SUHU DAN KALORKelompok 4 :1. Ovidiantika

Khairunnisa2. Miftahul Jannah

Menu Utama

TermometerPemuaian

Kalor

Asas Black

Suhu

SUHUMenyatakan tinggi rendahnya suhu yang memerlukan titik acuan (titik patokan).

Termometer Celcius

Termometer Fahreinheit

Termometer Reamur

Termometer Kelvin

Termometer

TERMOMETER

Termometer berasal dari bahasa Yunani, yaitu Thermos yang berarti panas dan meter berarti pengukur (pembanding).

Termometer Celcius

Termometer Fahreinheit

Termometer Reamur

Skala Atas (Ta)

Skala Bawah (Tb)

C R F

1000 800 2120 Titik Didih Air

Titik Lebur Es00

100 skala

80 skala 180 skala

00 320

Perbandingan termometer C : R : F adalah 5 : 4 : 9 sehingga hubungan ketiga termometer tersebut dinyatakan dengan

𝑇 0𝐶=45 𝑇

0𝑅→𝑇 0𝑅=54 𝑇

0𝐶 𝑇 𝐶=( 95 𝑇 )+320𝐹→𝑇 0𝐹=59(𝑇 −32)0𝐶

Termometer Kelvin

Hubungan Termometer Celcius dengan Termometer Kelvin (K) adalah

𝑇 0𝐶=𝑇 +273𝐾

Contoh Soal :Suhu daerah pegunungan  menunjukkan 20 °C. Jika dinyatakan dalam skala Fahrenheit berapa skala yang ditunjukkan?

Diketahui :     TC = 20 °CDitanya :     TF = …… ?Jawab :                                     TF = (9/5 x TC) + 32              TF = (9/5 x 20) + 32                   TF = 36 + 32              TF = 68 °F

Jadi skala pada termometer Fahrenheit menunjukkan  68 °F

Pemuaian

GasZat Padat Zat Cair

PEMUAIANPemuaian adalah perubahan suatu benda yang bisa menjadi bertambah panjang, lebar, luas, atau berubah volumenya karena terkena panas.

Pemuaian Zat Padat

1. Muai Panjang

2. Muai Luas3. Muai

Volume

1. Muai Panjang∆ 𝐿=𝛼 𝐿0∆𝑇

𝐿𝑡=𝐿0(1+𝛼 ∆𝑇 )

L0

Lt

ΔL

= panjang benda pada setelah suhunya dinaikan

Koefisien Muai Panjang berdasarkan Jenis Benda

2. Muai Luas∆ 𝐴=𝛽 𝐴0∆𝑇

= perubahan luas (m2, cm2) = koefisien muai luas (K-1, 0C-1) = Luas mula-mula (m2, cm2) = perubahan suhu (K, 0C)

AO

At

3. Muai Volume

= perubahan volume (m3, cm3) = koefisien muai luas (K-1, 0C-1) = volume mula-mula (m3, cm3) = perubahan suhu (K, 0C)

∆𝑉=𝛾𝑉 0∆𝑇VO

ΔV

Vt

Pemuaian pada ZAT CAIRMolekul zat car lebih bebas dibandingkan pada zat padat.

∆𝑉=𝛾𝑉 0∆𝑇

MASSA JENIS ZAT CAIR

𝜌0=𝑚𝑉 0

𝜌=𝑚𝑉 𝑡

=𝑚

𝑉 0(1+𝛾∆𝑇 )

𝜌=𝜌0

(1+𝛾 ∆𝑇 )

= massa jenis setelah suhunya dinaikan = massa jenis zat cair mula-mula = perubahan suhu (K, 0C) = koefisien muai volume zat cair (K-1, 0C-1)

Koefisien Muai Volume berdasarkan Jenis zat

ANOMALI AIR Perilaku aneh air pada rentang suhu 0°C hingga 4°C, dimana pada suhu tersebut air menyusut (pengerutan) seiring dengan kenaikan suhu.

Contoh SoalBatang tembaga pada suhu 20 °C panjangnya 50 cm, kemudian

dipanaskan sampai suhunya 100 °C. Jika koefisien muai panjang tembaga 1,7 x 10-5 / °C, berapa panjang batang tembaga sekarang?

Penyelesaian:Diketahui:T1= 20 °C                      Lo = 50 cm                      T2= 100 °C                       = 0,000017 /  °CDitanya:       L = …… ?Jawab:      ΔT= 100 °C - 20 °C = 80 °C                      L = Lo (1 + ΔT)                      L = 50 cm ( 1 + 0,000017 /  °C x 80 °C )                      L = 50 cm ( 1+ 0,00136 )                      L = 50,068 cm

Jadi panjang batang tembaga sekarang adalah 50,068 cm.

Pemuaian GasIsotermik

Isobarik

Isokorik

PEMUAIAN PADA GAS Persamaan gas ideal dinyatakan dengan persamaan :

Hukum Boyle-Gay Lussac

Isotermik(Suhu Tetap)

Isobarik(Tekanan Tetap)

Isokorik(Volume Tetap)

𝑇 1=𝑇 2 𝑃1=𝑃2 𝑉 1=𝑉 2

KALORSuatu bentuk energi yang berpindah dari benda yang suhunya tinggi ke suhu rendah jika keduanya bersentuhan.

1 Joule = 0,24 Kalori1 Kalori = 4,186 Joule

𝑄=𝑚𝑐 ∆𝑇 = banyaknya kalor yang diterima/dilepas (Joule, Kalori)= massa benda (kg, gram )= kalor jenis benda (Joule/kg0C ,

kal/gr0C)= perubahan suhu (K, 0C)

Kapasitas Kalor (C)

 k

Kalor Laten Kalor yang diperlukan oleh satu kilogram zat untuk berubah wujud.

Q = kalor (joule)m = massa zat (Kg)L = kalor laten (Joule/kg) (kalor lebur, kalor beku, kalor uap, dan kalor embun)

Kalor Laten

ASAS BLACK

Asas Black menyatakan bahwa “Dalam sistem tertutup terisolasi, kalor yang dilepaskan oleh benda bersuhu tinggi = kalor yang diserap oleh benda bersuhu rendah.”

TP TQ

TP > TQ

Benda A melepaskan kalor &Benda B menyerap kalor

Ta

Qlepas = Qterima

Suhu akhir (Ta) kedua benda sama

= massa benda yang menerima kalor

= massa benda yang melepas kalor= suhu rendah (suhu mula-mula m1)= suhu tinggi (suhu mula-mula m2)= suhu akhir (suhu campuran)

GAS

CAIRPADAT

menyublim deposisi menguap

membeku

mengembun

melebur

Skema Perubahan Wujud Benda

Grafik Perubahan Wujud

A

-10

0

--------------------------------------------------------

---------- ---------------------------------------------------------------

100

EsB

Es MeleburC

Air

ESwaktu

AIR

DAir

EGas

--------------------- Air Mendidih

GASsu

hu

A

Contoh Soal Jika kalor jenis air 1 kkal/Kg0C, kalor jenis es 0,5 kkal/Kg0C, kalor lebur es 80 kkal/Kg, hitunglah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 5 kg es dengan suhu -200C menjadi air 800C!

-200C

800C

Es

Air

Q1

Q2

Q3

Dik. : cair = 1 kkal/Kg0Cces = 0,5 kkal/Kg0CL = 80 kkal/KgT1 = -200C T2 = 800C

Dit. : Qtotal = ?Jawab : Qtotal = Q1 + Q2 + Q3Qtotal = mcesTes + mL+ mcairTairQtotal = 5(0,5)(20) + 5(80) + 5(1)(80)Qtotal = 850 kkal

Perpindahan Kalor

Konduksi

RadiasiKonveksi

KonduksiKonduksi terjadi karena satu partikel (atom atau molekul ) bergetar dan berinteraksi dengan atom-atom atau molekul tetangga.

A

TB TC

d

A = luas permukaan (m2)d = panjang bahan ( m)TB = suhu pada ujung B atau titik BTC = suhu pada ujung C atau titik Ck = konduktivitas termal (W/mK)t = waktu ( sekon )

Laju kalor konduksi d

TkAtQ

CB TTT

KonveksiPerpindahan kalor karena berpindahnya parikel-partikel atau materi zat itu sendiri.

Laju kalor Konveksi ThA

tQ

d

AfluidaTC

CB TTT

TBA = luas permukaan (m2)TB = suhu pada ujung B atau titik BTC = suhu pada ujung C atau titik ch = Koefisien konveksi ( W/m2K)

RadiasiEnergi berpindah dengan cara merambat tanpa memerlukan medium (zat perantara).

Hukum Stefan-Boltzmann

4ATetQ

e = emisivitas ( 0 e 1 ), yaitu faktor yang membedakan sifat penyerapan permukaan.Hitam sempurna, e = 1Putih sempurna , e = 0 = tetapan Stefan-Boltzmann (5,67x10-8 W/m2K4)

Contoh SoalSebuah jendela kaca dalam ruangan yang berpengatur suhu (ber AC) tebalnya 3,2 mm, uasnya 3 m² dan suhu pada kaca bagian dalam adalah 25°C, sedangkan suhu pada kaca bagian luar adalah 30°C. Bila diketahui konduktivitas termal 0,8 W/mK, maka kalor yang mengalir tiap detik adalah.....

Dik: k = 0,8 W/mKA = 3 m² T = (30-25) = 5°Cd = 3,2 mm = 3,2 x 10ˉ³

Dit: H.......?

Jawab :

LATIHAN SOALKerjakan latihan soal berikut ini dengan baik dan benar.

1. Seorang siswa memasukkan sepotong kecil es yang meleleh kedalam mulutnya. Akhirnya, seluruh es berubah menjadi air pada T1 = 32F ke suhu tubuh siswa, T2 = 98,60F. Nyatakan suhu-suhu ini dalam C dan K, dan cari selisih suhu dalam kedua skala !

2. Sebuah silinder yang diameternya 1,00000 cm pada suhu 30C akan dimasukkan ke dalam sebuah lubang pada sebuah pelat baja yang diameternya 0,99970 cm pada suhu 39C. Berapakan suhu pelat baja agar silinder dapat tetap dimasukkan ke dalam lubang tersebut ? koefisien muai panjang baja diketahui 1,1 x 10-5/C

 3. Suatu lempengtembaga mempunyai luas 500 cm2 pada suhu 10C. Hitunglah luasnya pada suhu 70C!

diketahui koefisien muai panjang tembaga α = 1,67 x 10-5/C.

4. Pada suhu 0C, massa jenis raksa 13600 kg/m3. Hitunglah massa jenis pada suhu 50C jika diketahui muai volume raksa sama dengan 1,82 x 10-4/C!

5. Sebuah wadah yang terbuat dari alumunium berisi penuh dengan 300 mL gliserin pada suhu 20C. Berapakah banyaknya gliserin yang tumpah jika wadah itu dipanaskan sampai suhu 110C ? koefisien muai panjang alumunium 2,55 x 10-5/C dan koefisien muai volume gliserin 5,3 x 10-4/C.

Kunci jawaban