SUHU DAN KALOR

1.Lina Kurniawati(4201412091)

2. Ita Kurnia Sari(4201412105)

• KD :

Menganalisis pengaruh kalor dan perpindahan kalor pada

kehidupan sehari-hari

• Tujuan :

Menguasai konsep suhu dan kalor.

Menguasai pengaruh kalor terhadap zat.

Memahami konsep perpindahan kalor dan manfaatnya.

pendahuluan

• Suhu atau temperatur merupakan indikator panas atau dinginya benda

Es dikatakan bersuhu rendah Api dikatakan bersuhu tinggi

SUHU

PENGUKURAN SUHU• Untuk mengetahui besar suhu

suatu benda dapat digunakan alat

ukur yang disebut termometer.

• Caranya adalah dengan

menempelkan termometer pada

benda tersebut. Setelah

termometer disentuhkan maka

akan terjadi aliran kalor dari benda

ke termometer.

- Untuk Mengukur Temperatur Secara Kuantitatif, perlu skala numerik.

- Beberapa Skala Termometer :CELCIUS, KELVIN, REAMUR, FAHRENHEIT

Perbandingan skala dari berbagai termometer:

C R F K Rk

100 80 180 100 180

5 4 9 5 9

Konversi Suhu Celcius - FahrenheitF = 9/5 C + 32°Konversi Suhu Fahrenheit - CelciusC = 5/9 (F – 32°)Konversi Suhu Celcius – Reamur R = 4/5 CKonversi Suhu Reamur - CelciusC = 5/4 R

Konversi Suhu Reamur - FahrenheitF = 9/4 R + 32°Konversi Suhu Fahrenheit - ReamurR = 4/9 (F – 32°)Konversi Suhu Celcius - KelvinK = C + 273

CONTOH:Suhu suatu ruangan menunjukkan angka 32 jika diukur dengan termometer Celcius. Tentukanlah jika diukur dengan:a. Reamurb. Fahrenheitc. Kelvind. RankinePenyelesaian:

e. t°R= t°C =

f. t°R= t°C+ 32=

g. tK = t°C +273 = 32+273=305K

h. t°Rk = t°C + 491=

54

R 4,253254

59 F 6,893232

59

59 kR 6,5484916,5749132

59

• Kalor adalah salah satu bentuk energi yang mengalir karena

adanya perbedaan suhu dan atau karena adanya usaha atau

kerja yang dilakukan pada sistem.

• Kalor mempunyai satuan kalori, satu kalori didefinisikan

sebagai kalor yang dibutuhkan 1 gram air untuk menaikkan

suhunya 1OC.

• Dalam sistem SI satuan kalor adalah Joule. (1 kalori ≈ 4,18

joule)

KALO

R

Kuantitas panas atau kalor dalam suatu bahan dilambangkan dengan

ΔQ yang berkaitan dengan perubahan suhu ΔT. Besar kuantitas kalor

Q yang diperlukan untuk meningkatkan suhu benda dari T1 menjadi T2

berbanding lurus dengan:

• Massa benda m; semakin besar massa benda yang akan

dipanaskan, maka semakin besar pula kuantitas kalor yang

diperlukan.

• Jenis benda atau sifat alami benda; besar kalor yang diperlukan

untuk memanaskan 1 kg tembaga tidaklah sama dengan yang

diperlukan untuk memanaskan 1 kg air.

Kalor jenis• Kalor jenis adalah besarnya kalor yang dibutuhkan untuk

meningkatkan 1°C dalam setiap 1 kg massa.

• Kalor jenis dinyatakan dengan persamaan:

C =

Dengan c = kalor jenis (J/kg°C atau J/kg K)

m = massa zat (kg)

ΔT = perubahan suhu (°C atau K)

TmQ

Tabel 5.1: Tabel Kalor Jenis

Bahan Kalor Jenis(J/kg°C) Bahan Kalor Jenis

(J/kg°C)

Alumunium 910 Besi 470

Berilium 1.970 Batu kapur(CaCO3) 879

Tembaga 390 Raksa (Hg) 138

Etanol 2.428 Perak 234

Es 2.100 Air 4.200

Kapasitas Kalor

• Kapasitas kalor adalah besar kalor yang diperlukan untuk

meningkatkan suhu zat tanpa memperhatikan massa zat. Kapasitas

kalor dilambangkan dengan C

• (perhatikan perbedaan simbol C dan c).

• Kapasitas kalor dinyatakan dengan persamaan:

atau TQC

TCQ

PEMUAIAN

Kabel Tiang Listrik Bantalan Rel Kereta Api

Pemuaian Zat Padat

Pemuaian Panjang

Pemuaian Luas

Pemuaian Volume

Pemuaian Panjang Zat Padat

Pemuaian Panjang Zat Padat :• L = Lo.. t• Lt = Lo + L• Lt = Lo [1 + .t ]• t = t2 – t1

Keterangan :• Lo = panjang mula-mula benda ( m atau cm )• Lt = panjang akhir benda ( m atau cm )• L = pertambahan panjang benda ( m atau cm )• t = perubahan suhu benda ( C )• t1 = suhu mula-mula benda ( C )• t2 = suhu akhir benda ( C )• = koefesiem muai panjang benda ( /C )

• Koefisien muai panjang zat padat adalah

bilangan yang menyatakan besarnya pemuaian

panjang benda setiap satuan panjang suatu

benda ketika suhunya dinaikkan sebesar 1C.

• Koefisien muai panjang zat padat nilainya

ditentukan oleh jenis zat padat tersebut, dan

nilainya berbeda satu sama lainnya.

Tabel Koefisien Muai Bahan

No Nama ZatNilai

(dalam ( /C )1 Aluminium 0,0000242 Tembaga 0,0000173 Besi 0,0000124 Baja 0,0000115 Timah 0,0000306 Kuningan 0,0000187 Perak 0,000020

Pemuaian Luas Zat Padat :• A = Ao. . t = Ao. 2. t• = 2.• At = Ao + A• At = Ao [1 + .t ]• t = t2 – t1

Keterangan :• Ao = luas mula-mula benda ( m2 atau cm2 )• At = luas akhir benda ( m2 atau cm2 )• A = pertambahan luas benda ( m2 atau cm2 )• t = perubahan suhu benda ( C )• t1 = suhu mula-mula benda ( C )• t2 = suhu akhir benda ( C )• = koefesiem muai luas benda ( /C )

Pemuaian Volume Zat Padat

Keterangan :Vo = volume mula-mula benda ( m3 atau cm3 )Vt = volume akhir benda ( m3 atau cm3 )V = pertambahan volume benda ( m3 atau cm3 )t = perubahan suhu benda ( C )t1 = suhu mula-mula benda ( C )t2 = suhu akhir benda ( C ) = koefesiem muai volume benda ( /C )

• V = Vo.. t = Vo.3. t • = 3.• Vt = Vo + V• Vt = Vo [1 + .t ]•  t = t2 – t1

Jika sistem terisolir, yaitu aliran kalor bebas dari pengaruh lingkungan, maka berlaku hukum kekekalan energy kalor (asas black) yaitu:“ Jumlah kalor yang dilepas oleh zat yang panas sama dengan jumlah kalor yang diserap oleh zat yang dingin.”

PERPINDAHAN KALOR

Perpindahan Kalor

Konduksi

Konveksi

Radiasi

KONDUKSI

Perpindahan kalor yang tanpa disertai perpindahan zat perantara

A = luas permukaan (m2)d = ketebalan benda (m)

T1 = suhu pada salah satu ujung benda (K)

ΔT = perbedaan suhu (K)ΔT = T1 – T2

A

d T1

T2 = suhu pada ujung lain benda (K)

T2

Laju Konduksi

dTAk

tQ

tQ

= laju konduksi (J/s)

k = konduktivitas termal zat (W/m K)

A = luas permukaan (m2)

ΔT = perbedaan suhu (K) = T1 – T2

d = ketebalan benda (m)

Tabel Nilai Konduktivitas Termal

Contoh konduksi

Perpindahan kalor yang disertai perpindahan zat perantara

KONVEKSI

Laju Konveksi

TAhtQ

tQ

= laju konveksi (J/s)

h = koefisien konveksi (W/m2 K)

A = luas permukaan benda yang bersentuhan

ΔT = perbedaan suhu antara benda dan fluida(K)dengan fluida(m2)

konveksi alamiah

Konveksi paksa

Radiasi

Perpindahan kalor tanpa zat perantaraRADIASI

TA

A = luas permukaan (m2)

T = suhu mutlak permukaan (K)

Laju Radiasi

4ATetQ

tQ

= laju radiasi(J/s)

e = emisivitas (0 < e < 1)σ = Tetapan Stefan-Boltzman

T = suhu mutlak(K)= 5,67 x 10-8 Wm-2K-4