pada percobaan joule, beban bermassa 5 kg mengalami perpindahan kedudukan sebesar 2 m. jika massa air sebesar 0,2 kg, perubahan suhu air akibat kalor hasil gese

Kelas         : X
Pelajaran   : Fisika
Kategori     : Usaha & Energi
Kata Kunci : percobaan Joule, tara kalor mekanik, massa beban, massa air, perubahan kedudukan, perubahan suhu air

Kode : 10.6.5 [Kelas 10 Fisika Bab 5 Usaha dan Energi]

Diketahui
Massa beban, M = 5 kg
Perubahan kedudukan benda, s atau Δh =  2 m
Massa air, m = 0,2 kg
Kalor jenis air, c = 4.200 J/(kg.K)
Percepatan gravitasi, g = 10 m/s²

Ditanya
Perubahan suhu air (ΔT)

Penyelesaian

Perubahan energi potensial gravitasi tepat sama dengan energi kalor pada air
⇔ ΔEP = Q
⇔ M.g.Δh = m.c.ΔT
Ingat ⇒ M adalah massa beban yang digantung, sedangkan m adalah massa air dengan kincir di dalamnya
⇔ (5)(10)(2) = (0,2)(4.200)(ΔT)
⇔ 100 = 840.(ΔT)

Jadi perubahan suhu air sebesar ΔT = 0,12°C

_______________________

Pembahasan

Ilmuwan Inggris James Prescott Joule melakukan percobaan pada tahun 1840-an. Tujuan utama penyelidikannya adalah untuk menentukan rasio antara usaha yang dilakukan dengan jumlah panas (kalor) yang dihasilkan. Inilah yang disebut sebagai tara kalor mekanik.

Perhatikan gambar terlampir. Susunan percobaan Joule adalah dengan menggantung beban pada suatu katrol yang dihubungkan dengan kincir (atau kipas) yang dapat bergerak bersamaan dengan beban yang bergerak. Kincir tersebut dimasukkan ke dalam air dan berputar. Akibat gerakan dan gesekan kincir terhadap air, terjadi kenaikan suhu air.

Pengaruh perubahan energi potensial gravitasi pada beban mengakibatkan terjadinya penurunan ketinggian beban. Tidak ada perubahan energi kinetik pada beban, sebab beban turun dengan kecepatan tetap. Dengan demikian seluruh perubahan energi potensial dari beban akan berubah menjadi energi kalor pada air.

Jadi terdapat perubahan energi potensial gravitasi menjadi energi kalor. Selanjutnya diperoleh suatu rasio atau nilai tara kalor mekanik, yaitu kesetaraan energi mekanik menjadi energi kalor.
1 joule = 0,24 kalori
1 kalori = 4,18 joule

______________________

Pelajari soal lainnya mengenai cara menentukan massa es yang melebur berdasarkan diagram kalor https://brainly.co.id/tugas/12766206
Pengertian panas laten penguapan https://brainly.co.id/tugas/13028994