1

2. Panas

- Panas sebagai bentuk energi- Perbedaan suhu dan panas

- Energi dalam- Panas jenis

- Aliran panas

2

2.1. Panas Sebagai Bentuk Energi

Panas atau kalor merupakan energi yang mengalir. Analog dari gravitasi, pada umumnya panas mengalir dari suhu tinggi ke suhu rendah

3

2.2. Perbedaan Suhu dan Panas

Suhu atau temperatur merupakan derajat panas-dinginnya (hotness and coldness) suatu benda.Sementara panas adalah suatu bentuk energi, tepatnya energi yang mengalir dari/pada suatu sistem.

Perhatikan: dalam bahasa Indonesia ‘panas’memang serupa dengan suhu, tetapi dalam Fisika kedua besaran ini sangat berlainan.

4

Panas dan Kenaikan Suhu

Pemberian panas (Q) pada suatu sistem akan mengakibatkan kenaikan suhu.

Pada sistem sederhana panas (Q) dari luar proporsional dengan kenaikan suhu:

Q ∝ ∆T

5

Satuan PanasSatuan panas (Q) dalam SI sama dengan satuan energi, yaitu joule. Seringkali juga digunakan satuan kalori, yakni panas yang diperlukan untuk menaikkan 1 gram air dari suhu 14,5oC menjadi 15,5oC. Terdapat kesetaraan antara energi mekanik dan panas:

1 kal = 4,186 J

6

2.3. Energi Dalam/U

Energi total internal yang dimiliki oleh suatu sistem jumlah energi kinetik dan potensial di dalam sebuah sistem.

U

7

2.4. Panas Jenis

Kapasitas panas adalah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1oC:

Q = C ∆TPanas jenis adalah panas per-satuan massa (atau per-mole) yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu.

Q = m c ∆T

8

9

Contoh soal:

10

Panas Laten Transformasi

Pada saat terjadi perubahan fasa, misal padat ke cair, cair ke gas atau padat ke gas maka sistem akan mengabsorpsi panas.

11

Panas yang dibutuhkan ini per satuan massa disebut “panas laten transformasi”/L.(Tidak selamanya per satuan massa, terkadang digunakan juga per satuan mole)

Dapat dirumuskan:Q = mL

Kita mengenal:Panas laten fusi: untuk mengubah dari padat ke cairPanas laten vaporisasi: untuk mengubah dari cair ke gas

12

13

Contoh problem

14

15

2.5. Aliran Panas

KonduksiKonveksiRadiasi

16

KonduksiPerpindahan panas tanpa memindahkanpenghantarnya

17

Konveksi

Perpindahan panas dengan memindahkanperantaranya

18

Radiasi

Perpindahan panas tanpa memerlukanperantara

19

Sinar matahari: contoh radiasi

Perpindahan panastanpa memerlukanperantara

20

Kembali ke KonduksiKonduksi terjadi apabila apa perbedaan temperatur pada 2 bagian medium konduksi

Th Tc

∆xQ

A

Apabila Th>Tc maka panas (Q) mengalir sesuai arah panah.

Laju panas mengalir:

xTTA

tQP ch

∆−

∝∆

=

Untuk ketebalan kecil:

dengan k: koefisien konduktivitas termal.dxdTkAP =

21

22

Laju RadiasiLaju Panas (Daya) Radiasi dirumuskan dengan hukum Stefan:

P = σAeT4

dengan:σ : konstanta = 5,67x10-8 W/m2.K4

A : luas permukaane : emisivitas, antara 0 s.d. 1

23

Contoh soal:

Jawab:P = σAe(T4-T0

4)= (5,56x10-8)(1,5)(0,900)[(308)4-(293)4]= 125 W

Panas yang hilang selama 10 menit:Q = P∆T = 7,5x104 J

24

Menuju Bab 3