1. bagaimana pengaruh suhu terhadap perpindahan kalor yang menyebakan gelas retak?

2. suhu, kalor, pemuaian

3. jika setiap benda dipansakan, maka akan terjadi pemuaian artinya ukuran benda akan bertambah

Pemuaian adalah bertambahnya besarnya ukuran suatu benda karena kenaikan suhu yang terjadi pada benda tersebut.

Kenaikan suhu yang terjadi menyebabkan benda itu mendapatkan tambahan energi berupa kalor yang menyebabkan molekul-molekul pada benda tersebut bergerak lebih cepat yang berakibat retaknya gelas.

Jika kalor ada kaitannya dengan energi kinetik rerata partikel-partikel penyusun suatu benda, maka kalor adalah energi kinetik sub-mikroskopik dari partikel-partikel penyusun benda. Sebagai bnetuk energi kinetik maka kalor dapat berpindah.

Saat pegangan panci dipanaskan, molekul-molekul di tempat tersebut bergerak lebih cepat, kemudian ada transfer energi ke molekul lain yang berakibat lajunya bertambah. Dengan demikina, energi gerak termal ditransfer oleh tumbukan molekul sepanjang benda artinya kalor dihantarkan dari ujung yang panas ke ujung yang lebih dingin. Hal inilah yang mengakibatkan terjadinya konduksi.

Konduksi atau hantaran kalor hanya terjadi bila ada perbedaan suhu.

Saat air dipanaskan, maka bagian air yang dipanaskan akan berkurang massa jenisnya. Tempat air panas tersebut akan digantikan oleh air dingin yang juga akan mengalami hal serupa dengan air panas sebelumnya, sampai permukaan. Proses seperti ini terus berulang hingga akhirnya seluruh bagian menjadi panas.

Konveksi atau aliran kalor dimana proses transfernya dengan pergerakan molekul dari satu tempat ke tempat laiin. Perpindahan kalor secara konveksi hanya terjadi pada zat cair dan gas.

Radiasi atau pancaran merupakan cara perpindahan kalor tanpa perpindahan zat perantara. Perpindahan kalor secara radiasi adalah panas yang dirasakan ketika berada di dekat nyala api. Tubuh terasa hangat atau panas ketika berada dekat nyala api karena kalor berpindah dengan cara radiasi dari nyala api(suhu lebih tinggi) menuju tubuh kita (suhu lebih rendah).

Keadaan sistem merupakan sifat-sifat yang mempunyai nilai tertentu, jka sistem ada dalam kesetimbangan pada kondisi tertentu. Keadaan sistem ditentukan oleh beberapa variabel sistem, meliputi variabel intensif (tidak bersifat aditif) antara lain suhu, tekanan, massa jenis, volume spesifik, volume molar dan variabel ekstensif(bersifat aditif) antara lain volume, massa, dan jumlah mol

Fungsi keadaan merupakan sifat setiap sistem yang hanya tergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir, dalam termodinamika antara lain energi dalam (U), entalpi(H), entropi(S), energi bebas(G), dan energi helmholtz(A).

Perubahan keadaan merupakan cara suatu sistem yang mengalami perubahan dari suatu keadaan ke keadaan lain atau mengalami suatu proses, baik secara reversibel atau irreversibel.

Energi yang dimiliki roller coaster saat berada di posisi puncak lintasan, adalah energi potensial dan bernilai maksimum. Ep bernilai nol saat berada di posisi terendah lintasan.

Ep diubah menjadi Ek ketika roller coaster bergerak menurun. Ek merupakan energi yang dihasilkan oleh roller coaster karena geraknya, bernilai maksimum di posisi terendah lintasan dan bernilai nol di posisi puncak lintasan. Ek diubah menjadi Ep, ketika roller coater bergerak naik.

Perubahan Ek menjadi Ep atau Ep menjadi Ek ini, sebgaian energi diubah menjadi kalor karena adanya gesekan(misal, roda roller coaster da rel lintasan). Energi total sistem tidak bertambah atau berkurang, dan hanya berubah bentuk (misal Ek, Ep, kalor). Jadi energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, enrgi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain atau energi alam semesta dalah konstan(hukum kekekalan energi.

Volume sebagai sifat ekstensif (aditif) tergantung besar dan ukuran sistem dan dapat berubah saat penambahan volume.

Tekanan suatu gas besifat intensif(tidak aditif) tidak dapat diakumulasitidak dipengaruhi ukuran sistem.

Gambar 1 menunjukkan bahwa volume A tidak sama dengn B tidak sama dengan C tidak sama dengan D. Volume total merupaka jumlah volume bagian-bagian tersebut.

Gambar 2, menunjukkan gas yang berbeda dalam suatu wadah. Tekanan A=B=C=D. Tekanan total gas tidak merupakan jumlah A+B+C+D, tetapi smaa dengan tekanan A, B, C atau D

Gambar a. Menunjukkan pertukaran energi antara sistem dan lingkungan yang melibatkan kalor dan kerja Jika sistem melakukan kerja maka nilainya negatif. Jika sistem menerima kerja maka nilainya +. Jumlah kalor dan kerja yang dipertukarkan tergantung proses, sehingga kalor bukan fungsi keadaan.

Saat sistem menerima kalor maka nilainya posistif, saat sistem mengeluarkan kalor maka nilainya negatif.

Gambar b. Menunjukkan contoh pertukaran energi antara sistem dan lingkungan melibatkan kalor dan kerja.popcorn(sistem), panci(pembatas) dan udara luar, nyala api(lingkungan). Karena terdapat perbedaan suhu, maka kalor mengalir dari lingkungan menuju sistem. Adnaya tambahan kalor

menyebabkan popcorn memuai dan meletup dan mendorong penutup panci. Dalam proses ini, keadaan popcorn berubah karena suhu, tekanan dan volume popcorn berubah saat memuai dan meletup.

Berdasarkan tiga wujud zat diatas secara sub mikroskopis perbedaannya adalah pada gerakan atom.

Dalam wujud cair terdapat Ek sebagai akibat gerakan molekul seperti translasi, vibrasi, rotasi dan vibrasi. Serta Ep akibat adanya gaya tarik antar molekul.

Dalam wujud gas, terdapat Ek akibat gerakan molekul seperti gerakan translasi molekul, rotasi molekul terhadap pusat massa, dan vibrasi antar molekul, sedangkan Ep sebagai ikatan kimia antar atom yang menyusun molekul. Dalam gas, cairan dan zat padat dengan kerapatan tinggi, gaya antar molekul sangat mempengaruhi energi dalam. Ek rata-rata tiap partikel sebanding dengan sifat yang dapat kita rasakan. Semakin panas keadaan suatu zat, maka atom-atom molekul penyusunnya bergerak lebih cepat

Energi dalam meliputi semua jenis energi sub-mikroskopik yaitu akibat dari struktur dan aktfitas molekul dalam suatu massa. Struktur molekul adalah jarak antar molekul dan besar gaya tarik antar molekul, sedangkan aktivitas molekul adalah kecepatan gerak molekul.

Perubahan energi dalam dapat diketahui dengan mengukur kalor dan kerja, yang timbul bila suatu sistem bereaksi. Oleh karena itu, perubahan energi-dalam dirumuskan .... perubahan energi dalam bernilai 0 jika jumlah kalor yang masuk sama besar dengan jumlah kerja yang dilakukan, dan jika kalor yang dikeluarkan sama besar dengan kerja yang dikenakan pada sistem. Artinya, tidak ada perubahan energi-dalam yang terjadi pada sistem.

Inferensi:

Hukum termodinamika ke 1 merupakan perluasan dari hk.kekekalan anergi.”jumlah kalor pada suatu sistem sama dengan perubhan energi dalam sistem + kerja yang dilakukan oleh isitem” dnegan demikian, meskipun energi kalor sistem telah berubah menjadi kerja dan enrgi dalam, jumlah seluruh energi tersebut selalu tetap. Secara matematik , hk termodinamika ke 1 dituliskan q=AU-W