Buku Siswa (Kalor)

7/24/2019 Buku Siswa (Kalor)

1/9

Modul FISIKA SMA

ompetensi Dasar : Mendeskripsikan peran kalor dalam mengubah wujud dan suhusuatu benda serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hariIndikator :

Menyelidiki pengaruh kalor terhadap :- perubahan suhu benda- perubahan wujud zat

menyeldiki :

- faktor-faktor yang dapat mempercepat penguapan- banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat- kalor yang dibutuhkan pada saat mendidih dan melebur

Menerapkan hubungan Q = m . c . ! Q = m . " dan Q = m . #

Merancang dan membuat peralatan sederhana yangmemanfaatkan prinsip kalor$%

Menerapkan azas &lack untuk menyelesaikan masalahsehubungan dengan kalor$%

Peta Konsep Kalor

Konsep kalor

Panas / Kalor

Kalor Jenis

Perubahan fase

Keseimbangan suhu

Kalorimeter

Azas Black

Cair ke padat

Padat ke gas

Gas ke padat

Padat ke cair

Cair ke gas

Gas ke cair

karakteristik

karakteristik benda

teradi pada

mengarah pada

alat !ang digunakan

penerapan dari


2/9

Modul FISIKA SMA

Kalor adalah bentuk energi !ang secara alami berpindah

dari benda !ang suhun!a lebih tinggi ke benda !ang suhun!a

lebih rendah ketika kedua benda bersentuhan" Kalor !ang

diberikan pada suatu benda dapat men!ebabkan kenaikan suhu

benda atau mengubah #uud benda" Pada saat zat berubah#uud$ misaln!a melebur atau mendidih$ suhun!a tetap"

Karena kalor adalah bentuk energi !ang berpindah$ maka

satuan kalor dalam %& sama seperti energi$ !aitu oule 'J(" Alat

untuk mengukur umlah kalor adalah oule meter" Kalor ')( !ang

diperlukan untuk menaikkan suhu suatu benda bergantung pada

tiga besaran *

1" massa 'm($ makin besar massa makin besar kalorn!a"

+" kenaikan suhu ',($ makin besar kenaikan suhu makin besar

kalorn!a"

." enis zat din!atakan oleh besaran kalor enis zat 'c($

secara matematis$ persamaan kalor untuk perubahan suhudin!atakan oleh *

Q = m . c. T

engan ) 0 Kalor 'J(

m 0 massa zat 'kg(

c 0 kalor enis zat 'J/kgoC(

, 0 perubahan suhu 'oC(

C 'kapasitas kalor( 0 m"c 'J/oC(

satuan lain dari kalor adalah kalori 'kal($ dengan 1 kal 0 $+

oule

Kalor Laten

2ntuk mengubah #uud zat diperlukan atau dilepaskan

kalor$ tetapi pada saat zat sedang berubah #uud$ suhun!a tetap"

Karena itu$ kalor ini seakan-akan tersembun!i dan disebut kalor

laten (laten artinya tersembunyi)" 3engapa kalor !ang diberikan

pada saat zat sedang berubah #uud$ misaln!a dari padat ke cair$

tidak mengubah suhu zat 4 ini karena seluruh kalro !ang

diberikan digunakan untuk mengatsi ga!a terik-menarik antar

partikel seenis 'kohesi( pada zat padat sehingga arak

antarpartikel menadi lebih auh dan berubah #uud menadi zat

cair" ua enis kalor laten !ang sering diumpai adalah kalor

laten lebur 'kalor lebur($ diberi lambang 5$ dan kalor laten didih

'kalor uap($ diberi lambang 2" ban!ak kalot !ang diperlukan

atau dilepaskan pada saat berubah #uud$ ) din!atakan oleh

persamaan *

Melebur atau membeku : Q = m . L

Mendidih atau mengebun : Q = m . U

engan ) 0 kalor 'J( m 0 massa

Kalor adalah bentuk energi !angperpindah

6s !ang sedang meleburmempun!ai kalor lebur '5(

Persamaan 1

Persamaan

Persamaan


3/9

Modul FISIKA SMA

5 0 kalor lebur 'J/kg(

2 0 kalor uap 'J/kg(

Perubahan "u#ud

%ecara hirarki$ energi zat dalam #uud gas adalah paling

besar$ diikuti oleh #uud cair$ dan !ang paling kecil adalah#uud padat" iagram di ba#ah ini menunukkan perubahan

#uud zat"

Perubahan #uud !ang memerlukan kalor adalah mencair$

menguap$ menyublim.Perubahan #uud !ang melepaskan kalor *

mengembun$ membeku$ deposisi"

Kur$a Peleburan dan Pendidihan.

Jika zat !ang semula ber#uud padat$ lalu kamu beri kalor

sampai seluruhn!a mendidih menadiuap 'gas($ maka kur7a

peleburan dan pendidihann!a kira-kira berbentuk seperti

berikut *

1" i P zat ber#uud padat+" P ke ) zat padat menadi panas dan suhun!a naik

." dari ) ke 8 zat padat melebur$ titik leburn!a 9oC

" diantara ) dan 8 ber#uud padat dan cair

:" dari 8 ke % zat cair menadi panas dan suhun!a naik

;" dari % ke zat cair mendidih$ titik didihn!a !oC

aktu 'menit(

%uhu 'oC(

P

) 8

%

2

?at padat diberi kalor terus menerus

sampai berubah adi gas

?at cair !ang ada didalammakanan menguap karena

mendapatkan kalor


4/9

Modul FISIKA SMA

gelembung uap teradi di dalam seluruh bagian zat cair$

danperisti#a ini dapat teradi han!a pada suhu tertentu$ !ang

disebut titik didih zat" Penguapan zat cair dapat dipercepat

dengan lima cara !aitu *

1" memanaskan+" memperluas permukaan

." meniupkan udara di atas permukaan

" men!emburkan zat cair

:" mengurangi tekanan pada permukaan zat cair

2ntuk tempat tertentu !ang seaar dengan permukaan laut di

mana tekanan udara luar adalah 1 atm atau


5/9

Modul FISIKA SMA

:" kasa asbes 11" spiritus

;" tabung reaksi dan sumbat 1+" pipet

" Prosedur *

1" kegiatan 1

a" isilah ca#an 1 dan + dengan spiritus masing-masing : tetesb" panaskan ca#an 1 dengan api spiritus

c" catat #aktu spiritus untuk menguap 'masukkan data pada tabel(

d" tabel pengamatan

o Ca#an 1 Ca#an + #aktu

e" berikan kesimpulan menurut bahasa anda dengan memperhatikan hubungan faktor

pemanasan dan penguapan D

+" Kegiatan +

a" teteskan E : tetes spiritus masing-masing pada ca#an 1 dan +$ ca#an 1

permukaann!a lebih luas dari ca#an +

b" amatilah mana !ang lebih cepat menguap D spiritus pada ca#an satu atau + Dc" Berilah kesimpulan !ang menghubungkan antara luas permukaan dan penguapan D

." Kegiatan .

a" teteskan E : tetes spiritus pada + ca#an !ang sama luasn!a D

b" tiuplah pada ca#an kedua D mana !ang lebihcepat menguap 4

c" buatlah suatu kesimpulan !ang menghubungkan antara peniupan dan penguapan D

elaskan D

" Kegiatan

a" teteskan + tetes spiritus pada telapak tangan D apa !ang terasa pada tangan 4 mengapa

demikian 4

b" teteskan 1-+ tetes spiritus pada ca#an$ dan masukkan termometer ke dalamn!a D

amati suhun!a dan catat D

c" tiuplah spiritus tersebut D amatilah suhun!a dan catat D mana !ang lebih rendah

dibandingkan dengan + 4 mengapa demikian 4

d" Berilah suatu kesimpulan dengan mengaitkan antara suhu dan peniupan D

6" Analisis dan kesimpulan *

1" Jelaskan mengapa penguapan dapat dipercepat 4

+" pada #aktu zat cair menguap apakah ia memerlukan energi kalor 4 elaskan D

." buatlah suatu analisis dari kegiatan 1- tentang prinsip-prinsip penguapan dan bagaimana

cara mempercepat penguapan D

'ontoh soal*1" Besi !ang massan!a . kg$ kapasitas kalorn!a $.. kkal/oC" Berapakah kalor enisn!a 4iketahui * m 0 . kg

C 0 $.. kkal/oC

itan!a * c

Ja#ab *

C 0 m " c c 0m

C0

.

..$A'

kg

Ckkal A/

( 0 $11 kkal/kg 0 11 kal/kg

(ebtanas 1989)

+" 2ntuk menaikkan suhu : kg air dari 1:oC menadi oC diperlukan kalor seban!ak F" 'kalor

enis air 0 $+"1.J/kgoC(

iketahui * m 0 : kg, 0 1: 0 +: oC


6/9

Modul FISIKA SMA

c 0 $+"1.J/kgoC

ditan!a * )

Ja#ab * Gunakan persamaan 1 *

) 0 m " c" , 0 : " $+"1." +: 0 ))*** +

." 2ntuk memanaskan kg es o

C menadi air o

C 'kalor lebur es .$.+"1:

J/kg( dibutuhkanenergi sebesar F"

iketahui * m 0 kg

5 0 .$.+"1:J/kg

itan!a * )

Ja#ab * gunakan persamaan +

) 0 m " 5 0 " .$.+"1:0 1.$+= " 1:J 0 1,!- . 1*+

(ebtanas 1997)

" + g contoh timah hitam pada 11oC dimasukkan ke dalam sebuah kalorimeter !ang

mengandung . g air pada 1=oC" Jika kalor enis timah hitam 1 J/kgoC dan kalor enis air

+ J/kgoC$ maka suhu akhir campuran pada saat keseimbangan termal dicapai adalah F"

'anggap kalorimeter tidak men!erap kalor(iketahui * mt0 + g 0 $+ kg

t0 11oC

ma0 . g 0 $. kg

t0 1=oC

ct0 1 J/kgoC

ca0 + J/kgoC

itan!a * c '%uhu campuran(

Ja#ab * gunakan persamaan " alam kasus ini timah melepas kalor dan air menerima kalor

maka *

)terima0 )terimama" ca" 'c a( 0 mt" ct" 't c(

$. " + " 'c 1=( 0 $+ " 1 " '11 c(

1+; " 'c 1=( 0 += " '11 c(

: " 'c 1=( 0 '11 c(

:c =1 0 11 - c:cH c0 11 H =1

;c0 +

c01;

B+A0 *o/

Latihan 0oal


7/9

Modul FISIKA SMA

1" %ebuah beana termos mengandung teh panas

di dalamn!a" Jika termos tersebut dikocoksecara cepat$ maka suhun!a akan F"

a" meningkat

b" berkurangc" tetap

d" bisa meningkat$ tetap$ atau berkurang

+" Pada siang hari di pantai$ pasir terasa panassementara air relatif dingin" Peristi#a ini

disebabkan perbedaan F" Antara air dan pasir

a" massa enis c" kedalamanb" kalor enis d" kondukti7itas termal

." %atu kalori ialah ban!akn!a kalor !ang

diperlukan untukmemanaskan F"

a" 1 gram air b" 1 gram air sehingga suhun!a naik 1oC

dengan tekanan udara luar


8/9

Modul FISIKA SMA

b"

c"

d"

(ebtanas !1)1." Perhatikan grafik hubungan suhu dan #aktu

pemanasan air berikut ini D

3aka pern!ataan !ang tidak benarmengenai

grafik di atas adalah F"

a" BC dan 6$ men!atakan suhu tetapb" BC$ es melebur menadi uap

c" 6$ air menguapmenadi uap

d" C$ es melbur melepaskan kalor(&es seleksi &im 'limpiade ains ndonesia !*)

1" ekanan udara luar dipegunungan lebih kecil

daripada tekanan udara luar dipantai"

Akibatn!a$ titik didih air di pegunungan lebihrendahdaripada titik didih air di pantai" @al

ini karena F"

a" daerah dingin titik didih air berkurangb" daerah panas titik didihn!a bertambah

c" tekanan udara luar !ang besar pada

permukaan air menaikkan titik didihd" udara luar mempun!ai titik didih

(&es seleksi &im 'limpiade ains ndonesia !*)

1:" %uhu badan akan turun bila dikompres

dengan air$ karena F"a" badan bersifat konduktor panas !ang

cepat

b" badan melepaskan kalor lebih sedikitdaripada !ang diterima oleh air

c" kalor !ang diberikan oleh air lebih ban!ak

daripada !ang diterima badan

d" kalor badan diserap oleh air !angdigunakan untuk proses penguapan

(ebtanas 1986)

+aablah pertan2aan berikut dengan benar 3

1" Andi ingin memanaskan air dari +oC hingga 1oC dan ingin mengubah air tersebut dari fase cair!ang suhun!a 1oC hingga semuan!a berubah menadi uap !ang suhun!a 1oC" berapakah kalor

!ang diperlukan Andi ika massa air tersebut 1 kg 4+" Perhatikan grafik di ba#ah ini D

@itunglah *

a" )1b" )+c" )total

t sekon-+

t sekon

C

1

- +

t sekon

C

1

-+

t sekon

C

1

- +

#aktu 'menit(

%uhu 'oC(

B C

6

1 kg es 1oC

)1

6s oC Air oC

)+


9/9

Modul FISIKA SMA

." %eratus gram air dingin !ang suhun!a oC dicampur dengan + gram air !ang suhun!a +oC"

berapakah suhu akhir campuran tersebut 4" : g aluminium dipanaskan dari suhu +:oC menadi 1oC" kemudian aluminium tersebut

dicampur dengan air !ang massan!a oC" Berapakah kalor !ang diserap air 4 'cair0 + J/kgoC$

caluminium0 J/kg

o

C(":" %ebuahkalori meter memiliki kapasitas $+ kkal/oC" kalorimeter tersebut berisi 1 g air dengan

suhu +:oC" Ke dalam kalorimeter itu dimasukkan $: kg perak !ang bersuhu ;oC" Jika suhu ahir

campuran tersebut .+oC$ berapakah kalor enis perak 4

=

Buku Siswa (Kalor)

Documents

Transcript of Buku Siswa (Kalor)