Nama : Firda Khaerini

Kelas : X KA 1

2011/2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat

serta karunia-Nya sehingga saya berhasil menyelesaikan kliping ini yang

alhamdulillah tepat pada waktunya yang berjudul “SUHU dan KALOR”

Kliping ini berisikan tentang informasi tentang SUHU dan KALOR atau yang lebih

khususnya membahas tentang thermometer, konversi suhu, perpindahan panas,

radiasi, konveksi, konduksi, dan Asas Black. Diharapkan kliping ini dapat

memberikan informasi kepada kita semua tentang Suhu dan Kalor.

Saya menyadari bahwa kliping ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu

kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun selalu saya

harapkan demi kesempurnaan kliping ini.

Akhir kata, saya sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah

berperan serta dalam penyusunan kliping ini dari awal sampai akhir. Semoga

Allah SWT senantiasa meridhai segala usaha kita. Amin.

Tangerang, 18 Juni 2012

Penyusun

A. Suhu (Temperatur)

Dalam kehidupan sehari-hari, suhu merupakan ukuran mengenai panas atau dinginnya

suatu benda. Oven yang panas dikatakan bersuhu tinggi, sedangkan es yang membeku

dikatakan memiliki suhu rendah.

Suhu dapat mengubah sifat zat, contohnya sebagian besar zat akan memuai ketika

dipanaskan. Sebatang besi lebih panjang ketika dipanaskan daripada dalam keadaan dingin.

Jalan dan trotoar beton memuai dan menyusut terhadap perubahan suhu. Hambatan listrik dan

materi zat juga berubah terhadap suhu. Hambatan listrik dan materi zat juga berubah terhadap

suhu. Demikian juga warna yang dipancarkan benda, paling tidak pada suhu tinggi. Kalau kita

perhatikan, elemen pemanas kompor listrik memancarkan warna merah ketika panas. Pada

suhu yang leih tinggi, zat padat seperti besi, bersinar jingga atau bahkan putih. Cahaya putih

dari bola lampu pijar berasal dari kawat tungsten yang sangat panas.

Dengan demikian, suhu didefinisikan sebagai besaran yang menyatakan ukuran derajat

panas atau dinginnya suatu benda. Karena suhu sudah kita nyatakan sebagai besaran,

semestinya harus ada alat ukur bagi suhu. Untuk mengetahuinya, siapkanlah 3 wadah yang

berisi air es, air biasa, dan air hangat. Ketika tangan disentuhkan pada air dingin, kita katakan

suhu air tersebut dingin. Sementara ketika tangan disentuhkan pada air hangat, kita katakan

suhu air tersebut panas. Namun hal itu, tidak dapat dijadikan acuan. Mengapa demikian? Untuk

mengetahuinya, coba kalian tentukan suhu air biasa di atas, apakah suhunya dingin atau

panas? Langkah awal, sentuhkan tangan kananmu pada air hangat. Sementara itu, sentuhkan

juga tangan kirimu pada air dingin. Selanjutnya, masukkan kedua tanganmu secara bersaman

pada wadah yang berisi air biasa.

Cermatilah pengukuran yang dilakukan kedua tanganmu. Pada saat menyentuh air

biasa, tangan kananmu akan terasa dingin karena melepas kalor sedangkan tangan kirimu

akan terasa panas karena menerima kalor. Mengapa kedua tanganmu tidak merasakan hal

yang sama meskipun yang disentuh adalah air yang sama, yaitu air biasa. Karena tangan tidak

dapat digunakan sebagai alat ukur suhu, digunakanlah termometer, yang dapat menyatakan

suhu dalam ukuran celcius, reamur, fahrenheit, ataupun kelvin.

B. Alat Ukur Suhu

Alat yang dirancang untuk mengukur 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 pemuaian materi

terhadap naiknya suhu. Ide penggunaan termometer diperkenalkan oleh Galileo, yang

menggunakan pemuaian gas.

Termometer umum saat ini terdiri dari tabung kaca dengan ruang di tengahnya diisi air

raksa atau alcohol yang diberi warna merah. Pertimbangan dipilihnya raksa sebagai pengisi

pipa kapiler dalam pembuatan termometer adalah sebagai berikut.

a. Raksa tidak membasahi dinding kaca.

b. Raksa merupakan penghantar panas yang baik.

c. Kalor jenis raksa rendah sehingga dengan perubahan panas yang kecil, sudah cukup untuk

mengubah suhunya.

d. Jangkauan ukur raksa lebar karena titik bekunya –3 0C dan titik didihnya 3570C. Sementara

untuk mengukur suhu yang sangat rendah biasanya digunakan termometer alkohol. Alkohol

memiliki titik beku yang sangat rendah, yaitu -1140C. Termometer alkohol tidak dapat

digunakan untuk mengukur suhu benda yang tinggi sebab titik didihnya 780C.

Pada prinsipnya semua termometer, mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala.

Yaitu, titik lebur es murni dipakai sebagai titik tetap bawah, sedangkan suhu uap di atas

permukaan air yang sedang mendidih pada tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas.

Perbandingan skala

C : R : F = 100 : 80 : 180

C : R : F = 5 : 4 : 9

Dengan memperhatikan titik tetap bawah 00C = 0

0R = 32

0F, hubungan skala C, R, dan F,

dapat dituliskan sebagai berikut :

Hubungan skala Celcius dan Kelvin adalah :

Selain jenis termometer di atas, kita juga dapat menentukan skala suatu termometer jenis

lain. Skala termometer tersebut dapat dikonversikan ke skala termometer lainnya berdasarkan

titik tetap kedua termometer yang diambil dari keadaan yang sama dan hasil pengukuran

keduanya pada saat digunakan pada benda yang sama. Misalnya, kita akan menentukan

hubungan antara skala termometer X dan Y. Termometer X dengan titik tetap bawah Xb dan

titik tetap atas Xa, sedangkan termometer Y dengan titik tetap bawah Yb dan titik tetap atas Ya.

Titik tetap bawah dan titik tetap atas kedua termometer di atas adalah suhu saat es melebur

dan suhu saat air mendidih pada tekanan 1 atmosfer. Misalkan, Tx adalah suhu benda yang

terukur oleh termometer X dan Ty adalah suhu benda yang terukur oleh termometer Y.

Hubungan skala kedua termometer tersebut dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut :

Dengan membandingkan perubahan suhu dengan interval kedua titik tetap masing-

masing termometer, diperoleh hubungan sebagai berikut.

Keterangan:

Xa = titik tetap atas termometer X

Xb = titik tetap bawah termometer X

Tx = suhu pada termometer X

Ya = titik tetap atas termometer Y

Yb = titik tetap bawah termometer Y

Ty = suhu pada termometer Y

C. Kalor

Kalor adalah salah satu bentuk energi yang mengalir karena adanya perubahan suhudan

atau karena adanya suatu usaha pada sistem. Kalor mempunyai satuan kalori, satu kalori

didefinisikan sebagai kalor yang dibutuhkan oleh 1 gram air untuk menaikkan suhunya 10C.

Dalam sistem SI, satuan kalor adalah joule. Satu kalori setara dengan 4,18 Joule.

Besaran kalor (Q) secara matematis :

Q = jumlah kalor, satuannya kalori atau joule (J)

m = massa benda, satuannya gram atau kilogram

c = kalor jenis, satuannya kalori/gr. C0

ΔT = perubahan suhu, satuannya C0

Q = m . c . ∆t

D. Pengaruh Kalor Terhadap Suatu Zat

Setiap ada perbedaan suhu antara dua sistem, maka akan terjadi perpindahan kalor.

Kalor mengalir dari sistem bersuhu tinggi ke sistem yang lebih bersuhu rendah. Apa sajakah

pengaruh kalor terhadap suatu sistem atau benda?

1. Kalor dapat Mengubah Suhu Benda

Kalor merupakan salah satu bentuk energi , sehingga dapat berpindah dari satu sistem ke

sistem yang lain karena adanya perbedaan suhu. Sebaliknya, setiap ada perbedaan suhu

antara dua sistem maka akan terjadi perpindahan kalor. Sebagai contoh, es yang

dimasukkan ke dalam air yang berisi air panas, maka es akan mencair dan air menjadi

dingin. Karena ada perbedaan suhu antara es dan air maka air panas melepaskan

sebagian kalornya sehingga suhunya naik (mencair).

2. Kalor dapat Mengubah Wujud Zat

Kalor yang diberikan pada zat dapat mengubah wujud zat tersebut. Perubahan wujud zat

tersebut ditunjukkan oleh oleh gambar berikut :

3. Kalor sebagai Transfer Energi

Kalor mengalir dengan sendirinya dari suatu benda yang suhunya lebih tinggi ke benda lain

dengan suhu yang lebih rendah. Pendapat bahwa kalor berhubungan dengan energi

dikerjakan oleh sejumlah ilmuwan pada tahun 1800-an, terutama oleh seorang ilmuwan

dari Inggris, James Prescott Joule (1818 – 1889). Joule melakukan sejumlah percobaan

yang penting untuk menetapkan pandangan bahwa kalor merupakan bentuk transfer

energi.

E. Hukum Kekekalan Energi Kalor (Asas Black)

Apabila dua zat atau lebih mempunyai suhu yang berbeda dan terisolasi dalam suatu

sistem, maka kalor akan mengalir dari zat yang suhunya lebih tinggi ke zat yang suhunya lebih

rendah. Dalam hal ini, kekekalan energi memainkan peranan penting. Sejumlah kalor yang

hilang dari zat yang bersuhu tinggi sama dengan kalor yang didapat oleh zat yang suhunya

lebih rendah.

Hal tersebut dapat dinyatakan sebagai Hukum Kekekalan Energi Kalor, yang berbunyi :

Persamaan tersebut berlaku pada pertukaran kalor, yang selanjutnya disebut Asas Black. Hal

ini sebagai penghargaan bagi seorang ilmuwan asal Inggris yang bernama Joseph Black

(1728–1799)

F. Perpindahan Kalor

Kalor dapat berpindah dari tempat atau benda yang suhunya tinggi ke tempat atau

benda yang bersuhu rendah.

Ada tiga cara perpindahan kalor yang diketahui, yaitu :

1. Cara konduksi (hantaran)

2. Cara konveksi (aliran)

3. Cara radiasi (pancaran)

1. Konduksi

Sepotong logam yang dipanaskan salah satu ujungnya, ternyata beberapa saat

kemudian ujung yang lain akan menjadi panas juga. Kalor merambat melalui batang logam

tanpa ada bagian-bagian logam yang pindah bersama kalor itu. Perpindahan kalor tanpa

disertai perpindahan partikel zat seperti ini disebut konduksi, perhatikan gambar dibawah

ini:

Jika panjang batang = L, luas penampangnya = A dan selisih suhu kedua ujungnya = ∆T, maka

jumlah kalor yang mengalir tiap satu satuan waktu dapat dirumuskan:

Keterangan :

H = Q / t = jumlah kalor yang mengalir tiap satu satuan

waktu.

K = Koefisien konduksi termal (daya hantar panas).

A = Luas penampang.

∆T = Selisih temperatur antara kedua ujung batang.

L = Panjang batang (atau tebal untuk benda yang

berbentuk pelat).

Konduksi kalor dapat dipandang sebagai akibat perpindahan energi kinetik dari satu partikel

ke partikel yang lain melalui tumbukan. Pada bahan logam, terdapat elektron bergerak

bebas. Elektron-elektron ini berperan juga di dalam merambatkan energi kalor, karena itu

bahan logam menjadi panghantar kalor yang sangat baik, dan disebut konduktor.

2. Konveksi (aliran)

Istilah konveksi dapat digunakan untuk pemindahan kalor melalui fluida (cair dan gas).

Pada konveksi, kalor berpindah bersama-sama dengan perpindahan partikel zat.

Contoh sederhana dapat kita jumpai pada waktu kita merebus(memanaskan air).

Perhatikan gambar dibawah ini :

Bagian air yang ada di bawah, menerima panas dari nyala api pemanas. Air yang terkena

api itu memuai dan massa jenisnya menjadi kecil. Karena massa jenisnya kecil, bagian air

ini naik dan tempatnya digantikan oleh air yang masih dingin yang massa jenisnya lebih

besar. Bagian air yang dingin ini mendapatkan panas pula, lalu naik seperti bagian air yang

seb elumnya. Demikian seterusnya, air berpindah (mengalir) sambil membawa kalor.

Jumlah kalor yang mengalir tiap satuan waktu dapat dirumuskan :

H = jumlah kalor yang mengalir tiap satuan waktu

A = luas permukaan

T = perbedaan suhu

h = koefisien konveksi

3. Radiasi (pancaran)

Perpindahan kalor secara radiasi adalah perpindahan kalor tanpa memerlukan medium

(zat antara). Misalnya,perpindahanpanas dari matahari ke bumi. Walaupun matahari jauh

dari bumi dan bagian terbesar di antaranya hampa, energi matahari juga tiba di bumi dan

diserap sebagai kalor. Besarnya energi yang dipancarkan tiap satuan luas dan tiap satuan

waktu, oleh Josep Stefan (1835-1893) dapat dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan :

E = emisivitas benda (0<e<1).

T = suhu permukaan benda (dalam kelvin).

s = konstanta Stefan-Boltzman (5,67 x 10-8 watt/m2 K4).

W = energi yang dipancarkan tiap satuan luas dalam satu

satuan waktu (J/s).

Emisivitas benda (e) merupakan besaran yang bergantung pada sifat permukaan benda. Benda

hitam sempurna (black body) mempunyai e = 1. Benda ini merupakan pemancar dan penyerap

kalor yang baik.

Daftar Pustaka

http://teguhsasmitosdp1.files.wordpress.com/2010/05/07_bab_61.pdf

http://www.ziddu.com/download/8975872/FIS-16_suhu_dan_kalor.pdf.html

http://110.138.206.53/bahanajar/modul_online/fisika/FISIKA_KELAS_X_PDF/Bab%20VI%20Fisi

ka%20I.pdf