fisika dasar prodi ipa (suhu dan kalor)

Upload: okky-teguh-ariyanto

Post on 18-Oct-2015

95 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    1

    BAB 4 SUHU DAN KALOR

    Beruang kutub

    sedang berjalan di

    antara bongkahan

    es. Beruang tidak

    tampak kedinginan.

    Mengapa? Sebab

    tubuhnya diselimuti

    bulu tebal sehingga

    tetap merasa hangat.

    Apakah bulu tebal

    pada beruang kutub

    berfungsi meng-

    halangi hawa dingin

    di sekelilingnyamemasuki tubuhnya

    komar.org

    sehingga tetap hangat? Sebaliknya, apakah bulu tebal itu berfungsi menghalangi

    panas tubuhnya keluar ke lingkungan yang lebih dingin? Setelah mempelajari suhu

    dan kalor, kalian dapat menjawab pertanyaan yang membingungkan ini.

    Kata Kunci: Kelin, !elsius, "ahrenheit, suhu, kalor, a#as Bla$k, kalori, joule, kalor

    jenis

    Standar Kompetensi Kompetensi Dasar

    %. Memahami prosedur ilmiahuntuk mempelajari benda-benda

    alam dengan menggunakan

    peralatan.

    &. Memahami wujud #at dan

    perubahannya.

    %.' Mendeskripsikan pengertian suhudan pengukurannya.

    &.( Mendeskripsikan peran kalor dalam

    mengubah wujud #at dan suhu suatu

    benda serta penerapannya dalam

    kehidupan sehari-hari.

    Pendahuluan

    )ada siang hari yang panas maupun malam hari yang dingin, tubuh kalian

    perlu dijaga supaya tetap nyaman. *ntuk menjaga tubuh supaya tetap nyaman,

    seringkali memerlukan beberapa alat bantu. )ada siang hari yang panas, kalian

    memakai pakaian tipis sehingga rasa panas menjadi berkurang. *ntuk memper$epat

    proses pendinginan tubuh, mungkin kalian minum air dingin serta duduk di dekat

    kipas angin. )ada malam hari yang dingin, kalian memakai jaket serta mengkonsumsi

    minuman hangat supaya badan tetap hangat. Konsep-konsep fisika yang akan kalian

    pelajari dalam bab ini akan membantu kalian dalam memahami $ara menjaga suhu

    tubuh.

    )ertama-tama kalian akan mempelajari pengertian suhu, skala suhu, dan $ara

    pengukurannya. Selanjutnya, kalian akan mempelajari pengertian kalor. )engetahuan

    tentang kalor sangat berguna untuk menjelaskan perpindahan kalor yang disebabkan

    oleh perbedaan suhu.

    %

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    2

    Peta Konsep

    berhubungan dengan merupakan

    diukur dengan

    berpindah bergantung pada se$ara

    skala berdasarkan komponen utamanya

    terjadi pada terjadi pada terjadi

    '

    Kalor

    +ermometer

    !elsius

    Kelin

    "ahrenheit

    Aliran energi

    Massa, m

    Kalor jenis, c

    )erubahan suhu, t

    +ermometer at !air

    +ermometer as

    +ermometer Bimetal

    )yrometer ptik

    Konduksi Koneksi /adiasi

    at )adat at !air dan as +anpa

    Medium

    Suhu

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    3

    A. Suhu

    )ada siang hari ketika matahari bersinar terang, biasanya udara terasa panas.

    Sebaliknya, pada malam hari udara terasa dingin. Bagaimanakah kalian mengetahui

    perbedaan rasa panas pada siang hari dan dingin pada malam hari? Ketika kalian

    menyentuh se$angkir kopi panas, tangan terasa panas. Sebaliknya, ketika kalianmenyentuh segelas es jeruk tangan terasa dingin. Bagaimanakah $ara membedakan

    rasa panasnya kopi dan dinginnya es? 0a, dengan perasaan. Akan tetapi, perasaan

    tidak dapat menjelaskan perbedaan panas dan dingin dengan teliti. *ntuk mengetahui

    perbedaan panas dan dinginnya benda, diperlukan alat ukur.

    Konsep suhu 1temperatur2 berasal dari ide kualitatif tentang 3panas4 dan

    3dingin4 yang didasarkan atas indera perasa. Suatu benda yang rasanya panas pada

    umumnya memiliki suhu yang lebih tinggi daripada benda yang dingin. 5adi, suhu

    merupakan suatu besaran yang menunjukkan ukuran derajat panas atau dinginnya

    suatu benda. 6apatkah kalian menentukan suhu benda hanya dengan sentuhan atau

    perasaan? Ketika kalian menyentuh dua #at $air dengan tangan, misalnya bejana berisi

    air hangat dan bejana berisi $ampuran air dan es, berdasarkan perasaan kalian dapatmenentukan benda yang suhunya lebih tinggi. Air yang suhunya lebih tinggi adalah

    air yang terasa lebih panas. Akan tetapi, karena hanya dengan perasaan, kalian tidak

    dapat menentukan suhu benda dengan tepat. *ntuk membuktikan bahwa perasaan

    tidak tepat untuk mengukur suhu, kalian dapat melakukan Kegiatan (.%.

    Alat dan Bahan

    %. +iga bejana yang berukuran besar, misalnya ember.

    '. Air hangat, air sumur, dan $ampuran antara es dan air se$ukupnya.

    Prosedur Kegiatan

    %. 7silah bejana pertama dengan air hangat, bejana kedua dengan air sumur, dan

    bejana ketiga dengan $ampuran antara es dan air.

    '. Masukkan kedua telapak tangan kalian ke dalam bejana pertama. 6iamkan

    beberapa saat dan rasakan panasnya. Selanjutnya, angkatlah kedua tanganmu

    dan keringkan dengan lap. Sekarang, $elupkan kedua telapak tangan ke dalam

    bejana ketiga. 6iamkan beberapa saat dan rasakan panasnya.Setelah beberapa

    saat, angkatlah kedua telapak tangan dan keringkan dengan lap.&. Masukkan telapak tangan kananmu ke dalam bejana pertama dan telapak

    tangan kirimu ke dalam bejana ketiga. 6iamkan beberapa saat dan rasakan

    keduanya.

    (. )indahkan se$ara $epat kedua tanganmu ke dalam bejana kedua. Apakah

    kedua tanganmu masih merasakan hal yang sama seperti pada langkah ke-&?

    5ika tidak, mengapa? Apakah kesimpulanmu?

    Berdasarkan Kegiatan (.% dapat disimpulkan bahwa suhu yang dirasakan oleh telapak

    tangan bergantung pada suhu yang dirasakan sebelumnya. Suhu air sumur akan terasa

    hangat bagi tangan yang sebelumnya bersentuhan dengan benda dingin 1$ampuran air

    dan es2. Akan tetapi, suhu air sumur akan terasa dingin bagi tangan yang sebelumnyabersentuhan dengan benda panas 1air hangat2. 6i samping tidak dapat menentukan

    Kegiatan 4.1 Menyelidiki Derajat Panas Dinginnya Benda

    &

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    4

    ukuran suhu se$ara tepat, tangan juga tidak tahan menyentuh benda-benda yang

    sangat panas 1misalnya, air mendidih2. leh karena itu, untuk mengukur suhu se$ara

    tepat diperlukan alat ukur suhu yang dinamakan termometer. *ntuk mengukur suhu

    benda, sentuhkan termometer pada benda yang akan diukur suhunya. 5ika kalian ingin

    mengukur suhu se$angkir kopi panas, $elupkan termometer ke dalamnya dan tunggu

    beberapa saat. Setelah $airan bahan pengisi termometer tidak berubah lagi, ba$alahsuhunya.

    B. enis!jenis "ermometer

    Seperti diketahui, alat untuk mengukur suhu dinamakan termometer.

    +ermometer dibuat berdasarkan sifat termometrik bahan, yaitu kepekaan bahan

    terhadap perubahan suhu atau perubahan besaran fisika akibat perubahan suhu.

    Beberapa $ontoh perubahan besaran fisika yang dapat digunakan untuk membuat

    termometer adalah pemuaian #at $air dalam pipa kapiler, perubahan hambatan listrik

    kawat platina, pemuaian keping bimetal, dan perubahan tekanan gas pada olume

    tetap.

    1. "ermometer #at $air

    +ermometer #at $air yang paling banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-

    hari adalah termometer yang bahan pengisinya #at $air, misalnya raksa. )ada

    umumnya #at $air memiliki pemuaian yang tidak teratur. Misalnya, air apabila

    dipanaskan dari suhu 8o! 9 (o! olumenya justru menyusut. Akan tetapi, raksa

    memiliki pemuaian yang teratur.

    "ermometer %aksa

    +ermometer raksa adalah termometer yang bahan pengisinya adalah raksa.

    Sebagai $ontoh termometer raksa adalah termometer skala !elsius. ambar (.%menunjukkan termometer raksa yang digunakan di laboratorium. Bagaimanakah

    prinsip kerja termometer ini? /aksa dalam termometer akan memuai apabila

    dipanaskan. )emuaian ini menyebabkan raksa mengisi pipa kapiler dan menunjuk

    pada skala tertentu. :ah, skala yang ditunjukkan oleh termometer ini menunjukkan

    suhu benda yang diukur.

    $annoninstrument.$om

    ambar (.% +ermometer raksa.

    Beberapa keuntungan apabila raksa digunakan sebagai bahan pengisi

    termometer adalah

    raksa mengkilap dan tidak membasahi dinding ka$a;

    raksa merupakan penghantar yang baik sehingga suhunya mudah

    menyesuaikan dengan suhu benda yang diukur;

    (

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    5

    pemuaiannya teratur;

    memiliki titik didih yang tinggi 1&o!2 sehingga tidak dapat digunakan untuk

    mengukur suhu rendah, dan

    bera$un, sehingga apabila termometer pe$ah dapat menyebabkan

    kera$unan.

    %. Mengapa pipa kapiler pada termometer memiliki lubang yang sangat ke$il?

    '. Mengapa ujung bawah termometer yang digunakan sebagai tempat bahanpengisi termometer dibuat dari ka$a tipis?

    "ermometer Alkohol

    Alkohol juga dapat digunakan sebagai bahan pengisi termometer. Beberapa

    keuntungan apabila alkohol digunakan sebagai bahan pengisi termometer adalah

    jika dibandingkan dengan raksa, alkohol lebih murah;

    pemuaiannya teratur; dan

    titik beku alkohol sangat rendah 19%%

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    6

    termometer klinis adalah tabung raksa, bagian yang menyempit, dan pipa kapiler

    1ambar (.'2. at $air yang digunakan untuk bahan pengisi termometer ini adalah

    raksa. Skala termometer klinis memiliki jangkauan di atas dan di bawah suhu rata-rata

    tubuh manusia, yaitu &=o!. Suhu terendah tubuh manusia tidak pernah kurang dari

    &

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    7

    +ermometer dinding digunakan untuk mengukur suhu ruang. Sesuai dengan

    namanya, termometer ini dipasang pada dinding ruangan. Skala termometer ini

    memiliki jangkauan suhu yang dapat terjadi dalam ruang, misalnya 9

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    8

    seton.$o.uk

    ambar (.< +ermometer maksimum-minimum Si.

    )ada saat mengukur suhu dengan menggunakan termometer, kalian harus

    memperhatikan beberapa hal berikut ini.

    Ketika menggunakan termometer, suhu awal tidak perlu diatur terlebih dahulu.

    Misalnya, suhu awal tidak perlu dibuat 8o! terlebih dahulu.

    Ketika mengukur suhu #at $air, ujung bawah termometer harus diletakkan di

    tengah-tengah $airan. *jung bawah termometer ini tidak boleh menyentuh dasar

    atau dinding bejana. Ketika termometer diangkat dari $airan, suhu termometer

    akan segera berubah menyesuaikan dengan suhu udara. leh karena itu,pemba$aan termometer dilakukan ketika termometer masih berada di dalam

    $airan.

    *ntuk mengukur suhu tinggi, pastikan kalian menggunakan termometer yang

    diran$ang untuk mengukur suhu tinggi.

    )ada saat mengukur suhu, tangan tidak boleh bersentuhan langsung dengan

    termometer. *ntuk mengatasi masalah ini, termometer dapat dijepit dengan statif

    atau digantung dengan benang melalui lubang yang ada pada ujung atas

    termometer.

    +ermometer tidak boleh digunakan untuk mengaduk $airan.

    6alam memba$a skala termometer, posisi mata harus berada pada garis yang

    tegak lurus terhadap posisi skala termometer. Cal ini dilakukan untuk

    menghindari kesalahan paralaks.

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    9

    Berapakah suhu yang ditunjukkan oleh masing-masing termometer di bawah ini?

    (. "ermometer )ain

    a. "ermometer Bimetal

    +ermometer bimetal dibuat dari dua lempeng logam yang berbeda jenisnya.

    Kedua logam ini direkatkan satu sama lain 1ambar (.a2. Apabila lempeng bimatel

    dipanaskan, bimetal akan melengkung ke arah salah satu logam. 5adi, lempeng

    bimetal akan melengkung apabila suhunya berubah. Dempeng bimetal pada umumnya

    dibuat bentuk spiral yang salah satu ujungnya dihubungkan dengan jarum penunjuk

    1ambar (.b2. Akibat perubahan suhu, jarum penunjuk akan bergerak dan

    menunjukkan angka tertentu.

    goalfinder.$om oldhouseweb.$om

    1a2 1b2

    ambar (. 1a2 Dempeng bimetal akan melengkung apabila dipanaskan. 1b2 Dempeng

    bimetal dapat digunakan sebagai termometer.*. "ermometer +am*atan

    >

    Ber&ikir Kritis)ada saat mengukur suhu, mengapa tangan

    tidak boleh bersentuhan langsung dengan

    termometer?

    ,ji Keterampilan

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    1

    )rinsip termometer hambatan 1ambar (.=2 adalah memanfaatkan perubahan

    hambatan logam 1platina2 akibat perubahan suhu. )latina dililitkan pada mika dan

    dimasukkan ke dalam gelas silika atau tabung perak yang tahan panas. *jung-ujung

    kawat platina dihubungkan dengan alat ukur hambatan, misalnya jembatan

    Eheatstone, yang diletakkan di luar tabung. )rinsip jembatan Eheatstone akan

    kalian pelajari di SMA.+ermometer hambatan memiliki ketelitian yang tinggi. Ketelitian pengukuran

    dapat men$apai 8,888%o!. 5angkauan pengukuran sangat lebar, yaitu 9'

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    1

    Bagaimanakah $ara mengukur suhu bara api? Apabila digunakan termometer

    #at $air, pasti termometernya pe$ah. *ntuk mengukur suhu yang sangat tinggi,

    misalnya suhu tungku peleburan baja, digunakan pyrometer optik 1ambar (.>2. Alat

    ini mengukur intensitas radiasi yang dihasilkan oleh bahan yang berpendar. Berbeda

    dengan penggunaan termometer #at $air, pyrometer optik tidak menyentuh benda

    yang diukur suhunya. 6engan demikian, pyrometer optik dapat mengukur suhu bendayang sangat tinggi

    img.dire$tindustry.$om

    ambar (.> )yrometer optik.

    Suhu pada alat penetas telur atau inkubator perlu diatur dan dipertahankan supaya

    nilai tetap. Artinya, inkubator memerlukan alat untuk mengatur suhu. Alat ini dikenal

    dengan istilah termostat. Bimetal merupakan salah satu alat yang dapat digunakan

    sebagai termostat. ambar (.%8 menunjukkan prinsip kerja termostat. Apabila

    suhunya naik, kontak putus karena bimetal melengkung ke atas. Sebaliknya, jika suhu

    turun kontak tersambung lagi sehingga arus mengalir dan pemanasan berlangsung

    lagi. )roses ini berlangsung terus sehingga suhu dapat diatur pada interal tertentu.

    homepage.mo$.$om

    ambar (.%8 )rinsip kerja termostat bimetal.

    Science/ "echnology/ and

    Society

    %%

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    1

    $. Skala "ermometer

    *ntuk menentukan skala sebuah termometer diperlukan dua titik tetap@ titik

    lebur es sebagai titik tetap bawah dan titik didih air sebagai titik tetap atas. Seorang

    astronom Swedia, Anders !elsius 1%=8%-%=((2, adalah orang yang pertama kali

    menetapkan skala suhu berdasarkan titik lebur es dan titik didih air. Sesuai denganpenemunya, termometer yang ditemukan oleh Anders !elsius dinamakan termometer

    skala !elsius.

    1. "ermometer Skala $elsius

    +ermometer adalah alat untuk mengukur suhu. *ntuk mengetahui suhu benda

    yang diukur, termometer perlu diberi skala. )roses memberi skala pada termometer

    dinamakan kalibrasi. Bagaimanakah $aranya? Kalian dapat mengkalibrasi termometer

    dengan langkah-langkah sebagai berikut.

    a. Menentukan +itik +etap Bawah

    Masukkan ujung bawah termometer se$ara tegak lurus ke dalam bejana yang

    berisi es murni. +unggu beberapa saat sampai es melebur yang ditandaidengan adanya air dalam bejana. Apabila tinggi permukaan raksa pada pipa

    kapiler sudah tidak berubah lagi, artinya suhu termometer sama dengan suhu

    es yang sedang melebur. Berilah tanda tepat pada permukaan raksa itu dan

    tulislah dengan angka. *ntuk termometer skala !elsius, titik tetap bawah

    ditulis 8o!.

    b. Menentukan +itik +etap Atas

    Masukkan ujung bawah termometer ke dalam bejana yang berisi air murni.

    )anaskan air sampai mendidih. +unggu beberapa saat sampai suhu termometer

    sama dengan suhu air mendidih. Apabila tinggi permukaan raksa pada pipa

    kapiler sudah tidak berubah lagi, artinya suhu termometer sama dengan suhuair mendidih. Berilah tanda tepat pada permukaan raksa itu dan tulislah

    dengan angka. *ntuk termometer skala !elsius, titik tetap atas ditulis %88 o!.

    $. Membuat )embagian Skala

    Setelah titik tetap bawah dan titik tetap atas ditetapkan, selanjutnya jarak

    antara kedua titik tetap ini dibagi menjadi beberapa bagian yang sama. )ada

    termometer skala !elsius, kedua titik tetap ini dibagi menjadi %88 bagian yang

    sama. 5adi, setiap bagian skala menunjukkan suhu %o!.

    )embagian skala ini dapat diperluas dengan memberi angka-angka tambahan,

    baik di bawah titik tetap bawah maupun di atas titik tetap atas. Angka-angka di

    bawah titik tetap bawah diberi angka negatif, sedangkan angka-angka di atas

    titik tetap atas diberi angka lebih dari %88o

    !. +ermometer skal !elsiusditunjukkan pada ambar (.%%. Berapaka angka yang ditunjukkan pada

    termometer itu?

    %'

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    1

    tre.ngfl.go.uk

    ambar (.%% +ermometer skala !elsius.

    Mem*uat Skala "ermometer

    Alat dan Bahan

    Sebuah termometer yang belum berskala, es batu, air murni, bejana gelas,

    spiritus, pembakar spiritus 1bunsen2, dan kaki tiga.

    Kegiatan Proyek

    Setelah alat dan bahan tersedia, tugas kalian adalah membuat termometer

    skala !elsius. Adapun langkah-langkahnya seperti yang telah diuraikan di

    atas. Setelah selesai, $obalah termometer yang kalian buat digunakan untuk

    mengukur air hangat. Berapakah suhunya? *kurlah suhu air hangat itu dengan

    termometer skala !elsius buatan pabrik. Berapakah suhunya? Apakah kedu a

    termometer memberikan hasil yang sama? 5ika tidak, mengapa terjadi

    perbedaan?

    %. *jung atas sebuah termometer biasanya terdapat lubang. *ntuk apa

    lubang itu?

    '. *ntuk menetapkan titik tetap bawah termometer skala !elsiusdigunakan es murni. Apa yang terjadi apabila digunakan $ampuran es

    dan garam? *ntuk menjawab pertanyaan ini mungkin kalian perlu

    melakukan per$obaan.

    (. "ermometer Skala Kel0in

    )ara ilmuwan lebih suka menggunakan termometer skala Kelin. leh karena

    itu, dalam S7 1Sistem 7nternasional2 satuan suhu adalah kelin 1K2. Skala

    Kelin tidak dikalibrasi berdasarkan titik lebur es dan titik didih air, tetapi

    dikalibrasi berdasarkan energi yang dimiliki oleh partikel-partikel dalam

    benda. Apabila suhu benda turun, gerak partikel lambat. Sebaliknya, apabila

    suhu benda naik gerak partikel $epat. Ketika suhu benda men$apai 9'=&,%

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    1

    sekali. Suhu 9'=&o! merupakan suhu paling rendah yang dapat dimiliki

    benda. leh karena itu, suhu 9'=&o! dinamakan suhu nol mutlak.

    7lmuwan yang pertama kali mengusulkan pengukuran suhu berdasarkan suhu

    nol mutlak adalah Dord Kelin 1%'(-%>8=2, fisikawan berkebangsaan 7nggris.

    Sesuai dengan nama penemunya, skala suhu yang digunakan dinamakan skala

    Kelin. )enulisan suhu Kelin tanpa menggunakan simbol derajat 1o2, tetapi$ukup ditulis dengan K. Suhu paling rendah yang dapat dimiliki benda adalah

    9'=&o!. 6alam skala Kelin, suhu 9'=&o! sama dengan 8 K 1nol mutlak2.

    )erlu diketahui, suhu skala Kelin tidak mengenal suhu negatif. ambar (.%'

    menunjukkan perbandingan skala !elsius dan skala Kelin.

    internet($lassrooms.$om

    ambar (.%' )erbandingan termometer skala !elsius dan skala Kelin.

    Seperti telah diuraikan di atas, 9'=&o! sama dengan 8 K atau 8o! F '=& K.

    leh karena itu, pada skala Kelin titik lebur es 8 o! diberi angka '=& K dan

    titik didih air %88o! diberi angka &=& K. 5adi,

    8o! F '=& K dan %88o! F &=& K.

    6engan demikian,

    K2'=&1!o += tt 1(-%2

    atau

    !.2'=&1K o= tt 1(-'2

    3. "ermometer Skala ahrenheit

    6alam termometer skala "ahrenheit, yang biasa digunakan di AmerikaSerikat, suhu titik lebur es &'o" dan suhu titik didih air '%'o". 5adi, antara titik lebur

    %(

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    1

    es dan titik didih air dibagi menjadi %8 bagian yang sama. )ada skala !elsius antara

    titik lebur es dan titik didih air dibagi menjadi %88 bagian yang sama. 5adi,

    perbandingan skala suhu !elsius t!dan t"adalah

    >

    < =

    FC tt 1(-(2

    $ontoh Soal

    Sebuah benda suhunya berubah dari "=8o

    % =t menjadi ".>?o

    ' =t :yatakan suhu-

    suhu itu ke dalam skala !elsius dan Kelin, kemudian tentukan perubahan suhu

    %' ttt = untuk skala suhu !elsius dan Kelin.

    Penyelesaian

    *ntuk mengubah suhu dari skala "ahrenheit ke skala !elsius digunakan )ersamaan

    1(-(2. 6iperoleh,

    !,'%2&'=81 ooo>o". Berapakah suhu tubuh

    orang Amerika jika diukur dengan termometer skala 1a2 !elsius dan 1b2

    Kelin?

    "ahrenheit 1%-%=&2

    abriel 6aniel "ahrenheit lahir di 6an#ig, )olandia, pada

    tanggal %( Mei %. Sejak ke$il "ahrenheit tinggal di

    Amsterdam, Belanda. 7a belajar fisika, ilmu dagang, dan $ara

    membuat peralatan meteorologi. )ada usia &% tahun, ia men$ari

    nafkah dengan berdagang alat-alat meteorologi.

    )ada tahun %=8 "ahrenheit bertemu dengan le /omer,

    astronom berkebangsaan 6enmark. le /omer pernah membuat

    termometer dengan skala 8o

    untuk titik didih air, o

    untuk titik lebur es, dan '', "ahrenheit membuat termometer yang

    diisi dengan alkohol. Akan tetapi, ia segera tahu bahwa alkohol kurang baik untuk

    bahan pengisi termometer karena alkohol mendidih pada suhu rendah. 7a men$oba

    menggunakan #at $air lain sebagai bahan pengisi termometer. Setelah mengadakan

    per$obaan selama < tahun, pada tahun %=%( "ahrenheit berhasil membuat termometer

    raksa.

    )ada tahun %='( "ahrenheit melaporkan penemuannya kepada /oyal So$iety, sebuah

    Dembaga 7lmu )engetahuan di 7nggris. +ermometer "ahrenheit dibuat dengan skala

    &'ountuk titik beku air, '%'ountuk air mendidih, dan >ountuk suhu tubuh manusia.

    Atas penemuannya itu "ahrenheit diangkat menjadi anggota /oyal So$iety.

    +ermometer skala "ahrenheit terutama dipakai di 7nggris, AS, Kanada, AfrikaSelatan, Australia, dan Selandia Baru.

    "ahrenheit meninggal dunia pada % September %=& di 6en Caag, Belanda. 7a

    dikenang sebagai penemu termometer raksa dan termometer alkohol.

    D. Kalor

    Apakah yang dimaksud dengan kalor? *ntuk menjelaskan pengertian kalor,

    perhatikan kejadian yang sering terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Ketika sendok

    dimasukkan ke dalam se$angkir kopi panas, sendok menjadi hangat dan kopi

    panasnya menjadi berkurang. Cal ini karena kalor mengalir dari kopi panas 1suhu

    lebih tinggi2 ke sendok 1suhu lebih rendah2. Apabila se$angkir kopi panas itu

    dibiarkan di atas meja, lama-kelamaan kopi panas itu akan menjadi dingin dengan

    sendirinya. Cal ini karena kalor mengalir dari kopi panas 1suhu lebih tinggi2 ke

    lingkungan sekitarnya 1suhu lebih dingin2. Kalor berhenti mengalir apabila suhu kopi

    panas sama dengan suhu lingkungannya. 5adi, apabila dua benda bersentuhan se$ara

    alamiah kalor berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya

    lebih rendah. Kalor akan berhenti berpindah apabila suhu kedua benda itu sama.

    6apatkah kalian memberikan beberapa $ontoh yang menunjukkan perpindahan kalor

    se$ara alamiah?

    7nteraksi antara sendok dan kopi panas serta kopi panas dan lingkungannyayang menyebabkan perubahan suhu pada dasarnya merupakan perpindahan energi

    dari satu benda ke benda lain. )erpindahan energi yang hanya terjadi karena

    %

    TOKOH

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    1

    perbedaan suhu disebut aliran kalor atau perpindahan kalor. )ada peristiwa ini energi

    yang dipindahkan berupa panas. 5adi, kesimpulannya, kalor adalah energi yang

    berpindah dari satu benda ke benda lain karena adanya perbedaan suhu.

    Pengaruh Kalor Pada #at

    Apakah yang terjadi apabila #at diberi kalor? *ntuk menjawab pertanyaan inikalian dapat melakukan Kegiatan (.'.

    Alat dan Bahan

    elas kimia, termometer skala !elsius, pembakar spiritus, kaki tiga, kawat kasa, dan

    beberapa pe$ahan es batu

    Prosedur Perco*aan

    %. Masukkan beberapa pe$ahan es batu ke dalam gelas kimia. *kurlah suhu awales batu dengan termometer. +empatkan gelas kimia di atas kaki tiga dengan

    menggunakan alas kawat kasa.

    '. )anaskan gelas kimia yang telah berisi pe$ahan-pe$ahan es batu dengan

    menggunakan pembakar spiritus.

    &. Amati perubahan angka pada termometer sambil mengamati perubahan yang

    terjadi pada es batu mulai dari bentuk padat, $air, dan akhirnya mendidih.

    (. Bagaimanakah kesimpulan kalian tentang pengaruh kalor pada #at?

    Berdasarkan Kegian (.' dapat disimpulkan bahwa ketika kalor diberikan pada

    sejumlah es batu 1wujud padat2, suhu es naik sampai men$apai titik leburnya1kira-kira 8o!2. Ketika es melebur menjadi air, suhu tetap 8o! sampai seluruh es

    melebur. Apabila kalor telur diberikan, suhu air terus meningkat sampai men$apai

    titik didih %88o!. Berdasarkan Kegiatan (.' dapat disimpulkan bahwa pemberian

    kalor pada #at dapat menyebabkan perubahan suhu #at dan perubahan wujud #at.

    Apakah Satuan Kalor5

    Satuan kalor adalah kalori. Satuan ini didefinisikan berdasarkan perubahan

    suhu pada #at. Satu kalori 1% kal2 didefinisikan sebagai jumlah kalor yang

    diperlukan untuk menaikkan suhu satu gram air dari %(,

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    1

    Alat dan Bahan

    elas kimia, termometer skala !elsius, statif, pembakar spiritus, kaki tiga, kawat

    kasa, dan air

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    1

    diperlukan untuk menaikkan suhu benda. Semakin ke$il massa benda, semakin ke$il

    pula jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda itu.

    +u*ungan antara Kalor dan enis #at

    Eaktu yang dibutuhkan berbagai jenis #at untuk menaikkan suhu yang samaternyata berbeda-beda. Apabila air '8 mD dan minyak goreng '8 mD yang mula-mula

    bersuhu '

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    2

    ,tm

    Qc

    =

    sehingga

    .!kg

    5

    2satuan121satuan

    satuansatuan

    o

    =

    =

    tm

    Qc

    5adi, satuan kalor jenis adalah 5Hkg o! atau 5Hkg K. 6i samping itu, satuan kalor jenis

    juga dapat dinyatakan dengan kalHgo!.

    Apakah yang disebut kalor jenis? Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang

    diperlukan untuk menaikkan suhu % kg suatu #at sebesar % o! atau % K. )ada suhu

    %88

    &>8

    =8

    (

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    2

    $ontoh Soal

    Berapakah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebatang besi

    yang massanya ' kg dari &8o! menjadi >8o!?

    PenyelesaianBerdasarkan +abel (.% diketahui bahwa kalor jenis besi adalah (8 ooo

    %' ==== ttt 6engan

    menggunakan )ersamaan 1(-

    >8o

    !? 1b2 Berapakah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhuair 1kalor jenis c F (.'88 5Hkg K2 dengan massa &88 g dari '8o! menjadi

    %88o!?

    '. Besi dengan massa 8,' kg dan bersuhu '

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    2

    padat dapat berubah wujud menjadi #at $air apabila #at itu menerima kalor. at $air

    dapat berubah wujud menjadi gas apabila #at itu menerima kalor. Sebaliknya, gas

    dapat berubah wujud menjadi #at $air apabila melepaskan kalor. at $air dapat

    berubah wujud menjadi #at padat apabila melepaskan kalor. Sebagai $ontoh, es 1#at

    padat2 berubah wujud menjadi air 1#at $air2 apabila dipanaskan. Artinya, es menerima

    kalor. Air 1#at $air2 berubah wujud menjadi uap 1gas2 apabila dipanaskan. Artinya, airmenerima kalor. Sebaliknya, uap air akan berubah wujud menjadi air apabila

    didinginkan. Artinya, uap air melepaskan kalor. Air 1#at $air2 akan berubah wujud

    menjadi es 1#at padat2 apabila didinginkan. Artinya, air melepaskan kalor.

    6iagram perubahan wujud #at telah dijelaskan pada Bab & 1ambar &.(2.

    )erhatikan kembali ambar &.(. )erubahan wujud dengan anak panah ke atas,

    misalnya men$air dan menguap, memerlukan kalor. Sebaliknya, perubahan wujud

    dengan anak panah ke bawah, misalnya mengembun dan membeku, memerlukan

    kalor.

    Menguap

    Apabila sejumlah air dipanaskan terus-menerus, air akan menguap. Cal inimenunjukkan bahwa menguap memerlukan kalor. *ntuk menunjukkan bahwa pada

    waktu menguap #at memerlukan kalor, kalian dapat memanaskan air dalam bejana

    dengan menggunakan pembakar spiritus. Setelah pembakar spiritus dinyalakan dan

    ditunggu beberapa saat, kalian akan melihat uap mun$ul pada permukaan air.

    Ambillah beberapa tetes spiritus atau alkohol dengan pipet kemudian teteskan

    pada tangan. /asakan apa yang terjadi pada kulit yang basah karena spiritus atau

    alkohol. Apakah kulit kalian terasa dingin? 5ika tangan terasa dingin dan jumlah

    alkohol berkurang, berarti spiritus atau alkohol telah menguap. Mengapa kulit tempat

    spiritus atau alkohol terasa dingin? Spiritus menguap memerlukan kalor. Kalor yang

    diperlukan berasal dari tangan. Karena kehilangan kalor untuk proses penguapanspiritus tangan menjadi dingin.

    Bagaimanakah $ara memper$epat proses penguapan? )roses penguapan dapat

    diper$epat dengan beberapa $ara, yaitu@ memanaskan, memperluas permukaan,

    mengalirkan udara pada permukaan #at $air, dan mengurangi tekanan pada

    permukaan #at $air.

    1%2 Memanaskan

    Seperti telah diuraikan di depan, semakin besar kalor yang diterima oleh suatu

    #at semakin besar pula gerakan molekul-molekulnya. 6engan memanaskan #at

    berarti kita telah memberikan tambahan kalor pada #at itu. 6engan demikian,

    molekul-molekul #at $air menjadi $epat bergerak sehingga semakin $epat pula

    meninggalkan permukaan #at $air.1'2 Memperluas )ermukaan

    Memperluas permukaan #at $air untuk memper$epat proses penguapan sering

    dilakukan orang. Misalnya, saat mendinginkan tes panas yang akan segera

    diminum. +eh panas yang ditempatkan dalam piring akan lebih $epat menguap

    daripada teh panas dalam gelas. Mengapa demikian? )ermukaan piring yang

    lebih luas menyebabkan molekul-molekul #at $air yang berhubungan dengan

    udara lebih banyak.Akibatnya, molekul-molekul #at $air yang dapat

    melepaskan diri ke udara juga semakin banyak.

    1&2 Mengalirkan udara pada permukaan #at $air

    Supaya teh panas yang akan diminum $epat dingin, biasanya kita meniupkan

    udara pada permukaannya. )akaian basah yang dijemur akan $epat keringapabila ada angin bertiup. *dara yang bertiup pada permukaan teh panas

    ''

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    2

    menyebabkan molekul-molekul teh panas $epat bergerak meninggalkan

    permukaannya. Angin yang bertiup pada pakaian basah menyebabkan

    molekul-molekul air lebih mudah meninggalkan pakaian sehingga pakaian

    menjadi $epat kering.

    1(2 Mengurangi tekanan pada permukaan #at $air

    +eh panas yang berada dalam gelas terbuka lebih $epat dingin daripada tehpanas yang berada dalam gelas tertutup. Mengapa demikian? +ekanan udara

    pada gelas tertutup lebih besar daripada tekanan udara pada gelas terbuka.

    )ada tekanan yang lebih besar molekul-molekul air sukar melepaskan diri dari

    permukaannya. )ada tekanan yang lebih ke$il molekul-molekul air mudah

    melepaskan diri dari permukaannya. 5adi, apabila tekanan pada permukaan #at

    semakin ke$il #at $air itu semakin mudah menguap.

    Berdasarkan uraian tentang $ara memper$epat proses penguapan dapat disimpulkan

    bahwa penguapan #at $air dapat terjadi pada sembarang suhu.

    Mengem*un

    Mengembun adalah proses perubahan wujud dari gas menjadi $air. at dapatmengembun apabila suhu turun, sedangkan suhu turun terjadi apabila #at itu

    melepaskan kalor. Ada dua $ontoh peristiwa mengembun dalam kehidupan sehari-

    hari. Ketika kalian memasukkan pe$ahan-pe$ahan es ke dalam gelas, sisi luar gelas

    mula-mula kering. Akan tetapi, beberapa saat kemudian pada bagian sisi luar gelas

    terdapat bintik-bintik air. Ketika kalian naik mobil pada saat $ua$a $erah, ka$a jendela

    mobil bagian dalam masih kering. Akan tetapi, ketika hujan turun ka$a mobil bagian

    dalam menjadi buram. Apabila kalian menempelkan telapak tangan pada ka$a, telapak

    tangan menjadi basah. Bagimana kedua peristiwa ini dapat dijelaskan?

    Barangkali kita berfikir bahwa es yang men$air mampu menembus gelas

    sehingga sisi luar gelas menjadi basah. 6emikian pula peristiwa yang terjadi padaka$a mobil ketika hujan@ air hujan dapat memasuki ka$a melalui pori-pori ka$a. Akan

    tetapi, $ara berfikir kita salah. *dara di sekitar kita banyak mengandung uap air.

    Ketika uap air bersentuhan dengan benda-benda yang lebih dingin 1suhunya rendah2,

    uap air melepaskan kalor. Kalor yang dilepaskan ini diterima oleh uap air di sekitar

    gelas atau ka$a mobil. Ketika uap air melepaskan kalor suhunya turun sehingga uap

    air berubah menjadi bintik-bintik air.

    Mendidih

    Mendidih adalah proses perubahan wujud dari #at $air menjadi gas 1uap2.

    Mendidih terjadi pada seluruh bagian #at $air. at $air dikatakan menguap apabila

    molekul-molekulnya sebagian meninggalkan permukaan #at $air tersebut. Apabilasuhu #at $air dinaikkan, penguapan dapat terjadi di seluruh bagian #at $air. Molekul-

    molekul #at $air membentuk uap dalam bentuk gelembung-gelembung udara.

    elembung-gelembung ini dapat terjadi di seluruh bagian #at $air.

    Apabila pemanasan dilanjutkan, gelembung-gelembung udara akan naik ke

    permukaan #at $air dan akhirnya pe$ah. Apabila hal ini terjadi, #at $air dikatakan

    mendidih. 5adi, #at $air dikatakan mendidih apabila gelembung-gelembung uap terjadi

    di seluruh bagian #at $air dan meninggalkan #at $air. )ada saat mendidih suhu #at $air

    tidak berubah, meskipun kalor diberikan terus-menerus. *ntuk membuktikan hal ini,

    kalian dapat melakukan Kegiatan (.

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    2

    Alat dan Bahan

    elas kimia, termometer skala !elsius, statif, pembakar spiritus, kaki tiga, kawat

    kasa, dan air . Setelah air mendidih, apakah terjadi perubahan suhu?

    Berdasarkan Kegiatan (.< dapat disimpulkan bahwa kenaikan suhu hanya terjadi

    ketika air mulai dipanaskan sampai air mendidih. Setelah air mendidih, tidak terjadi

    perubahan suhu. Ketika air sudah mendidih, kalor yang diberikan hanya digunakanuntuk mengubah wujud #at@ dari #at $air menjadi uap. Suhu #at $air pada saat

    mendidih dinamakan titik didih.

    Berapakah kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud #at dari $air menjadi

    uap pada titik didihnya? Casil per$obaan menunjukkan bahwa kalor yang diperlukan

    untuk mengubah wujud #at dari $air menjadi uap pada titik didihnya bergantung pada

    massa #at dan kalor uap #at yang bersangkutan. Kalor uap merupakan salah satu sifat

    #at. Kalor uap adalah banyaknya kalor 1dengan satuan joule2 yang diperlukan untuk

    menguapkan % kg #at pada titik didihnya. Satuan kalor uap adalah 5Hkg.

    *ntuk menguapkan #at $air dengan massa m pada titik didihnya diperlukankalor sebanyak

    Q = mL, 1(-2

    dengan L dinamakan kalor uap #at yang bersangkutan. Carga kalor uap untuk

    beberapa #at disajikan pada +abel (.'.

    +abel (.' Kalor *ap Beberapa at

    8ama #at "itik Didih8ormal 9o$

    Kalor ,ap9;kg

    Alkohol

    /aksa

    Air

    +imbal

    )erak

    Imas

    +embaga

    =

    &

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    2

    untuk mengubah wujud #at dari uap menjadi $air pada titik embunnya bergantung

    pada massa #at dan kalor embun #at yang bersangkutan. Kalor embun merupakan

    salah satu sifat #at. Kalor embun adalah banyaknya kalor 1dengan satuan joule2 yang

    dilepaskan untuk mengembunkan % kg #at pada titik embunnya. Satuan kalor embun

    adalah 5Hkg. Setiap #at yang jenisnya sama, besarnya kalor uap sama sama dengan

    kalor embun dan titik uapnya sama dengan titik didihnya. leh karena itu, untukproses pengembunan tetap berlaku )ersamaan 1(-

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    2

    &. Baliklah labu didih dan pada dinding labu didih siramlah dengan air dingin

    1ambar (.%&2. Apa yang terjadi?

    ambar (.%& )engaruh penurunan tekanan terhadap titik didih.

    Meskipun sudah tidak terjadi pemanasan ternyata air dalam labu didih

    mendidih kembali. Mengapa demikian? Ketika labu didih disiram dengan air dingin,

    tekanan di atas permukaan air dalam labu didih turun. Karena tekanannya turun, air di

    dalam labu mendidih lagi. 5adi, #at $air dapat mendidih di bawah titik didih normal

    apabila tekanan pada permukaan #at $air kurang dari % atm.

    Seperti telah diuraikan sebelumnya, untuk tekanan udara normal, yaitu =

    $mCg atau % atm, air mendidih pada suhu %88 o!. Seperti diketahui, semakin tinggi

    suatu tempat dari permukaan laut, tekanan udaranya semakin rendah. Akibatnya, titikdidih air juga semakin rendah. 5adi, apabila kalian mendidihkan air di pun$ak gunung

    yang memiliki ketinggian '&88 m di atas permukaan laut, air mendidih sekitar >

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    2

    ambar (.%( )engaruh kenaikan tekanan terhadap titik didih.

    Berdasarkan Kegiatan (.= dapat disimpulkan bahwa air dalam labu didih belum

    mendidih meskipun suhu yang ditunjukkan oleh termometer telah menunjukkan

    angka %88o!. Setelah suhu men$apai angka di atas %88o!, air dalam labu didih mulai

    mendidih. Mengapa demikian?

    Ketika tekanan permukaan air % atm, air mendidih pada suhu %88o!. )ada

    tekanan % atm ikatan molekul-molekul air yang mulai renggang sudah dapat bergerak

    bebas untuk melepaskan diri dari permukaannya. 5ika tekanan pada permukaan air

    dinaikkan, meskipun suhu air sudah men$apai %88o!, air belum mendidih sebab

    tekanan yang besar menyebabkan molekul-molekul air masih memiliki ikatan

    molekul yang kuat sehingga belum dapat melepaskan diri dari permukaannya.Setelah suhu melebihi %88o! ikatan molekul-molekul air di seluruh bagian

    mulai renggang sehingga timbul gelembung-gelembung uap air di seluruh bagian. Air

    telah mendidih. Molekul-molekul air di permukaan juga telah menguap. 5adi, apabila

    tekanan di atas permukaan #at $air lebih dari % atm maka titik didih #at $air lebih

    tinggi daripada titik didih normal.

    Pressure $ooker

    )ressure !ooker adalah alat untuk memasak yang bekerja dengan tekanan tinggi

    sehingga air baru mendidih pada suhu di atas %88o! 1ambar (.%

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    2

    germesonline.$om

    ambar (.%< )ressure $ooker.

    Pertanyaan Diskusi

    %. Apakah perbedaan antara menguap dan mendidih?

    '. Mengapa kalian merasa dingin ketika keluar dari kolam renang, khususnya

    jika ada angin bertiup?

    &. Mengapa pressure $ooker lebih bermanfaat untuk memasak di daerah dataran

    tinggi?

    (. Manakah yang titik bekunya lebih tinggi@ air sumur atau air laut?

    Mele*ur dan Mem*eku

    Melebur adalah proses perubahan wujud #at dari padat menjadi $air. )ada saatmelebur, #at memerlukan kalor. Sebaliknya, membeku adalah proses perubahan

    wujud #at dari $air menjadi padat. )ada saat membeku, #at melepaskan kalor. Kedua

    peristiwa ini dapat dipelajari melalui Kegiatan (. berikut ini.

    Alat dan Bahan

    bejana ka$a, tabung reaksi, beberapa lilin 1parafin2, termometer, statif, stopwat$h,

    pembakar spiritus, kawat kasa, kaki tiga, dan air se$ukupnya.

    Prosedur Kegiatan

    %. )anaskan sejumlah air dengan bejana ka$a sampai air mendidih.

    '. 7silah tabung reaksi dengan potongan-potongan lilin dan masukkan ujung

    bawah tabung reaksi ke dalam air mendidih. *ntuk mengukur suhu, masukkan

    termometer ke dalam tabung reaksi. Ba$alah kenaikan suhu lilin setiap menit

    sampai seluruh lilin men$air.

    &. Setelah seluruh lilin men$air, keluarkan tabung reaksi dari bejana ka$a dan

    jepitlah dengan statif.

    (. Ba$alah penurunan suhu lilin setiap menit sampai lilin membeku.

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    2

    titik bekunya dinamakan kalor beku. Setiap #at yang jenisnya sama, besarnya kalor

    lebur sama dengan kalor beku dan titik leburnya sama dengan titik bekunya. leh

    karena itu, untuk proses melebur tetap berlaku )ersamaan 1(-2, dengan L

    menunjukkan kalor lebur. Carga kalor lebur untuk beberapa #at disajikan pada +abel

    (.&.

    +abel (.& Kalor Debur Beberapa at

    8ama #at "itik )e*ur

    8ormal 9o$

    Kalor )e*ur

    9;kg

    Itanol

    /aksa

    Air

    +imbal

    )erak

    Imas

    +embaga

    J%%(

    J &>

    8

    &'=

    >%

    %.8&

    %.8&

    %8(.888

    %'.888

    &&.888

    '(.

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    3

    aktor!&aktor yang Mempengaruhi "itik )e*ur

    )ada umumnya es melebur pada suhu 8o!. Akan tetapi, apabila tekanan pada

    permukaan es dinaikkan titik lebur es kurang dari 8o!. Mengapa demikian? *ntuk

    menjelaskan persoalan ini, perhatikan ambar (.%.ambar (.% menunjukkan balok es yang terletak di atas dua penumpu.

    Selanjutnya, seutas kawat halus yang kedua ujungnya diberi beban diletakkan di atas

    balok. Setelah ditunggu beberapa saat, kawat mampu menembus es balok dan

    akhirnya jatuh ke lantai. Anehnya, balok tetap utuh tidak terbelah. Bagaimana

    peristiwa ini dapat dijelaskan?

    Ketika kawat menekan permukaan balok es, bagian es yang terkena kawat

    melebur terlebih dahulu. Artinya, tekanan yang diberikan dapat menurunkan titik

    lebur es. Akibat es melebur, kawat dapat bergerak ke bawah melalui bagian es yang

    telah melebur. Akan tetapi, segera setelah dilewati kawat, tekanan pada air hasil

    peleburan es sama dengan tekanan udara luar sehingga air kembali membeku menjadi

    es. 5adi, lintasan yang dilewati kawat segera membeku kembali menjadi es.Akibatnya, kawat mampu menembus es balok tetapi es balok tetap utuh tidak

    terbelah. )eristiwa meleburkan bagian balok es yang diberi beban dan membeku

    kembali sesaat setelah beban dihilangkan dinamakan regelasi.

    ambar (.% /egelasi.

    Ketidakmurnian #at juga dapat mempengaruhi titik lebur. )enambahan garam

    dapur pada $ampuran air dan es mampu menurunkan titik lebur es sampai 9 '8 o!.

    )eristiwa ini dapat dimanfaatkan untuk pembuatan ice cream. )emberian garam dapur

    dapat menurunkan titik lebur es, sehingga es dapat melebur di bawah suhu 8o!. )roses

    melebur membutuhkan kalor. Kalor tidak diberikan dari luar, tetapi diambil dari es itusendiri. Akibatnya, suhu es turun meskipun es dalam keadaan $air 1ice cream2.

    A?as Black

    Apa yang terjadi apabila dua #at yang berbeda suhunya di$ampur dalam

    wadah yang terisolasi dari lingkungan sekitarnya? Sebagaimana telah diuraikan di

    depan, kalor mengalir dari suhu tinggi ke suhu rendah. Artinya, #at yang suhunya

    tinggi akan melepaskan kalor dan #at yang suhunya rendah akan menerima kalor.

    Kalor yang dilepaskan oleh #at yang bersuhu tinggi sama dengan kalor yang diterima

    oleh #at yang bersuhu rendah. )ernyataan ini mula-mula dikemukakan oleh fisikawan

    7nggris, 5oseph Bla$k 1%='-%=>>2, sehingga dikenal sebagai asas Bla$k. Se$arasederhana, a#as Bla$k dapat dirumuskan sebagai berikut@

    &8

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    3

    QdilepaskanF Qditerima 1(-=2

    5adi, apabila dua #at yang berbeda suhunya di$ampur kedua #at itu akhirnya akan

    memiliki suhu yang sama. *ntuk memahami penerapan A#as Bla$k, perhatikan

    $ontoh soal berikut.

    $ontoh Soal

    Sepotong logam aluminium yang massanya 8,'< kg dipanaskan sampai %88o!,

    kemudian dimasukkan ke dalam bejana yang berisi 8,' kg air dengan suhu '< o!.

    Apabila pertukaran kalor hanya terjadi antara aluminium dan air, berapakah suhu

    akhir yang dapat di$apai? 6iketahui, kalor jenis aluminium >88 5Hkgo! dan kalor jenis

    air (.'88 5Hkgo!.

    Penyelesaian

    Karena suhu aluminium lebih tinggi daripada suhu air, sehingga ketika keduanyadi$ampur aluminium akan melepaskan kalor dan air akan menerima kalor. Misalnya,

    suhu akhir yang dapat di$apai adalah to!. 6engan demikian, suhu aluminium turun

    dari %88o! menjadi to!. Sebaliknya, suhu air naik dari '88 5Hkgo!

    )erubahan suhu Nt%F 1%88 9 t2o!

    Aluminium melepaskan kalor @

    5.2''88kg2'

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    3

    !.?,(88B8 5Hkgo!2 dipanaskan sampai >8o!,

    kemudian dimasukkan ke dalam bejana yang berisi 8o! dituangkan ke dalam $angkir aluminium

    yang bermassa %88 g dan bersuhu '

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    3

    Kalor yang dilepaskan oleh #at yang bersuhu tinggi sama dengan kalor

    yang diterima oleh #at yang bersuhu rendah. )ernyataan ini dikenal

    sebagai asas Bla$k.

    SA)!SA)

    A. Pilihan -anda

    )etunjuk@ )ilihlah satu jawaban yang tepatO

    %. Alkohol kadang-kadang digunakan sebagai bahan pengisi termometer, sebab

    G.

    A. kalor jenisnya besar !. massa jenisnya ke$il

    B. titik bekunya rendah 6. tidak membasahi dinding

    '. +ermometer !elsius dan "ahrenheit menunjuk angka yang sama pada suhu G.

    A. 9(8o !. &o

    B. 9'

    B. && 6. &8

    (. Sepotong besi bermassa m dan kalor jenis c serta sepotong aluminium

    bermassa 'mdan kalor jenis 'cmasing-masing diberi kalor yang sama. 5ika

    aluminium mengalami kenaikan suhu K, maka besi mengalami kenaikan

    suhu G.

    A. ( K !. % K B. K 6. &' K

    8o! di$ampur dengan < kg air yang

    suhunya &8o!. Suhu akhir $ampurannya adalah Go!.

    A. (8 !. 8

    B. . Apabila kalor jenis air cdan kalor beku airL, jumlah kalor yang dilepaskan

    apabila air dengan suhu T dan bermassa mdidinginkan menjadi es 8o! adalahG.

    &&

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    3

    A. mcT !. mcT mL

    B. mc mLT 6. mcT mLT

    %8. 5umlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda tidak bergantung

    pada G.

    A. kalor jenis !. massa jenis

    B. jenis #at 6. massa benda%%. at yang memiliki kalor jenis paling tinggi adalah G.

    A. aluminium !. udara

    B. alkohol 6. air

    %'. Air sebanyak '

  • 5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)

    3

    . Is dengan massa . Berapakah kalor yang diperlukan untuk mengubah 8,< kg air dari %8o!

    menjadi uap pada suhu %88o!? 1kalor jenis air (.'88 5Hkgo!, kalor uap

    '.'