Suhu & Kalor

A. SUHU

Suhu dan TermometerSuhu adalah besaran yang menunjukkan derajat atau

tingkat panas suatu benda. Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu. Macam macam termometer

1. Termometer Raksa2. Termometer Alkohol3. Termometer bimetal4. Termometer Hambatan5. Termokopel6. Termometer Gas7. Pirometer

Skala Termometer

Skala adalah garis/titik berderet yang jaraknya sama dan digunakan sebagai acuan hasil pengukuran.

a) Skala CelciusMemiliki titik didih air 100°C dan titik bekunya 0°C. Rentang temperaturnya berada pada temperatur 0°C – 100°C dan dibagi dalam 100 skala.

b) Skala KelvinMemiliki titik didih air 373,15 K dan titik bekunya 273,15 K. Rentang temperaturnya berada pada temperatur 273,15 K – 373,15 K dan dibagi dalam 100 skala.

c) Skala FahrenheitMemiliki titik didih air 212°F dan titik bekunya 32°F. Rentang temperaturnya berada pada temperatur 32°F – 212°F dan dibagi dalam 180 skala

d) Skala ReamurMemiliki titik didih air 80°R dan titik bekunya 0°R. Rentang temperaturnya berada pada temperatur 0°R – 80°R dan dibagi dalam 80 skala.

Kelebihan dan Kekurangan Raksa sebagai Pengisi Termometer

Keuntungan:1) Raksa mudah dilihat karna mengkilat.2) Volume raksa berubah secara teratur ketika terjadi perubahan suhu.3) Raksa tidak membasahi kaca ketika memuai atau menyusut.4) Jangkauan suhu raksa cukup lebar dan sesuai untuk pekerjaan-pekerjaan laboratorium (-40o C sampai dengan 350o C) 5) raksa dapat panas secara merata sehingga menunjukkan suhu dengan cepat dan tepat.

Kerugian1) raksa mahal.2) Raksa tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah ( seperti dikutub utara dan selatan)3) Raksa termasuk zat berbahaya sehingga ketika pecah akan membahayakan kulit.

Konversi Skala Suhua. Celcius dan Reamur T°C

b. Celcius dan Fahrenheit

c. Celcius dan Kelvin

A-BA-C

T°C = 5/4 T°R

T°C=5/9(T°F-32)

T°C=TK-273

A-B D-EA-C D-F

B. KALOR

Pengertian Kalor• Kalor adalah energi panas zat yang dapat berpindah dari suhu

tinggi ke suhu rendah.• Satu kalori adalah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan

suhu 1 gram air sebesar 1oC.• Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu

benda untuk menaikkan suhu 1 kg zat itu sebesar 1oC.

Kalor jenis dan kapasitas kalor

tm

Qc

t

QmcC

tmcQ tCQ

C = kapasitas kalor (J/Kg K)c = kalor jenis benda (J/Kg K)Q = energi kalor (J)m = massa benda (kg)t = perubahan suhu (K)

Asas BlackJika dua zat yang suhunya berbeda dicampurkan akan terjadi perpindahan kalor dari zat bersuhu tinggi ke zat bersuhu rendah. Dalam peristiwa ini ada zat yang melepas dan menyerap kalor. Kalor yang di lepas sama dengan kalor yang diterima.

seraplepas QQ

Perubahan Wujud Zat

L = kalor laten Q = energi kalor (J)m = massa benda (kg)t = perubahan suhu (K)c = kalor jenis benda (J/Kg K)

C. PEMUAIAN

Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena pengaruh perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima kalor

1. Pemuaian pada Zat Padata. Muai Panjang

TLL

TLLL

TLLL

TLL

o

oo

oo

o

1

L = panjang akhir (m)L = panjang akhir (m)a = koefisien muai

panjang (/C atau /K)

T =perubahan suhu (C atu K)

b. Muai Luas

TAA

LA

TLLLLLA

L

LLLLA

LLA

LA

o

oo

ooo

oo

o

oo

1

2 dan 2

0 karena

2

2

2

2

22

2

2

A = Luas Akhir (m2)Ao = Luas mula-mula (m2)

β = 2 = koefisien muai volume (/C atau /K)

T =perubahan suhu (C atu K)

c. Muai Volume

TVV

LA

TLLLLLV

LL

LLLLLLV

LLV

LV

o

oo

ooo

ooo

o

oo

1

3dan 3

0dan 0 karena

)(33

3

23

32

3223

3

3

V = Volume Akhir (m3)Vo = Volume mula-mula (m3)

= 3 = koefisien muai volume (/C atau /K)

T =perubahan suhu (C atu K)

2. Pemuaian Pada Zat Caira. Muai Volume

3. Pemuaian Pada Zat Gasa. Muai Volume

D. PERPINDAHAN KALOR

1. KonduksiKonduksi adalah perpindahan kalor yang terjadi pada

medium padat. Dalam perpidahan ini yang berpindah hanyalah kalor dan mediumnya tidak ikut berpindah.

Q = kalor (joule)k = koefisien konduski (konduktivitas termal)

t = waktu (s)A = luas penampang (m persegi)

L = panjang logam (m)T = Suhu (kelvin)

H= Laju Kalor

2. KonveksiKonveksi adalah proses perpindahan kalor dengan

disertainya perpindahan partikel. Konveksi ini terjadi umumnya pada zat fluid (zat yang mengalir) seperti air dan udara. Konveksi dapat terjadi secara alami ataupun dipaksa.

Q = kalor (joule)h = koefisien konveksi

t = waktu (s)A = luas penampang (m persegi)

T = Suhu (kelvin)

3. RadiasiRadiasi merupakan proses peripandahan kalor yang

tidak memerlukan medium (perantara). Radiasi ini biasanya dalam bentuk Gelombang Elektromagnetik (GEM) yang berasal dari matahari.

P = Daya Radiasi/Energi Radiasi setiap Waktu (watt)

Q = Kalor (joule)t = waktu (s)

e = emisivitas bahanA = luas penampang (m

persegi)T = suhu (kelvin)

o = konstanta stefan boltzmann (5,67 x 10 pangkat minus 8)

SOAL

1. Panas sebesar 12 kj diberikan pada pada sepotong logam bermassa 2500 gram yang memiliki suhu 30oC. Jika kalor jenis logam adalah 0,2 kalori/groC, tentukan suhu akhir logam!

PembahasanData :Q = 12 kilojoule = 12000 joulem = 2500 gram = 2,5 kgT1 = 30oCc = 0,2 kal/groC = 0,2 x 4200 joule/kg oC = 840 joule/kg oC T2 =...?

Q = mcΔT12000 = (2,5)(840)ΔTΔT = 12000/2100 = 5,71 oC

T2 = T1 + ΔT = 30 + 5,71 = 35,71 oC

2. Suatu batang logam yang terbuat dari aluminium panjangnya 2 m pada suhu 30 °C. Bila koefisien muai panjang aluminium 25 x 10–6 /°C.Berapakah pertambahan panjang batang aluminium tersebut bila suhunya dinaikkan menjadi 50 °C.Jawab : Δl = lo . α . Δt

= 2 . ( 25 x 10 -6 ) . (50 – 30 ) = 10 -3 mΔl = 0,1 cm

3. Ubahlah satuan berikut ini :– a. 5 J = …….kal– b. 2 kal = …….J

Jawab : a. 5 joule = 5 : 4,184 kal = 20,92 kalb. 2 kal = 2 x 4,184 J = 8,368 J

4. Jika 2 kg air bersuhu 5 0C dicampur dengan 5 kg air bersuhu 26 0C, maka tentukan suhu akhir campuran kedua zat !Jawab : Karena kedua zat sejenis, maka kalor jenis dari kedua zat adalah sama, dan dapat saling meniadakan.m1.c.∆t1 = m2.c. ∆t2

2.c.(t-5) = 5.c.(26-t)2.t – 10 = 130-5.t t = 140 : 7

t = 200C