SUHU DAN KALORKD : 1. Menjelaskan perbedaan suhu dan kalor2. Menjelaskan konversi suhu3. Menjelaskan pengaruh suhu dan kalor terhadap benda4. Menghitung jumlah kalor

Indikator : Mahasiswa Mampu ;5. Menjelaskan perbedaan suhu dan kalor6. Mengkonversikan suhu pada berbagai termometer7. Menghitung suhu campuran pada benda8. Menjelaskan pengaruh suhu dan kalor terhadap

perubahan sifat benda9. Menghitung jumlah kalor

Pengertian

Suhu adalah derajat panas atau dingin suatu benda

Kalor adalah

- Suatu bentuk energi yang dipindahkan melalui

perbedaan suhu. - Kalor berpindah suhu tinggi ke suhu rendah

- Benda menerima kalor, suhunya naik atau wujudnya berubah

- Benda melepas kalor, suhunya turun atau wujudnya berubah

Sebutkan apa saja alat ukur suhu ?

SKALA SUHU

Gambar 1:Perbandingan skala Celcius(C), Kelvin(K), Fahrenheit(F), dan Reamur(R).

100 -- 373-- 212-- 80-- titik tetap atas(tta)

d C-- l K -- g F-- s R--c k f r

0 -- 273-- 32-- 0-- titik tetap bawah(ttb)

Cara konversi MudahSuatu thermometer A mempunyai titik beku air 200 A, dan titik didih air 2200A. bila suatu benda diukur dengan celcius suhunya 400C, berapa suhu yang ditunjukan oleh thermometer A?

C A100

0 20

220

100 skala 200 skala

100

2080

8020

2.401).20(1

2

40

)20(100

200

40

)20(

100:200:)20(

A

A

A

A

A

A

CA

Latihan :16 0C = ….. 0F75 0C = ….. 0K25 0C = ….. 0R35 0R = ….. 0F

100 0C = ….. 0F100 0C = ….. 0K100 0C = ….. 0R80 0R = ….. 0F

•Jika dua sistem dengan temperatur yang berbedadiletakkan dalam kontak termal, maka kedua sistem tersebutpada akhirnya akan mencapai temperatur yang sama.

•Jika dua sistem dalam kesetimbangan termal dengansistem ketiga, maka mereka berada dalam kesetimbangantermal satu sama lain

Tsetimbang

Perubahan suhu dan kalorkalor• Suatu zat jika dipanaskan pada umumnya

akan memuai dan menyusut jika didinginkan

ΔL = α Lo ΔT

ΔA = β Ao ΔT

ΔV = γ Vo ΔT

ΔL, ΔA, ΔV = Perubahanpanjang, luas dan volume

L0, Ao, Vo = Panjang, luas danvolume awal

ΔT = Perubahan suhu (0C)

α, β, γ = Koefisien muai panjang,luas dan volume (0C-1)

γ = 3α dan β = 2α

Kalor

Kalor merupakan transfer energi dari satubenda ke benda lain karena adanyaperbedaan temperaturDalam satuan SI, satuan kalor adalahjoule dengan 1 kal = 4.186 J1 kalori (kal) = kalor yang dibutuhkanuntuk menaikkan temperatur 1 gr airsebesar 1oC

Hubungan massa dan suhu terhadap kalor

Jika kita memanaskan air dalam wadah, apa hubungan antara massa (m) dan perubahan suhu (ΔT)

Hubungan kalor dan kenaikan suhu

Menyelidiki Q dan ΔT , maka massa air dijaga tetap. Dari percobaan menggunakan joulemeter :

- Coba plot grafiks kalor dengan perubahan suhu

- Juka garis lurus, maka ada kesebandingan antara kaler dengan perubahan suhu (Q sebanding ΔT)

Diberikan Kalor (J) 0 2550 5050 7580 10100 12640

Suhu 0C 12 15 18 21 24 27

Selisih Suhu dari suhu awal(0C) 0 3 6 9 12 15

Hubungan kalor dan massaSuhu air dijaga tetap pada 10 C dihasilkan

tabel berikut

Plot kalor terhadap massa, jika garis lurus maka Q sebanding dengan massa.

Kalor yang diberikan (J) 6305 8410 10515 12625

massa air (Kg) 0.15 0.2 0.25 0.3

Kalor Jenis

Q m AT m x AT Q/(m x AT)2520 0.2 3 0.6 4,200 5050 0.2 6 1.2 4,208 7580 0.2 9 1.8 4,211 6305 0.15 10 1.5 4,203

10515 0.25 10 2.5 4,206

Dapat dilihat bahwa c = konstan . Sehingga mendapat persamaan :

TcmQ Δ ..

Kalor jenis adalah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 1 kg suatu zat sebesar 1 K

Tabel Kalor Jenis Berbagai ZatZat c (J/kg.K)

Alumunium 900Tembaga 390

Kaca 840Besi atau Baja 450

Timbal 130Marmer 860

Perak 230Air

- es (-5 C) 2100- cair (15 C) 4200

- uap (110 C) 2010

Latihan Soal :

1. Hitung berapakah kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 kg besi dari suhu 20 C s.d 100 C, jika kalor jenisnya 450 J/Kg K.

2. Tentukan berapa banyak kalor yang dilepas 0,5kg baja yang didinginkan dari 20 C menjadi 10 C.

3. Tentukan suhu akhir suatu benda jika 4 kg Alumunium menerima kalor sebanyak 3000 J dengan suhu awal 25 C, kalor jenisnya 900 J/Kg K

Kapasitas KalorKapasitas kalor adalah banyaknya energi

yang harus diberikan dalam bentuk kalor untuk menaikan suhu suatu benda sebesar satu derajat Celsius

mcCdengan

TCQ

atauT

QC

T

Qmc

TmcQ

Δ

Δ

Δ

Δ

AZAS BLACKKekekalan energi pada pertukaran kalor,

pertama kali diukur oleh Jiseph Black (1728-1799) ilmuwan Inggris.

Dengan persamaan yang sangat terkenal :

SerapLepas QQ

Latihan : penerapan azas Black

1 kg besi yang suhunya 100 C. dicemplungkan ke dalam bejana yang berisi 2 kg air yang suhunya 25 C. tentukan suhu akhir sesaat setelah besi berada dalam air. c air= 4200 J/kgK, c besi=450 J/kgK

Menghitung kalor hingga terjadi perubahan wujud zatMELEBUR1. Melebur : adalah perubahan wujud dari padat

menjadi cair2. Titik lebur adalah suhu pada waktu zat

melebur3. Kalor laten lebur/kalor lebur adalah Kalor yg

diperlukan untuk mengubah wujud 1 kg zat padar menjadi cair

4. Kalor laten beku / kalor beku adalah kalor yang dilepaskan untuk membeku

5. Untuk zat yg sama kalor lebur = kalor beku

Kalor lebur dan kalor bekuKalor lebur/kalor beku disimbolkan dengan Lf

Jika banyak kalor yang diperlukan oleh zat yg massanya m kg untuk melebur adalah Q joule

f

f

mLQm

QL

Menguap, mendidih dan mengembun

1.Kalor laten uap/kalor uap/kalor didih adalah Kalor yg diperlukan untuk mengubah 1 kg zat cair menjadi uap pada titik didih normalnya.

2. Kalor laten embun/kalor embun adalah kalor yang dilepaskan untuk merubah wujud 1 kg uap menjadi cair pada titik didih normalnya

3. Kalor didih = kalor embun

Menguap, mendidih dan mengembunKalor didih disimbolkan dengan LvJika banyaknya kalor yg diperlukan untuk

mendidihkan zat yg massanya m kg adalah Q joule ;

v

v

mLQm

QL

Skema Kebutuhan Kalor

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

Series1

T

tFase es

Contoh pada air

Fase cair

Fase gas (uap)

vmLQ

fmLQ

TmcQ Δ

TmcQ Δ

TmcQ Δ

Latihan !1. Hitung lah kalor yang diperlukan untuk

mengubah 2 kg air dari suhu 10 C sampai menjadi uap 110 C, dengan kalor uap= 2556.000 J/kg, dan , kalor jenis uap = 2010 J/kgK

2. Hitung lah kalor yang diperlukan untuk merubah 4 kg air dari es -10 C sampai menjadi uap 125 C, kalor lebur air =334.000 J/kg, kalor uap =2556.000 J/kg, kalor jenis es =2100 J/kg K, kalor jenis uap = 2010 J/kgK