Panas dan Pengukuran Panas1. Perpindahan Panas Dahulu proses perpindahan panas itu diduga adalah aliran suatu zat alir tidak berbobot dan tidak dapat dilihat, disebut kalorik yang timbul apabila suatu zat dibakar, dan bergerak dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu rendah. Pada abad ke-18 dan ke-19, Count Rumford (1753-1814), seorang sarjana kelahiran Woburn, Massachusetts, dan Sir James Prescolt Joule (1818-1889) memunculkan gagasan bahwa aliran panas adalah suatu perpindahan energi. Apabila perpindahan energi hanya terjadi karena perbedaan suhu, maka peristiwa ini disebut pengaliran panas. Perpindahan panas ke suatu sistem dapat pula terjadi tanpa pengaliran panas. 2. Kuantitas Panas Pengaliran panas setara dengan pengerjaan usaha. Pengaliran panas adalah perpinahan energi yang disebabkan hanya oleh perbedaan suhu. Beda potensial konstan V dan arus konstan I dalam kawat tahanan membangkitkan suatu aliran energi. Jika dilakukan terus dalam waktu , maka besar usahanya: W = VI Jika tahanan tersebut bukan bagian dari system, maka pengaliran energi atau pengaliran panasnya disebut kuantitas panas Q, yang nilainya: Q = VI Satuan kuantitas panas, kalori, didefinisikan sebagai kuantitas panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu gram air satu skala derajat Celcius atau Kelvin. Menaikkan suhu 90oC menjadi 91oC memerlukan panas yang lebih banyak daripada menaikkan suhu 30oC menjadi 31oC. 3. Kapasitas Panas Misalnya panas sebanyak dQ berpindah dari sistem ke lingkungannya. Jika sistem mengalami perubahan suhu dt, maka dapat dituliskan: dQ c= m.dt Kapasitas panas jenis air dianggap sama dengan 1 kal g -1(Co)-1 yang dipakai untuk keperluan praktis. Sering digunakan molekul gram sebagai satuan massa. Satu molekul gram adalah jumlah gram yang sema dengan berat molekul M. untuk menghitung jumlah mol dapat menggunakan: dQ Mc = n.dt Hasil kali Mc disebut kapasitas panas mol dan ditambah dengan C maka: dQ C = Mc = n.dt Kapasitas panas mol air praktis adalah 18 kal mol-1(Co)-1 Berdasarkan persamaan-persamaan di atas, total kuantitas panas Q yang harus diberikan kepada benda bermassa m untuk mengubah suhunya dari t1 ke t2 adalah:Q = m c.dtt1t2Kapasitas panas jenis tiap bahan berubah akibat suhu, maka: Q = mc(t 2 t1 ) Kapasitas panas jenis menengah (mean) dalam sembarang daerah suhu didefinisikan sebagai harga konstan c, maka: Q = mc(t 2 t1 ) = m c.dtt1 t2Konduktifitas panas, panas peleburan, panas penguapan, panas pembakaran, panas larut, dan panas reaksi merupakan sifat fisis materi atau sifat termal materi. 4. Pengukuran Kapasitas Panas Kapasitas panas molar dituliskan sebagai berikut: VI . VI . C= = n.t n.T Variasi suhu kapasitas panas jenis (kapasitas panas molar) memberi pendekatan langsung yang paling dekat dan paling banyak untuk memahami energi partikelpartikel zat. Panas untuk menaikkan suhu 1 gram air dari 14,4oC menjadi 15,5oC adalah: 1 kal 15o = 4,186 J Kalori International Table (kalor IT) didefinisikan sebagai: 1.W . jam 3600.J 1.kal.IT = = = 4,186.J 860 860 5. Harga Eksperimental Kapasitas Panas Jumlah panas yang berpindah dari atau ke suatu sistem bergantung pada cara sistem itu dikendalikan selama perpindahan, yaitu apakah sistem itu dipertahankan pada tekanan konstan atu volum konstan. Bila pada tekanan konstan, kapasitas panas molar dilambangkan dengan CP. Bila pada volum konstan, kapasitas panas molar dilambangkan dengan CV. pada pengukuran kapasitas panas dengan metode kelistrikan, bahan yang diteliti harus berada pada tekanan konstan. Hamper tidak mungkin menentukan CV dengan tepat, karena tidak ada cara efektif untuk membuat volum suatu sistem tetp konstan bila terjadi perpindahan panas ke dinding sistem. Untungnya harga CP yang diperoleh dari percobaan dapat diubah ke harga CV berdasarkan sebuah persamaan dari Nernst dan Lindemann, yaitu: T CV = C P 1 0,0214.mol.k o .kal 1 .C P Tl Dimana Tl adalah suhu lebur. 6. Perubahan Fase Air dalam fase padat berbentuk es, dalanm fase cair berbentuk air, dalam fase gas berbentuk uap. Transisi dari satu fase ke fase yang lain disertai penyerapan atau pembebasan panas dan biasanya juga disertai perubahan volum. Kuantitas panas per satuan massa yang harus diberikan kepada suatu bahan pada titik leburnya supaya menjadi zat cair seluruhnya pada suhu titik lebur ini disebut panas peleburan.Kuantitas panas per satuan massa yang harus diberikan kepada suatu bahan pada titik didihnya supaya menjadi gas seluruhnya pada suhu titik didih tersebut disebut panas penguapan. Apabila panas dikeluarkan dari suatu gas, suhunya turun dan pada suhu mendidihnya, gas ini kembali ke fase cair, yang biasa dikatakan mengembun. Panas yang lepas tersebut, disebut panas pengembunan. Dan begit pula sebaliknya sampai bahan tersebut menjadi padat kembali. Karena L menyatakan panas yang diserap maupun yang dibebaskan pada perubahan fase per satuan massa, kuantitas panas Q yang diserap atau dilepas dalam perubahan fase untuk suatu massa m adalah: Q = m.L Perubahan dari fase padat ke fase gas dapat terjadi secara langsung akibat suhu yang tidak cocok, dan disebut menyublim. Pada proses sublimasi, panas diserap; dan dibebaskan pada proses sebaliknya. Kuantitas panas per satuan massa disebut panas sublimasi.TUGAS RESUME PANAS DAN PENGUKURAN PANASDISUSUN OLEH :MEI ARUM SARI H0909047