bahanajarsuhudankalor-141124184006-conversion-gate02.pdf

13
SUHU DAN KALOR A. SUHU Suhu merupakan ukuran mengenai panas atau dinginnya suatu zat atau benda. Oven yang panas dikatakan bersuhu tinggi, sedangkan es yang membeku dikatakan memiliki suhu rendah. a. Macammacam Thermometer Alat yang dirancang untuk mengukur suhu suatu zat disebut termometer. Ada beberapa jenis termometer, yang prinsip kerjanya bergantung pada beberapa sifat materi yang berubah terhadap suhu. Sebagian besar termometer umumnya bergantung pada peamuaian materi terhadap naiknya suhu. Ide pertama penggunaan termometer adalah oleh Galileo, yang menggunakan pemuaian gas, tampak seperti pada gambar dibawah ini : Skala yang paling banyak dipakai sekarang adalah skala Celsius, kadang disebut skala Centigrade. Di Amerika Serikat, skala Fahrenheit juga umum digunakan. Ada juga skala Reamur. Skala yang paling penting dalam sains adalah skala absolut atau Kelvin. Titik beku zat didefinisikan sebagai suhu dimana fase padat dan cair ada bersama dalam kesetimbangan, yaitu tanpa adanya zat cair total yang berubah menjadi padat atau sebaliknya. titik didih didefinisikan sebagai suhu di mana zat cair dan gas ada bersama dalam kesetimbangan. Karena titik-titik ini berubah terhadap tekanan, tekanan harus ditentukan (biasanya sebesar 1 atm).

Upload: rere

Post on 09-Dec-2015

29 views

Category:

Documents


8 download

TRANSCRIPT

Page 1: bahanajarsuhudankalor-141124184006-conversion-gate02.pdf

SUHU DAN KALOR

A. SUHU

Suhu merupakan ukuran mengenai panas atau dinginnya suatu zat atau benda. Oven yang panas

dikatakan bersuhu tinggi, sedangkan es yang membeku dikatakan memiliki suhu rendah.

a. Macam–macam Thermometer

Alat yang dirancang untuk mengukur suhu suatu zat disebut termometer. Ada beberapa

jenis termometer, yang prinsip kerjanya bergantung pada beberapa sifat materi yang berubah

terhadap suhu. Sebagian besar termometer umumnya bergantung pada peamuaian materi

terhadap naiknya suhu. Ide pertama penggunaan termometer adalah oleh Galileo, yang

menggunakan pemuaian gas, tampak seperti pada gambar dibawah ini :

Skala yang paling banyak dipakai sekarang adalah skala Celsius, kadang disebut skala

Centigrade. Di Amerika Serikat, skala Fahrenheit juga umum digunakan. Ada juga skala

Reamur. Skala yang paling penting dalam sains adalah skala absolut atau Kelvin.

Titik beku zat didefinisikan sebagai suhu dimana fase padat dan cair ada bersama dalam

kesetimbangan, yaitu tanpa adanya zat cair total yang berubah menjadi padat atau

sebaliknya.

titik didih didefinisikan sebagai suhu di mana zat cair dan gas ada bersama dalam

kesetimbangan. Karena titik-titik ini berubah terhadap tekanan, tekanan harus ditentukan

(biasanya sebesar 1 atm).

Page 2: bahanajarsuhudankalor-141124184006-conversion-gate02.pdf

b. Konversi Skala Thermometer

Tentunya sangat mudah untuk mengonversikannya, mengingat bahwa 0 0C sama dengan 320F, dan jangkauan 1000 pada skala Celsius sama dengan jangkauan 1800 pada skala

Fahrenheit. Hal ini berarti

Perbandingan beberapa skala termometer adalah sebagai berikut:

Konversi antara skala Celsius dan skala Fahrenheit dapat dituliskan:

Konversi antara skala Celsius dan skala Reamur dapat dituliskan:

Konversi antara skala Fahrenheit dan skala Reamur dapat dituliskan:

Contoh Soal:

1. Suhu 30° C sama dengan ....0F = .... 0R= .... 0K

Diketahui : TC = 30° C

Ditanya : TF = ...?

TR = ...?

Page 3: bahanajarsuhudankalor-141124184006-conversion-gate02.pdf

TK = ...?

Dijawab : = + 32= 9530 + 32= 86= 45= 4530= 24= + 273= 30 + 273= 303

2. Suhu benda yang diukur dengan termometer Fahrenheit menunjukkan nilai 1220F.

Tentukan suhu benda tersebut dalam skala:

a) Celcius,

b) Reamur,

c) Kelvin!

Diketahui : = 122 FDitanya : TC = ...?

TR = ...?

TK = ...?

Dijawab := ( − 32)= 59 (122 − 32)= 59 (90 )= 50= 45= 4550= 40

Page 4: bahanajarsuhudankalor-141124184006-conversion-gate02.pdf

= + 273= 40 + 273= 313B. PEMUAIAN

Pemuaian adalah bertambah besarnya ukuran suatu benda karena kenaikan suhu yang terjadi pada

benda tersebut. Kenaikan suhu yang terjadi menyebabkan benda itu mendapat tambahan energi

berupa kalor yang menyebabkan molekul-molekul pada benda tersebut bergerak lebih cepat.

1. Jenis-Jenis Pemuaian

a. Pemuaian Zat Padat

1) Pemuaian Panjang

Perubahan panjang L pada semua zat padat, dengan pendekatan yang sangat baik,

berbanding lurus dengan perubahan suhu T.

Besarnya perubahan panjang dapat dituliskan dalam suatu persamaan:

Di mana α adalah konstanta pembanding, disebut koefisien muai linier (koefisien

muai panjang) untuk zat tertentu dan memiliki satuan /0C atau (0C) – 1.

Panjang benda ketika dipanaskan dapat dituliskan sebagai berikut:

dengan:

L = panjang benda saat dipanaskan (m)

L0 = panjang benda mula-mula (m)

α = koefisien muai linier/panjang (/0C)

T = perubahan suhu (0C)

Contoh soal :

1. Sebuah kawat aluminium dipanaskan dari suhu 295 K sampai 331 K dan panjangnya

mencapai 3,7 m. Jika α = 25 ×10-6/oC, tentukan panjang kawat mula-mula!

Diketahui : L = 3,7 m

α = 25 ×10-6/oC

T = 331 K - 295 K = 36 K

Ditanya : L0 = ...?

= + 273= 40 + 273= 313B. PEMUAIAN

Pemuaian adalah bertambah besarnya ukuran suatu benda karena kenaikan suhu yang terjadi pada

benda tersebut. Kenaikan suhu yang terjadi menyebabkan benda itu mendapat tambahan energi

berupa kalor yang menyebabkan molekul-molekul pada benda tersebut bergerak lebih cepat.

1. Jenis-Jenis Pemuaian

a. Pemuaian Zat Padat

1) Pemuaian Panjang

Perubahan panjang L pada semua zat padat, dengan pendekatan yang sangat baik,

berbanding lurus dengan perubahan suhu T.

Besarnya perubahan panjang dapat dituliskan dalam suatu persamaan:

Di mana α adalah konstanta pembanding, disebut koefisien muai linier (koefisien

muai panjang) untuk zat tertentu dan memiliki satuan /0C atau (0C) – 1.

Panjang benda ketika dipanaskan dapat dituliskan sebagai berikut:

dengan:

L = panjang benda saat dipanaskan (m)

L0 = panjang benda mula-mula (m)

α = koefisien muai linier/panjang (/0C)

T = perubahan suhu (0C)

Contoh soal :

1. Sebuah kawat aluminium dipanaskan dari suhu 295 K sampai 331 K dan panjangnya

mencapai 3,7 m. Jika α = 25 ×10-6/oC, tentukan panjang kawat mula-mula!

Diketahui : L = 3,7 m

α = 25 ×10-6/oC

T = 331 K - 295 K = 36 K

Ditanya : L0 = ...?

= + 273= 40 + 273= 313B. PEMUAIAN

Pemuaian adalah bertambah besarnya ukuran suatu benda karena kenaikan suhu yang terjadi pada

benda tersebut. Kenaikan suhu yang terjadi menyebabkan benda itu mendapat tambahan energi

berupa kalor yang menyebabkan molekul-molekul pada benda tersebut bergerak lebih cepat.

1. Jenis-Jenis Pemuaian

a. Pemuaian Zat Padat

1) Pemuaian Panjang

Perubahan panjang L pada semua zat padat, dengan pendekatan yang sangat baik,

berbanding lurus dengan perubahan suhu T.

Besarnya perubahan panjang dapat dituliskan dalam suatu persamaan:

Di mana α adalah konstanta pembanding, disebut koefisien muai linier (koefisien

muai panjang) untuk zat tertentu dan memiliki satuan /0C atau (0C) – 1.

Panjang benda ketika dipanaskan dapat dituliskan sebagai berikut:

dengan:

L = panjang benda saat dipanaskan (m)

L0 = panjang benda mula-mula (m)

α = koefisien muai linier/panjang (/0C)

T = perubahan suhu (0C)

Contoh soal :

1. Sebuah kawat aluminium dipanaskan dari suhu 295 K sampai 331 K dan panjangnya

mencapai 3,7 m. Jika α = 25 ×10-6/oC, tentukan panjang kawat mula-mula!

Diketahui : L = 3,7 m

α = 25 ×10-6/oC

T = 331 K - 295 K = 36 K

Ditanya : L0 = ...?

Page 5: bahanajarsuhudankalor-141124184006-conversion-gate02.pdf

Dijawab := (1 + α × )3,7 = (1 + 25 × 10 × 36 )3,7 = (1 + 900 × 10 )3,7 = (1 + 900 × 10 )3,7 = (1,001)= 3,71,001= 3,69Jadi, panjang mula-mula kawat tersebut adalah 3,69 m.

2. Sebuah benda yang terbuat dari baja memiliki panjang 1000 cm. Berapakah

pertambahan panjang baja itu, jika terjadi perubahan suhu sebesar 50°C?!

Diketahui : ΔT = 50 0C

α= 12 x 10 – 6 /0C

L = 1000 m

Ditanya : ΔL = ....... ?

Dijawab : ΔL = L0 α ΔT

= 1000 x 12 x 10 – 6

= 60 cm

Jadi, pertambahan panjang baja itu adalah 60 cm.

2) Pemuaian Luas

Untuk benda-benda yang berbentuk lempengan plat (dua dimensi), akan terjadi

pemuaian dalam arah panjang dan lebar. Hal ini berarti lempengan tersebut

mengalami pertambahan luas atau pemuaian luas.

Diketahui β= 2α , maka persamaannya menjadi seperti berikut.

Keterangan:

A1 : luas bidang mula-mula (m1)

A2 : luas bidang setelah dipanaskan (m2)

β : koefisien muai luas (/°C)

T : selisih suhu (°C)

Dijawab := (1 + α × )3,7 = (1 + 25 × 10 × 36 )3,7 = (1 + 900 × 10 )3,7 = (1 + 900 × 10 )3,7 = (1,001)= 3,71,001= 3,69Jadi, panjang mula-mula kawat tersebut adalah 3,69 m.

2. Sebuah benda yang terbuat dari baja memiliki panjang 1000 cm. Berapakah

pertambahan panjang baja itu, jika terjadi perubahan suhu sebesar 50°C?!

Diketahui : ΔT = 50 0C

α= 12 x 10 – 6 /0C

L = 1000 m

Ditanya : ΔL = ....... ?

Dijawab : ΔL = L0 α ΔT

= 1000 x 12 x 10 – 6

= 60 cm

Jadi, pertambahan panjang baja itu adalah 60 cm.

2) Pemuaian Luas

Untuk benda-benda yang berbentuk lempengan plat (dua dimensi), akan terjadi

pemuaian dalam arah panjang dan lebar. Hal ini berarti lempengan tersebut

mengalami pertambahan luas atau pemuaian luas.

Diketahui β= 2α , maka persamaannya menjadi seperti berikut.

Keterangan:

A1 : luas bidang mula-mula (m1)

A2 : luas bidang setelah dipanaskan (m2)

β : koefisien muai luas (/°C)

T : selisih suhu (°C)

Dijawab := (1 + α × )3,7 = (1 + 25 × 10 × 36 )3,7 = (1 + 900 × 10 )3,7 = (1 + 900 × 10 )3,7 = (1,001)= 3,71,001= 3,69Jadi, panjang mula-mula kawat tersebut adalah 3,69 m.

2. Sebuah benda yang terbuat dari baja memiliki panjang 1000 cm. Berapakah

pertambahan panjang baja itu, jika terjadi perubahan suhu sebesar 50°C?!

Diketahui : ΔT = 50 0C

α= 12 x 10 – 6 /0C

L = 1000 m

Ditanya : ΔL = ....... ?

Dijawab : ΔL = L0 α ΔT

= 1000 x 12 x 10 – 6

= 60 cm

Jadi, pertambahan panjang baja itu adalah 60 cm.

2) Pemuaian Luas

Untuk benda-benda yang berbentuk lempengan plat (dua dimensi), akan terjadi

pemuaian dalam arah panjang dan lebar. Hal ini berarti lempengan tersebut

mengalami pertambahan luas atau pemuaian luas.

Diketahui β= 2α , maka persamaannya menjadi seperti berikut.

Keterangan:

A1 : luas bidang mula-mula (m1)

A2 : luas bidang setelah dipanaskan (m2)

β : koefisien muai luas (/°C)

T : selisih suhu (°C)

Page 6: bahanajarsuhudankalor-141124184006-conversion-gate02.pdf

Contoh soal :

Pada suhu 30° C sebuah pelat besi luasnya 10 m2. Apabila suhunya dinaikkan

menjadi 90° C dan koefisien muai panjang besi sebesar 0,000012/° C, maka tentukan

luas pelat besi tersebut!

3) Pemuaian Volume

Zat padat yang mempunyai tiga dimensi (panjang, lebar, dan tinggi), seperti bola dan

balok, jika dipanaskan akan mengalami muai volume, yakni bertambahnya panjang,

lebar, dan tinggi zat padat tersebut. Karena muai volume merupakan penurunan dari

muai panjang, maka muai ruang juga tergantung dari jenis zat. Jika volume benda

mula-mula V1, suhu mula-mula T1, koefisien muai ruang , maka setelah dipanaskan

volumenya menjadi V2, dan suhunya menjadi T2 sehingga akan berlaku persamaan,

sebagai berikut.

Karena = 3 α, maka persamaannya menjadi seperti berikut.

Keterangan:

V1 : volume benda mula-mula (m1)

V2 : volume benda setelah dipanaskan (m2)

: koefisien muai ruang (/°C)

T : selisih suhu (° C)

Contoh Soal :

Sebuah bejana memiliki volume 1 liter pada suhu 25° C. Jika koefisien muai panjang

bejana 2 × 10-5 /°C, maka tentukan volume bejana pada suhu 75° C!

Contoh soal :

Pada suhu 30° C sebuah pelat besi luasnya 10 m2. Apabila suhunya dinaikkan

menjadi 90° C dan koefisien muai panjang besi sebesar 0,000012/° C, maka tentukan

luas pelat besi tersebut!

3) Pemuaian Volume

Zat padat yang mempunyai tiga dimensi (panjang, lebar, dan tinggi), seperti bola dan

balok, jika dipanaskan akan mengalami muai volume, yakni bertambahnya panjang,

lebar, dan tinggi zat padat tersebut. Karena muai volume merupakan penurunan dari

muai panjang, maka muai ruang juga tergantung dari jenis zat. Jika volume benda

mula-mula V1, suhu mula-mula T1, koefisien muai ruang , maka setelah dipanaskan

volumenya menjadi V2, dan suhunya menjadi T2 sehingga akan berlaku persamaan,

sebagai berikut.

Karena = 3 α, maka persamaannya menjadi seperti berikut.

Keterangan:

V1 : volume benda mula-mula (m1)

V2 : volume benda setelah dipanaskan (m2)

: koefisien muai ruang (/°C)

T : selisih suhu (° C)

Contoh Soal :

Sebuah bejana memiliki volume 1 liter pada suhu 25° C. Jika koefisien muai panjang

bejana 2 × 10-5 /°C, maka tentukan volume bejana pada suhu 75° C!

Contoh soal :

Pada suhu 30° C sebuah pelat besi luasnya 10 m2. Apabila suhunya dinaikkan

menjadi 90° C dan koefisien muai panjang besi sebesar 0,000012/° C, maka tentukan

luas pelat besi tersebut!

3) Pemuaian Volume

Zat padat yang mempunyai tiga dimensi (panjang, lebar, dan tinggi), seperti bola dan

balok, jika dipanaskan akan mengalami muai volume, yakni bertambahnya panjang,

lebar, dan tinggi zat padat tersebut. Karena muai volume merupakan penurunan dari

muai panjang, maka muai ruang juga tergantung dari jenis zat. Jika volume benda

mula-mula V1, suhu mula-mula T1, koefisien muai ruang , maka setelah dipanaskan

volumenya menjadi V2, dan suhunya menjadi T2 sehingga akan berlaku persamaan,

sebagai berikut.

Karena = 3 α, maka persamaannya menjadi seperti berikut.

Keterangan:

V1 : volume benda mula-mula (m1)

V2 : volume benda setelah dipanaskan (m2)

: koefisien muai ruang (/°C)

T : selisih suhu (° C)

Contoh Soal :

Sebuah bejana memiliki volume 1 liter pada suhu 25° C. Jika koefisien muai panjang

bejana 2 × 10-5 /°C, maka tentukan volume bejana pada suhu 75° C!

Page 7: bahanajarsuhudankalor-141124184006-conversion-gate02.pdf

C. KALOR DAN PERUBAHAN SUHU

Kalor adalah energi yang berpindah dari zat yang suhunya lebih tinggi ke zat yangsuhunya

lebih rendah.

1 kalori menyatakan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 kg air

sehinggasuhunya naik sebesar 1 derajat celsius.

Pengaruh kalor pada perubahan suhu misalnya pada pemanasan air. Air yang dipanaskan akan

mengalami peningkatan suhu. Peningkatan suhu ini disebabkan karena energi panas dari api

berpindah menuju air. Hal ini membuktikan bahwa kalor dapat mempengaruhi suhu suatu zat.

Pada proses pemanasan air, semakin lama air dipanaskan berarti jumlah kalor yang diberikan

semakin besar. Dengan demikian, semakin besar kalor yang diberikan semakin besar pula

kenaikan suhu benda. Selain itu, kenaikan suhu tidak hanya ditentukan oleh jumlah kalor yang

diberikan, tetapi juga tergantung pada massa benda. Semakin besar massa benda, semakin kecil

perubahan suhu yang terjadi. Dengan kata lain, perubahan suhu berbanding terbalik dengan

massa benda.

Atau dapat dituliskan

ΔT ~ Q ~ m ΔT

Kesebandingan tersebut, dapat diubah menjadi bentuk persaman dengan menambahkan konstanta

yang disebut kalor jenis (c), yaitu menjadi:

Keterangan: Q = kalor yang diperlukan atau dilepaskan (J atau kal)

m = massa benda (kg)

c = kalor jenis benda (J/ kgoC )

ΔT = T2 –T1 = perubahan suhu benda ( oC)

Q = m c ΔT

Page 8: bahanajarsuhudankalor-141124184006-conversion-gate02.pdf

a. Kalor jenis zat

Kalor jenis zat adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan atau menurunkan

suhu 1 kg massa zat sebesar 1o C atau 1 K.

b. Kapasitas kalor

Kalor jenis zat menunjukan karakteristik suatu zat. Suatu zat memiliki kalor jenis yang

berbeda dengan zat lainnya. Semakin besar kalor jenis suatu zat, semakin banyak kalor yang

dibuthkan untuk menaikkan suhu sebesar 1o C. Karakteristik suatu zat juga ditunjukan oleh

kapasitas kalor zat tersebut.

Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu benda

sebesar 1oC atau 1 K.

Kapasitas kalor dapat dirumuskan dengan:

C = atau C = mc

Keterangan:

C = kapasitas kalor suatu zat (J/K atau J/oC)

Contoh soal:

1. Hitunglah kalor yang dibuthkan untuk menaikkan suhu air bermassa 3 kg dari suhu 100C

sampai 80oC! (cbesi= 4200 J/ kgoC).

Penyelesaian:

Diketahui: m = 3 kg

T1 = 10oC

T2 = 80oC ΔT = T2 –T1 = 80oC - 10oC = 70oC

cbesi= 4200 J/ kgoC

Ditanya: Q = ...?

Jawab:

Q = m c ΔT

= 3 . 4200 J/ kgoC . 70oC

= 9,45 x 104 J

= 9,45 kJ

Jadi, kalor yang dibuthkan adalah 9,45 kJ.

Page 9: bahanajarsuhudankalor-141124184006-conversion-gate02.pdf

D. PERUBAHAN WUJUD ZAT

Perubahan wujud zat dari cair ke padat disebut sebagai proses pembekuan. Dalam hal ini, akan

terjadi proses pelepasan kalor. Besarnya kalor yang dibutuhkan pada saat peleburan dan besarnya

kalor yang dilepaskan dalam proses pembekuan adalah sama.

Perumusan untuk kalor peleburan dan pembekuan sama dengan perumusan pada kalor penguapan

dan pengembunan, yakni sebagai berikut.

dengan:

Q = kalor yang dibutuhkan saat peleburan atau kalor yang dilepaskan saat pembekuan,

m = massa zat, dan

L = kalor laten peleburan atau pembekuan.

Contoh Soal :

Berapakah besarnya kalor yang dibutuhkan untuk mencairkan es sebanyak 500 gram pada

temperatur 0oC menjadi cair seluruhnya yang memiliki temperatur 10oC ? Diketahui kalor laten

peleburan es menjadi air sebesar 80 kal/g.

Jawaban :

Diketahui: L = 80 kal/g, dan

m = 500 gram.

Ditanya : Q total = ...?

Dijawab :

Q = m L

Q = 500 gram × 80 kal/g

Q = 40.000 kal

Q = 40 kkal

Jadi, besarnya kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan es menjadi cair seluruhnya adalah

sebesar 40 kkal.

Hubungan Kalor Laten dan Perubahan Wujud

Apabila suatu zat padat, misalnya es dipanaskan, es tersebut akan menyerap kalor dan beberapa

lama kemudian berubah wujud menjadi zat cair. Perubahan wujud zat dari padat menjadi cair ini

disebut proses melebur. Temperatur pada saat zat mengalami peleburan disebut titik lebur zat.

Adapun proses perubahan wujud zat dari cair menjadi padat disebut sebagai proses pembekuan

dan temperatur ketika zat mengalami proses pembekuan disebut titik beku zat.

Kalor laten pembekuan besarnya sama dengan kalor laten peleburan yang disebut sebagai kalor

lebur. Kalor lebur es L pada temperatur dan tekanan normal adalah 334 kJ/kg. Kalor laten

Page 10: bahanajarsuhudankalor-141124184006-conversion-gate02.pdf

penguapan besarnya sama dengan kalor laten pengembunan, yang disebut sebagai kalor uap.

Kalor uap air L pada temperatur dan tekanan normal adalah 2.256 kJ/kg.

a. Proses A – B merupakan proses kenaikan temperatur dari sebongkah es. Pada proses kenaikan

temperatur ini, grafik yang terjadi adalah linear. Pada grafik AB, kalor digunakan untuk

menaikkan temperatur.

b. Proses B – C merupakan proses perubahan wujud zat dari es menjadi air. Pada grafik BC, kalor

tidak digunakan untuk menaikkan atau menurunkan temperatur benda, tetapi hanya digunakan

untuk mengubah wujud zat benda tersebut, yakni dari wujud es menjadi air.

c. Pada grafik C – D, terjadi proses kenaikan temperatur yang sama dengan proses pada (a). Akan

tetapi, pada proses ini yang dinaikkan suhunya adalah air dari 0oC sampai 100oC.

d. Sama halnya pada proses B – C, proses D – E tidak mengalami perubahan temperatur, tetapi yang

terjadi hanya perubahan wujud zat dari air menjadi uap.

Contoh Soal:

Berapa banyak kalor yang diperlukan untuk mengubah 2 gram es pada suhu 0° C menjadi uap air

pada suhu 100° C? (cair = 4.200 J/kg °C, KL = 336 J/g, dan KU = 2.260 J/g)

Page 11: bahanajarsuhudankalor-141124184006-conversion-gate02.pdf

Dijawab:

Q1 Proses Lebur

Q1 = m KL

= 2 × 336

= 672 J

Q2 Proses menaikkan suhu

Q2 = m cair T

= 2 × 10-3 × 4.200 × 100

= 840 J

Q3 Proses penguapan

Q1 = m Ku

= 2 × 2.260

= 4.420 J

Qtotal = Q1 + Q2 + Q3

= 672 + 840 + 4.420

= 6.032 J

Jadi, kalor yang dibutuhkan sebesar 6.032 J

E. AZAS BLACK

Ketika kita mencampurkan segelas air panas dengan segelas air dingin, maka suatu saat akan

didapatkan suhu akhir. Suhu akhir ini berada di antara suhu air dingin dan suhu air panas.

Demikian pula jika dua buah zat/benda dengan suhu berbeda, dicampurkan suatu saat akan

mempunyai suhu yang sama. Ini terjadi karena benda dengan suhu tinggi akan melepaskan kalor.

Kalor yang dilepaskan ini akan diserap oleh benda yang bersuhu lebih rendah. Jika kedua benda

terisolasi dengan baik, maka jumlah kalor yang dilepas sama dengan jumlah kalor yang

Page 12: bahanajarsuhudankalor-141124184006-conversion-gate02.pdf

diterima. Atau “Jika dua macam zat yang berbeda suhunya dicampurkan, maka zat yang

suhunya lebih tinggi akan melepaskan kalor yang sama banyaknya dengan kalor yang diserap

oleh zat yang suhunya lebih rendah”. Pernyataan ini disebut sebagai Asas Black. Asas Black

merupakan bentuk lain dari Hukum Kekekalan Energi.

Asas Black dapat dituliskan dalam bentuk persamaan:

Dengan ΔT1 = T – Takhir dan ΔT2 = Takhir – T, sehingga persamaan menjadi:

Contoh soal:

Air bermassa 200 gram dan bersuhu 30°C dicampur air mendidih bermassa 100 gram dan

bersuhu 90°C. (Kalor jenis air . 1 kal.gram-1.°C-1). Hitunglah suhu akhir campuran!

Diketehui : m1= 200 g

T1= 30 0C

m2= 100 g

T2=90 0C

Ditanya : Tc = . . . ?

Dijawab : Qlepas = Qterima

m1c1(Tc - T1) = m1c1(T2 – Tc)

200 . 1 . (Tc - 300) = 100 . 1 . (90 – Tc)

200 Tc – 6000 = 9000 – 100 Tc

200 Tc + 100 Tc = 9000 + 6000

300 Tc = 15000

Tc = 500C

Jadi, suhu akhir campuran air tersebut sebesar 500C.

Page 13: bahanajarsuhudankalor-141124184006-conversion-gate02.pdf

F. PERPINDAHAN KALOR

a. Macam-macam Perpindahan Kalor

3 cara perpindahan kalor :

1. Perpindahan kalor secara konduksi : peristiwa perpindahan panas di mana bagian dari

medium tidak ikut berpindah.

Contoh: Perpindahan panas ke tangan dari ujung sendok melalui sendok yang dibakar

2. Perpindahan kalor secara konveksi: peristiwa perpindahan panas di mana energi

panasnya ikut berpindah melalui partikel-partikel yang mengalir.

Contoh: perpindahan panas melalui asap api/lilin.

3. Perpindahan kalor secara radiasi: peristiwa perpindahan panas tanpa melalui medium.

Contoh: pancaran sinar matahari.

b. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju Perpindahan Konduksi Kalor

1. Beda suhu (ΔT)

Semakin besar beda suhu antara kedua permukaan, maka makin cepat perpindahan kalor

pada benda tersebut.

2. Luas permukaan (A)

Semakin besar luas permukaan suatu benda, makin cepat perpindahan kalornya.

3. Ketebalan dinding (l)

Makin tebal dinding, makin lambat perpindahan kalornya.

4. Konduktivitas termal zat (k)

Konduktivitas termal zat (k) merupakan ukuran kemampuan zat menghantarkan kalor,

makin besar nilai k, makin cepat perpindahan kalor.

c. Penerapan perpindahan kalor

Penerapan perpindahan kalor dalam kehidupan sehari-hari:

1) perpindahan kalor secara konduksi

2) perpindahan kalor secara konveksi: Angin laut dan angin darat, konveski paksa

pada pendinginan mobil, pengering rambut

3) perpindahan kalor secara radiasi

Pemanfaatan Radiasi

a. Pendiangan rumah

b. Rumah kaca dan efek rumah kaca

c. Panel surya