Modul ini membahas konsep dasar tentang sifat termal zat dan panas. Sifat termal zat meliputi temperatur, hukum termodinamika, dan pemuaian zat. Panas dijelaskan sebagai energi yang berpindah karena perbedaan suhu, dan dapat dipindahkan melalui konduksi, konveksi, dan radiasi. Perubahan fase zat juga melibatkan panas laten.

1. TUGAS MATA KULIAH
KONSEP DASAR IPA
SD
(PDGK 4103)

2. DISUSUN OLEH KELOMPOK 3
• .
• .
• FIYYA UMNIYYATI

3. Kegiatan Belajar 1
Sifat Termal Zat
Kegiatan Belajar 2
Panas
MODUL 8
MATERI DAN SIFATNYA

4. KEGIATAN BELAJAR 1
SIFAT TERMINAL ZAT
Sifat-sifat terminal zat, berupa:
1. Temperatur
2. HUKUM TERMODINAMIKA
3. PEMUAIAN ZAT

5. 1. TEMPERATUR
Temperatur suatu zat adalah ukuran energi kinetik rata-rata dari gerak translasi acak partikel-
partikel penyusunannya. Alat untuk mengukur suhu / temperatur disebut termometer.
Untuk mengukur temperatur benda seara kuantitatif diperlukan skala numerik. Skala yang
umum digunakan adalah skala Celcius/Centigrade, Fahrenheit, Kelvin/Absolut.
Skala temteratur ditetapkan dengan memberikan nilai sembarang pada dua temperatur yang
dapat dihasilkan kembali dengan mudah.
Skala Celcius dan Fahrenheit yang dipilih adalah titik beku air dan titik didih air pada tekanan
1 atmosfer.
Termometer dikalibrasi dengan menempatkannya di dalam dua kondisi, yaitu air yang
membeku dan air yang mendidih dalam tekanan 1 atmosfer, kemudian memberi tanda pada
posisi air raksa dalam tabung kaca.
Pada skala Celcius , titik beku air mulai dari 00 C sampai dengan titik didihnya 1000 C.
Pada skala Fahrenheit, titik beku air mulai dari 320 F sampai dengan titik didihnya 2120F
Sedangkan pada Kelvin, titik beku air dimulai dari 2730K sampai dengan titik didihnya 3730K.
Perbandingan tiap interval skala ditulis dengan C : F = 100 : (212 – 32) 5 : 9.
Konversi antara dua skala tersebu dituliskan sebagai berikut:
T(0C) = [T(F) – 32]
T(0F) = T(0C)+32
dan
T(K) = T(0c) + 273

6. 2. HUKUM TERMODINAMIKA
Hukum Termodinamika pada prinsipnya
menjelaskan peristiwa perpindahan panas dan
kerja pada proses termodinamika.
Hukum-hukumnya antara lain:
“energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan
tetapi dapat dikonversi dari suatu bentuk
kebentuk yang lain.”
Hukum awal adalah prinsip kekalan energi yang
memasukan kalor sebagai model perpindahan
energi.

7. 3. PEMUAIAN ZAT
Zat akan memuai jika dipanaskan dan menyusut jika didinginkan.
Jika panjang batang logam mula-mula adalah L0, perubahan panjang L = ∝L0∆T
L – L0 = ∝L0∆T
atau
L = L0 (1 + ∝∆T)
dengan keterangan:
∝ = konstanta perbandingan (koefisien muai panjang/0C-1)
L0 = panjang mula-mula
L = panjang setelah dipanaskan
Perubahan volume ∆V dalam zat padat, cair, dan gas karena perubahan temperatur , berbanding
lurus dengan perubahan temperatur ∆T dan volume mula-mula V0 , Sehingga
∆V = βV0∆T
β = koefisien muai volume
L
∆L

8. KEGIATAN BELAJAR 2
PANAS
Panas adalah energi internal yang sedang
dalam perpindahan dari suatu benda ke benda
lain karena perbedaan temperatur antara dua
benda itu.

9. 1. Panas dan Energi Internal
Panas dan Energi Internal
Panas mengalir secara spontan dari benda dengan temperatur tinggi ke benda temperatur
rendah. Aliran gerak bahan fluida disebut dengan caloric.
Secara kuantitatif, 1 Kal = 4,186 J atau
4,186 Joule = 1 Kalori
4,186103 J = 1 Kkal
Jumlah total energi panas dari semua molekul dalam suatu benda disebut energi termal atau
Energi internal.
Panas dapat dinyatakan dengan:
Ket:
n = jumlah mol gas
U = energi internal
U = N (Zmv-2
)
atau
U =
3
2
Nk T
atau
U =
3
2
nR T (gas ideal monotomik)

10. 2. Panas dan Jenis Kalorimeter
Eksperimen yang dilakukan sejak abad ke-18 menunjukan bahwa jumlah panas Q yang diperlukan
untuk mengubah
temperatur suatu zat sebanding dengan massa zat dan perubahan ∆T. Hal ini dinyatakan dalam
persamaan:
Q = mc∆T ,
Ket : c = karakteristik besaran zat / panas jenis (J/Kg 0C)
m = massa zat (Kg)
∆T = perubahan temperatur (J)
Panas jenis suatu zat adalah jumlah panas yang harus ditambahkan pada (atau dihilangkan dari)
satu satuan massa zat
itu untuk mengubar temperaturnya 10.
Hukum kekekalan energi yaitu,
panas yang dilepaskan = panas yang diterima
Dalam hal ini terjadi pertukaran energi. Pengukuran panas ini disebut kalorimetri.
mscs (Ts – T) =maca (T - Ta) + mkck (T – Tk)
Ket:
ms, ma, mk = massa jenis (Kg)
cs, ca, ck = panas jenis (J/Kg0C)
Ts, Ta, Tk = Temperatur mula-mula (0C)
T = Temperatur akhir (0C)

11. 3. Perubahan wujud zat
Panas yang diperlukan oleh satu satuan massa suatu zat untuk mengubah fasenya
disebut fase laten.
Q = mL
Ket:
Q = panas yang diperlukan / dilepaskan (Kkal atau Joule)
m = massa (Kg)
L = panas laten (Kkal/Kg atau J/Kg)
Perubahan fase zat juga dipengaruhi oleh tekanan.

12. 4. Perpindahan Panas
Panas dapat dipindahkan dari suatu tempat (atau benda) ke
tempat (atau benda) lain melalui tiga cara, yaitu konduksi,
konveksi, dan radiasi.

13. KONDUKSI
Konduksi adalah perpindahan panas/kalor yang tidak diikuti partikel-partikrl
mediumnya.
Laju aliran panas secara konduksi melalui suatu lempeng bahan tergantung pada
empat besaran berikut:
• perbedaan temperatur (∆T)
• ketebalan lempeng (d)
• luas penampang batang (A)
• konduktivitas termal bahan (k)
Jumlah energi panas (Q) yang melewati lempeng bahan dalam periode waktu,
ditentukan oleh:
Dengan ∆T =T1 – T2
Q
t
=
kA ∆T
d

14. KONVEKSI
Konveksi adalah perpindahan kalor yang diikuti perpindahan partikel-partikel zatnya.
Laju Q/t dimana benda memindahkan fluida ke sekitarnya kira-kira sebanding dengan
luas A benda bersentuhan dengan fluida dan perbedaan temperaturnya ∆T antara
keduanya.
Ket: h = koefisien konveksi.
Q
t
= hA∆T

15. RADIASI
Radiasi adalah perpindahan kalor secara langsung tanpa mediumnya / zat perantara.
Laju energi Q/t (dalam W) yang dipancarkan oleh sebuah benda dengan luas
permukaan A dan temperatur absolut (T) ditentukan hukum Stefan Boltzmann sebagai
berikut: Q
t
= eσAT4
R =
Daya
A
= eσAT4
Ket:
σ = 5,67 x 10-8
W/m2
K4
e = emisivitas
A = luas permukaan
T = temperatur absolut
Laju netto aliran energi radian ditentujan oleh
Q
t
= eσA (T1
4
-T2
4
)
atau laju energi per satuan luas (laju radiasi R)
R = eσ (T1
4
-T2
4
)

16. 5. PENERAPAN KONSEP PANAS
Dalam perpindahan panas terdapat contoh seperti:
• termos, digunakan untuk menyimpan air panas. Kehilangan panasnya dilalui
dengan konduksi, konveksi dan radiasi harus dikurangi seminimum mungkin
• efek rumah kaca.
• Rumah kaca digunakan untuk membantu tanaman tertentu agar mudah tumbuh
lebih baik dengan memberikan temperatur udara yang lebih hangat.
• temograf adalah piranti yang mengukur jumlah radiasi inframerah yang
dipancarkan oleh setiap bagian kecil kulit manusia.
Presentase perbedaan radiasi dapat dinyatakan dengan:
𝑅2−𝑅1
𝑅1
=
T −T1
4
2
4
T1
4 =
(308 K)4−(307 kK4)
(307 k4)