝐼 𝑡
𝑡
atau P = V I (5)
Dengan P = daya listrik (W)
V = beda potensial listrik (V)
I = kuat arus listrik (A)
Tampak bahwa untuk menentukan daya
listrik kita sama sekali tidak memerlukan informasi
mengenai lama aliran arus listrik. Kita hanya perlu
mengetahui nilai beda potensial dan arus listrik
dalam rangkaian. Dengan menggunakan persamaan
W = I2 R t kita memperoleh berbagai variasi rumus
daya, yaitu:(2)
P =
𝑉2
𝑅
(6)
P= I2 R (7)
Kuantitas panas (ΔQ) yang diserap atau
dilepaskan oeh suatu benda saat dipanaskan atau
didinginkan sebanding dengan perubahan suhu
(ΔT) dan massa benda (m)
ΔQ = m c ΔT (8)
Dengan Q = besarnya kalor yang diserap atau
dilepas (J)
m = massa benda (kg)
c = kalor jenis benda (J/Kg oC)
ΔT = perubahan suhu (oC)
Dalam SI, satuan kalor adalah joule (J), sedangkan
satuan kalor yang lain adalah kalori. Kesetaraan
joule dan kalori adalah:
1 joule = 0,24 kalori
1 kalori = 4,184 joule
Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan
listrik yang mengalir melalui suatu penghantar tiap
satu satuan waktu yang dirumuskan sebagai
berikut:
I =
𝑄
𝑡
(9)
Dengan Q = besarnya muatan listrik (coulomb)
t = lamanya waktu arus mengalir (s)
I = kuat arus listrik (A)
Muatan bebas adalah pertikel-partikel bermuatan
listrik yang mudah bergerak jika berada dalam
medan listrik. Gerakan muatan listrik ini disebut
arus listrik.(3)
Ada tiga cara perpindahan kalor, yaitu:

3. LAPORAN RESMI PRAKTIKUMKESETARAAN KALORLISTRIK 3
1. Konduksi
Konduksi adalah proses perpindahan
kalor tanpa disertai dengan perpindahan
partikel.
2. Konveksi
Konveksi adalah proses perpindahan
kalor dan satu bagian fluida ke bagian lain
fluida oleh pergerakan fluida itu sendiri.
3. Radiasi
Radiasi adalah perpindahan energi kalor
dalam bentuk gelombang elektromagnetik.(4)
III. METODE PERCOBAAN
Pada percobaan Kesetaraan Kalor Listrik
digunakan beberapa alat dan bahan sebagai berikut:
1. Kalorimeter dengan elemen pemanas 1
buah
Gambar 1. Kalorimeter dengan elemen pemanas.
2. Voltmeter DC 1 buah
Gambar 2. Voltmeter DC
3. Amperemeter DC 1 buah
Gambar 3. Amperemeter DC
4. Termometer 1 buah
Gambar 5. Termometer
5. Tahanan geser 1 buah
Gambar 5. Tahanan geser
6. Sumber Tegangan 1 buah

4. LAPORAN RESMI PRAKTIKUMKESETARAAN KALORLISTRIK 4
Gambar 6. Tegangan sumber
7. Stopwatch 1 buah
Gambar 7. Stopwacth digital
8. Air murni
Gambar 8. Air murni
9. Kabel 6 buah
Gambar 9. Kabel penghubung
10. Neraca digital 1 buah
Gambar 10. Neraca digital
11. Gelas ukur 1 buah
Gambar 11. Gelas ukur

5. LAPORAN RESMI PRAKTIKUMKESETARAAN KALORLISTRIK 5
Rumusan hipotesis dari percobaan
kesetaraan kalor listrik ini adalah jika massa air
yang ditambahkan pada kalorimeter semakin besar,
maka waktu untuk menaikkan suhu air akan
semakin lama.
Percobaan ini dilakukan seabnyak 3 kali
dengan variabel manipulasinya yaitu massa air (m)
pada setiap percobaannya, kemudian variabel
responnya yaitu waktu (t), dsn variabel kontrolnya
yaitu kuat arus (I), tegangan listrik (V), kenaikkan
suhu (T), tegangan sumber (Vs) dan massa
kalorimeter (mkal).
Percobaan ini dimulai dengan memasang
peralatan seperti pada Gambar 12. (tidak ditutup
skaklarnya sebelum diperiksa pembimbing).
Setelah diperiksa, menutup skakelar dan mengatur
tahanan geser sehingga arusnya1 ampere. Mencatat
penunjuk arus dan tegangan pada kondisi tersebut.
Langkah selanjutnya menimbang kalorimeter
kosong ( bejana dalam) kemudian mengisinya
dengan air murni secukupnya (tidak terlalu banyak
asal elemen pemanasnya tercelup dan kemudian
menimbangnya). Kemudian dihitung massa air =
mkalorimeter+ air – mkalorimeter. Memasang kalorimeter
kemudian mencatat suhunya sebagai suhu awal.
Menutup skakelar dan pada saat bersamaan
menyalakan stopwatch kemudian mencatat waktu
yang diperlukan untuk menaikkan suhu (suhu akhir
dibuat lebih tinggi ±2oC dari suhu awal). Selama
pengamatan mengaduk air dalam kalorimeter
pelan-pelan. Langkah selanjutnya yaitu membuka
skakelar bersamaan dengan itu pula mematikan
stopwacth setelah diperoleh suhu yang dikehendaki
dan mencatatnya sebagai suhu akhir. Mencatat pula
waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu
tersebut. Langkah terakhir mengulangi langkah
percobaan tersebut beberapa kali dengan massa air
yang berbeda.
Dalam percobaan kesetaraan kalor listrik,
digunakan beberapa persamaan. Salah satunya
untuk menentukan tenaga listrik yang hilang dalam
kawat tahanan besarnya
W = V I t
Panas yang timbul apabila tidak ada panas
yang keluar dari kalorimeter
Q = (m+H)ΔT
Dan untuk menentukan besarnya angka
kesetaraan kalor listrik digunakan persamaan
a =
𝑉 𝐼 𝑡
(𝑚+𝐻)∆𝑇
Gambar 12. Rangkaian percobaan.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
m kalorimeter kosong = 5,3 x10-2 kg
Tegangan (V) = 6 V
Kuat arus (I) = 1 A
Suhu awal (T1) = 305 K
Suhu akhir (T2) = 307 K
Tegangan sumber (Vs) = 12 V
Tebel 1. Percobaan Kesetaraan Kalor
Perc.
ke
(m ± 1)x10-3 kg (t ± 0,01)s (H) kal/K
1 92 198,36
4,17x10-82 149 240,06
3 199 366,16
Percobaan kesetaraan kalor listrik ini
dilakukan sebanyak 3 kali dengan mengubah-ubah
massa air (m) yang pertama yaitu 9,2x10-2 kg dan
diperoleh waktu untuk menaikkan suhu setinggi
2oC yaitu 198,36 s. Berdasarkan data tersebut
diperoleh besarnya angka kesetaraan kalor listrik
(a) yaitu (5,95±0,06)x103 joule/kalori. Saat massa
air (m) sebesar 1,49x10-1 kg, diperoleh waktu untuk
menaikkan suhu 2oC yaitu 240,06 s. Bedasarkan
data tersebut diperoleh a sebesar (4,801 ±
0,034)x103 joule/kalori. Dan saat massa air
1,99x10-1 kg, diperoleh waktu untuk menaikkan
suhu 2oC sebesar 366,18 s. Berdasarkan data
tersebut diperoleh hasil a sebesar
(5,493±0,028)x103 joule/kalori.
Untuk menentukan besarnya angka
kesetaraan kalor listrik digunakan persamaan

6. LAPORAN RESMI PRAKTIKUMKESETARAAN KALORLISTRIK 6
a =
𝑉 𝐼 𝑡
(𝑚+𝐻)∆𝑇
V. SIMPULAN
Berdasarkan hasil percobaan kesetaraan
kalor listrik, diperoleh besarnya angka kesetaraan
kalor listrik berturut-turut sebesar (5,95±0,06)x103
joule/kalor, (4,801 ± 0,034)x103 joule/kalori, dan
(5,493±0,028)x103 joule/kalori. Dari ketiga hasil
yang diperoleh dari percobaan semuanya berbeda,
hal ini dikarenakan adanya beberapa kendala yang
dialami pada saat percobaan. Yaitu kurangnya
ketepatan praktikan pada saat bersamaan menekan
stopwatch dengan skakelar dan menekannya
kembali saat menutup skakelar. Sehingga waktu
yang diperoleh tidak akurat.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada
asisten percobaan Kesetaraan Kalor Listrik yaitu
Mukhlis yang telah memberikan panduan saat
melakukan percobaan. Serta teman-teman
praktikum yang telah bekerjasama dalam
menyelesaikan percobaan ini.
DAFTAR PUSTAKA
(1) Tim Fisika Dasar FKIP Unlam. 2015. Modul
Praktikum Fisika Dasar 1. Banjarmasin: FKIP
Unlam.
(2) Abdullah, Mikrajuddin. 2007. IPA Fisika 3.
Jakarta: Erlangga.
(3) Koesmanto. 2006. Konsep Fisika untuk
SMA/MA Kelas XI. Surakarta: Mefi Caraka.
(4) Kanginan, Marthen. 2006. Fisika untuk SMA
Kelas XI. Jakarta: Erlangga.

7. LAPORAN RESMI PRAKTIKUMKESETARAAN KALORLISTRIK 7
FOTO PRAKTIKUM
Proses pemanasan air
Rangkaian percobaan