1. SUHU DAN KALOR
A. SUHU
Derajat panas atau dinginnya suatu benda yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka disebut dengan SUHU.
Alat untuk mengukur suhu dinamakan THERMOMETER.
1. Pengukuran Suhu
Suhu zat yang diukur sama besarnya dengan skala yang ditunjukkan oleh termometer saat terjadi keseimbangan
termal antara zat dengan termometer..
Zat yang biasa dengankan untuk mengisi termometer adalah AIR RAKSA.
2. Skala - Skala pada beberapa Thermometer
a. TERMOMETER CELCIUS
Termometer Celcius memiliki 100 skala yang dimulai dari 0o
sampai dengan 100o
b. TERMOMETER REAMUR
Termometer Reamur memiliki 80 skala yang dimulai dari 0o
sampai dengan 80o
c. TERMOMETER FAHRENHEIT
Termometer Fahrenheit memiliki 180 skala yang dimulai dari 32o
sampai dengan 212o
d. TERMOMETER KELVIN
Termometer Kelvin memiliki 100 skala dengan titik rendah 273 K dan titik tinggi 373 K.
Kalibrasi sebuah thermometer ialah penetapan tanda-tanda untuk pembagian skala sebuah thermometer.
Kenversi thermometer dapat dilakukan untuk semua thermometer .
a. Konversi Thermometer Fahrenheit denngan thermometer Celcius
(tF – 32) : tC = 9 : 5
b. konversiThermometer Reamur dengan thermometer celcius
c. Konversi Thermometer Kelvin dan Celcius
T = tC + 273
3. Pemuaian Zat
Pada umumnya Zat bila diberikan Kalor (panas) maka zat tersebut akan memuai. Pemuaian zat bergantung
kepada :
1. Jenis bahannya
2. Banyaknya Kalor yang diberikan .
Pemuaian zat dapat dilihat dari :
1) Pemuaian Panjang
Jika sebuah batang memiliki panjang mula-mula lo Batang tersebut kemudian dipanaskan sehingga
bertambah panjang sepanjang ∆l dan perubahan suhunya ∆t maka besar panjang akhirnya memnuhi
persamaan :
l = lo ( 1 + α∆t)
dengan :
lo = Panjang mula-mula (m)
l = Panjang akhir (m)
α = Koefisien muai (o
C –1
)
∆t = Perubahan suhu
∆t = t2 - t1
t2 = Suhu akhir
t1 = Suhu Awal
sehinga besarnya ∆l dapat dicari dengan persamaan : ∆l = l - lo
2) Pemuaian Luas
Selain mengalami pemuaian panjang jika benda tersebut memiliki luas maka benda tersebut juga akan
mengalami pemuaian luas. Perubahan luas dinyatakan dengan persamaan :
A = Ao ( 1 + β∆t)
Dengan : A = Luas akhir
Ao = Luas mula-mula
β = 2 x α
2. sehingga pertambahan luas dapat dicari dengan : ∆A = A - Ao
A. KALOR
Kalor merupakan salah satu bentuk energi . istilah kalor ini berasal dari kata caloric. Istilah ini diperkenalkan
pertama kali oleh A.L. Lavoiser .
Kalor adalah sesuatu yang mengalir dari benda panas ke benda dingin untuk menyamai suhunya.
Satu kalori didefinisikan sebagai:
Banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 gram air sehingga suhunya naik 1 o
C.
Untuk menghitung banyaknya kalor dengan adanya perubahan/ perbedaan suhu dapat digunakan persamaan :
Q = m c ∆t
2) Kalor berpindah dari suhu yang tinggi ke suhu yang rendah
Sebuah benda dengan suhu yang lebih tinggi akan memancarkan energi sampai suhu benda tersebut sama
dengan suhu lingkungannya. Bila tidak terjadi pelepasan energi lagi maka akan terjadi keseimbangan
termal.
3) Kalor Jenis
Suatu zat yang menerima kalor selain mengalami pemuaian , pada zat tersebut juga terjadi peningkatan
suhu . Besarnya peningkatan suhu dapat dituliskan dengan persamaan
Q Q = Kalor (Joule)
∆t = c = Kalor Jenis (J/ Kg. K)
mc m = Massa Benda
∆t = Perubahan suhu ( o
C)
kalor jenis suatu bahan di definisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu zat untuk
menaikkan suhu 1 Kg zat itu sebesar 1 o
C
4) Kapasitas Kalor
Kapasitas kalor adalah bilangan yang menunjukkan banyaknya kalor yang diperlukkan oleh suatu benda
untuk menaikkan suhu benda sebesar 1 o
C
Kapasitas kalor dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :
Q C = Kapasitas kalor (kal/ o
C)
C = Q = Kalor yang diterima (Joule)
∆t ∆t = Perubahan suhu (oC
)
5) Kalorimeter
Kalorimeter adalah suatu alat untuk memperlihatkan besarnya kalor jenis suatu zat. Kalorimeter ini bekerja
berdasarkan azas Black .Azas Black berbunyi besarnya kalor yang dilepaskan oleh sebuah benda yang
suhunya lebih tinggi akan sama dengan kalor yang diterima oleh benda yang bersuhu lebih rendah.
B. PERPINDAHAN KALOR
Kalor dapat berpindah dengan tiga cara yaitu :
6) Konduksi ( Hantaran)
7) Konveksi ( Konveksi )
8) Radiasi ( pancaran)
1. Perpindahan Kalor Secara Konduksi
Perpindahan kalor dengan tidak di ikuti perpindahan massa di sebut dengan Konduksi.
Kalor yang mengalir dalam batang persatuan waktu dapat dinyatakan dengan hubungan sebagai berikut :
T2 – T1
H = k A
3. L
Dengan :
T1 = suhu pada ujung batang logam yang bersuhu tinggi
T2 = Suhu pada ujung batang logam yang bersuhu rendah
A = Luas penampang hantaran kalor dari batang logam
K = Koefisien konduksi termal
H = Jumlah kalor yang merambat pada batang persatuan waktu
2. Perpindahan Kalor Secara Konveksi
Rambatan kalor dengan disertai gerakan massa atau gerakan partikel zat perantaranya disebut dengan
perpindahan kalor secara aliran atau Konveksi.
Besarnya kalor yang merambat secara konveksi tiap satuan waktu dapat dituliskan dengan persamaan :
H = h A∆T
Dengan : H = Jumlah kalor yang berpindah tiap satuan waktu
A = Luas penampang aliran
∆T = Perubahan suhu
h = Koefisien konveksi termal
3. Perpindahan Kalor Secara Radiasi
Matahari merupakan sumber kalor terbesar yang dapat dimanfaatkan oleh manusia. Kalor yang dipancarkan
matahari berupa gelombang yang dalam perambatannya tidak memerlukan medium perantara . cara
perambatan kalor seperti ini disebut dengan Radiasi.
Dari hasil percobaan Stefan Boltzman diperoleh bahwa besarnya energi persatuan luas yang dipancarkan
oleh sebuah benda bersuhu T memenuhi persamaan :
W = e σ T4
Dengan :
W = Energi yang dipancarkan persatuan waktu
σ = Konstanta Stefan Boltzman 5,672 x 10 –8
watt /m2
K4
T = Suhu mutlak benda (K)
e = Koefisien emisivitas (0<e<1)
untuk benda hitam sempurna harga e = 1 karena benda hitam merupakan pemancar dan penyerap kalor
yang baik.
Apabila suhu permukaan benda lebih rendah dari suhu lingkungan tempat benda itu berada maka benda
tersebut akan menyerap kalor. Energi yang diserap benda memenuhi persamaan sebagai berikut :
W = α σ Ta
4
– Tb
4
Dengan :
α = Koefisien absorpsivitas (Penyerapan)
Ta = Suhu benda
Tb = Suhu Lingkungan
