Power point pr fisika 11 a ed. 2019

SMA/MA Kelas XI Semester 1
Fisika
Oleh:
1. Risdiyani Chasanah
2. Rinawan Abadi
3. Fery Widiyanto
Disklaimer Daftar isi

Disklaimer
• PowerPoint pembelajaran ini dibuat sebagai alternatif guna membantu
Bapak/Ibu Guru melaksanakan pembelajaran.
• Materi PowerPoint ini mengacu pada Kompetensi Inti (KI) dan Kompetensi
Dasar (KD) Kurikulum 2013.
• Dengan berbagai alasan, materi dalam PowerPoint ini disajikan secara
ringkas, hanya memuat poin-poin besar saja.
• Dalam penggunaannya nanti, Bapak/Ibu Guru dapat mengembangkannya
sesuai kebutuhan.
• Harapan kami, dengan PowerPoint ini Bapak/Ibu Guru dapat
mengembangkan pembelajaran secara kreatif dan interaktif.

DAFTAR ISI
Dinamika Rotasi
dan Keseimbangan
Benda Tegar
Elastisitas
dan Hukum Hooke
Fluida Statis
Fluida Dinamis
Suhu dan Kalor
Teori Kinetik Gas

BAB
Materi
Keseimbangan Benda Tegar
 Syarat Keseimbangan Benda
 Titik Berat
 Jenis-Jenis Keseimbangan
Dinamika Rotasi
 Torsi (Momen Gaya)
 Momen Inersia
 Momentum Sudut
 Energi pada Gerak
Translasi
 Aplikasi Hukum II Newton
pada Gerak Rotasi
DINAMIKA ROTASI DAN
KESEIMBANGAN BENDA TEGARI
Kembali ke daftar isi

1. Torsi (Momen Gaya)
PENGERTIAN:
Momen gaya (torsi) adalah
sebuah besaran yang
menyatakan
besarnya gaya yang bekerja
pada benda sehingga
mengakibatkan benda
berotasi. Besarnya momen
gaya (torsi) tergantung
pada gaya yang dikeluarkan
serta jarak antara sumbu
putaran dan letak gaya.
Rumus
  Frsin
Keterangan:
 


 
Momen gaya (Nm)
F Gaya (N)
r Lengan gaya (m)
Sudut apit antara F dan r
A. Dinamika Rotasi
Kembali ke daftar isi Kembali ke awal bab

2. Momen Inersia
Konsep:
Momen inersia adalah
ukuran kelembaman suatu
benda untuk berotasi
terhadap porosnya.
Rumus Momen Inersia
Sebuah Partikel:
 2
I mR
Rumus Momen Inersia
Benda Berbentuk:
Keterangan:

Contoh Soal Penyelesaian

3. Momentum Sudut
Konsep:
Rumus: Keterangan:


 


 
L Momentum sudut
I Momen inersia
kecepatan sudut
m massa benda
v kecepatan benda
r jari jari
Hukum Kekekalan Momentum Sudut
“Apabila tidak ada gaya dari luar
yang bekerja pada benda, besar
momentum sudut sebelum dan
sesudahnya bernilai sama
(konstan)”
L1 = L2
I1ω1 = I2ω2

4. Energi Gerak Translasi dan Rotasi
Energi Kinetik Translasi
Energi Kinetik Rotasi
Energi Potensial
 2
k Trans
1
E mv
2
 2
k Rot
1
E I
2
pE mgh
Energi Total
 
  
   
m k
m k Trans k Rot
2 2
E E E
E E E E
1 1
E mgh mv I
2 2





m
k Trans
k Rot
E energi total (J)
E energi mekanik (J)
E energi kinetik translasi (J)
E energi kinetik rotasi (J)
m massa (kg)
 
 
 
 



 

2
2
g percepatan gravitasi m/s
h ketinggian (h)
v kecepatan linier m/s
kecepatan sudut rad/s
I momen inersia kgm
Keterangan

5. Aplikasi Hukum II Newton
pada Gerak Rotasi
a. Gerak Rotasi
pada Katrol Pejal
 21
I MR
2
 
 
  
 
 
m
a g
1
m M
2
 
 
  
  
 
2 1
1 2
m m
a g
1
m m M
2
Percepatan

Aplikasi Hukum II Newton
pada Gerak Rotasi
b. Benda Menggelinding pada Bidang Miring
Percepatan Benda
 



gsin
a
1 k
Kecepatan Gerak Benda
 


2gh
v
1 k
Keterangan:
v = kecepatan benda saat di dasar bidang miring
k = bilangan real inersia benda

Video tentang Torsi

B. Keseimbangan Benda Tegar
Benda mengalami keseimbangan translasi jika
diam atau bergerak dengan kecepatan tetap.
Benda dikatakan mengalami keseimbangan
rotasi jika benda tersebut tidak berputar atau
berputar dengan kecepatan sudut tetap
Konsep
Syarat Keseimbangan
 XF 0  YF 0  0

1. Titik Berat Bidang Dua Dimensi
Rumusan titik berat
atau pusat gravitasi
Rumusan titik pusat massa yang
berimpit dengan titik berat benda
Rumusan titik pusat massa benda
berbentuk pelat homogen
Rumusan titik pusat massa
benda berbentuk batang

2. Titik Berat Bidang Tiga Dimensi
Rumusan titik berat
atau titik pusat gravitasi
Rumusan koordinat pusat massa

3. Titik Berat Benda dengan Bentuk Khusus

4. Jenis-Jenis Keseimbangan
Keseimbangan Stabil Keseimbangan Labil

Contoh Soal
Penyelesaian

BAB
Elastisitas dan Hukum Hooke
Elastisitas
• Tegangan
• Regangan
• Modulus Elastisitas
• Batas Elastisitas
Hukum Hooke
• Hukum Hooke
• Energi Potensial Elastis
• Tetapan Gaya pada Benda
Elastis
• Susunan Pegas
Elastisitas dan Hukum HookeII

1. Tegangan dan Regangan
Tegangan Regangan
Tegangan adalah besar gaya yang
bekerja pada suatu benda pada luas
penampang tertentu
F
A
 
2
2
tegangan (N/m )
F gaya (N)
A luas penampang (m )
 


Regangan adalah perubahan relatif
ukuran benda yang mengalami
tegangan.
0
l
e
l


t 0
0
t
e regangan
l l l
l pertambahan panjang benda (m)
l panjang benda mula-mula (m)
l panjang benda akhir (m)

  
 


A. Elastisitas

2. Modulus Young
Modulus Young adalah besar gaya
yang bekerja pada luas penampang
tertentu untuk meregangkan benda.
 
 
0
0
Tegangan
Y
Regangan e
F A
l l
Fl
A l






 
 
 
 
 
 
2
2
2
0
Y modulus Young N/m
tegangan N/m
e regangan
F gaya N
A luas permukaan m
l pertambahan panjang benda m
l panjang mula-mula benda m

 



 


3. Batas Elastisitas
Sifat elastisitas benda memiliki batas
sampai pada nilai gaya tertentu.
Apabila gaya yang diberikan lebih
kecil daripada batas elastisitas,
benda akan kembali ke bentuk
semula ketika gaya tersebut
dihilangkan. Akan tetapi, apabila
gaya yang diberikan lebih besar
daripada batas elastisitas benda,
benda tidak dapat kembali ke
bentuk semula. Benda secara
permanen berubah bentuk.

Seutas kawat memiliki diameter
0,7 mm dan Panjang 2 meter.
Kawat ditarik dengan gaya 5 N
sehingga bertambah panjang
0,6 mm. Hitunglah tegangan,
regangan, dan modulus Young
Kawat!
Contoh Soal
Tegangan
Regangan
Modulus Young

B. Hukum Hooke
F k x Apabila pegas ditarik dengan suatu gaya
tanpa melampaui batas elastisitasnya,
pada pegas akan bekerja gaya pemulih
yang sebanding dengan simpangan benda
dari titik seimbangnya, tetapi arahnya
berlawanan dengan arah gerak benda
F = gaya pemulih (N)
k = konstanta pegas (N/m)
Δx = simpangan pegas (m)
1. Konsep Hukum Hooke

Video Hukum Hooke

2.Energi Potensial dan Tetapan Pegas Benda Elastis
Energi Potensial
Benda Elastis
Tetapan Pegas
Benda Elastis
2
p
1
E k x
2
 
pE energi potensial pegas (J)
k konstanta pegas (N/m)
x simpangan pegas (m)


 
0
YA
k
l

 2
2
0
k konstanta pegas (N/m)
Y modulus Young N/m
A luas permukaan (m )
l panjang pegas mula-mula (m)





3. Hukum Hooke Pada Susunan Pegas
Seri Paralel
1 2
1 1 1
...
k k k
   1 2k k k ...  

Contoh Soal
Made melakukan praktikum
menggunakan neraca pegas.
Saat neraca diberi beban 2 kg,
pegas bertambah 8 cm. Jika
Made mengganti dengan
beban sebesar 4 kg, berapakah
pertambahan panjang pegas?
Penyelesaian:
Konstanta pegas:
Pertambahan panjang pegas:

BAB
Fluida Statis
Konsep Fluida Statis
 Tekanan  Kapilaritas
 Tekanan
Hidrostatis
 Viskositas
 Tekanan
Mutlak
 Hukum Pascall
 Tegangan
Permukaan Zat
Cair
 Hukum
Archimedes
Penerapan Hukum Fluida Statis
 Dongkrak
Hidrolik dan
Mesin Hidrolik
 Kapal Laut
 Rem Hidrolik  Kapal Selam
 Mengapung,
Melayang, dan
Tenggelam
 Balon Udara
 Hidrometer
FLUIDA STATISIII

A.Konsep Tekanan dan Tekanan
Hidrostatis
1. Tekanan
Tekanan didefinisikan sebagai gaya
yang bekerja pada suatu bidang per
satuan luas bidang tersebut
F
p
A

2
2
p Tekanan (N/m )
F gaya (N)



2.Tekanan Hidrostatis
Tekanan hidrostatis adalah tekanan zat
cair yang disebabkan oleh berat zat cair
itu sendiri.
hp gh 
2
h
3
2
p tekanan hidrostatis (N/m )
massa jenis zat cair (kg/m )
g percepatan gravitasi (m/s )
h kedalaman zat cair (m)

 



3. Tekanan Hidrostatis pada
Bejana yang Berisi
Gabungan Fluida
4. Tekanan Hidrostatis pada
Pipa U Berisi Gabungan
Fluida
N
h i i
i 1
p gh

   1 2
1 1 2 2
p p
h h

  

5. Tekanan mutlak
Tekanan mutlak dalam fluida
merupakan jumlah tekanan atmosfer
dengan tekanan hidrostatis.
G 0 Ap p p 
G
0
A
p tekanan mutlak (Pa)
p tekanan atmosfer (Pa)
p tekanan terukur (Pa)



Tekanan hidrostatis merupakan
tekanan terukur.
0p p gh  
6. Tegangan permukaan zat cair
Tegangan permukaan terjadi karena
adanya kohesi di bawah zat cair yang
lebih besar daripada kohesi di
permukaan zat cair sehingga permukaan
air akan cenderung mengerut dan
membentuk luas permukaan sekecil
mungkin
F
l
 
tegangan permukaan (N/m)
F gaya (N)
l panjang permukaan (m)
 



7. Surfaktan
Surfaktan (surface active agents)
adalah zat yang dapat mengaktifkan
permukaan karena cenderung
untuk terkonsentrasi pada
permukaan atau antarmuka. Sabun
merupakan salah satu contoh dari
surfaktan
w
2l
 
8. Kapilaritas
Kapilaritas adalah peristiwa naik
turunnya zat cair dalam pipa kapiler
(pipa sempit). Kapilaritas dipengaruhi
adanya kohesi dan adhesi antara zat
cair dengan dinding kapiler.
2 cos
h
gr
 


3
2
h kenaikan/penurunan fluida (m)
tegangan permukaan (N/m)
sudut kontak ( )
massa jenis zat cair (kg/m )
r jari jari kapiler (m)

 
  
 

 

9. Viskositas
Gerakan dari lapisan fluida
akan menimbulkan gesekan
yang disebut viskositas
fluida. Makin besar
viskositas fluida, makin sulit
benda bergerak dalam fluida
tersebut.
sF 6 rv 
sF gaya stokes (N)
koefisien viskositas (Pa s)
r jari jari bola (m)
v kecepatan bola (m/s)

 
 

Kecepatan bola akan
bertambah karena
percepatan gravitasi bumi.
Akibatnya, bola mencapai
kecepatan terbesar yang
tetap dan dinamakan
kecepatan terminal.
 
2
bola fluida
2r g
v
9
  

2
3
bola
3
fluida
v kecepatan terminal (m/s)
r jari-jari bola (m)
koefisien viskositas (Pa s)
massa jenis bola (kg/m )
massa jenis fluida (kg/m )



 
 
 

B. Hukum-Hukum Fluida Statis
1. Hukum Pascall
Bunyi hukum Pascal: ”Tekanan yang
diberikan pada suatu fluida dalam
ruang tertutup diteruskan tanpa
berkurang ke setiap titik dalam fluida
dan ke dinding bejana”
1 2
1 2
1 2
p p
F F
A A


2. Hukum Pascall
Bunyi hukum Archimedes: ”Sebuah
benda yang tenggelam seluruhnya
atau sebagian dalam suatu fluida
diangkat ke atas oleh sebuah gaya
yang sama dengan berat fluida yang
dipindahkan”
A F F
A udara cair
F gV
F w w
 
 

Contoh Soal
Perhatikan gambar berikut!
Penyelesaian

a. Penerapan Hukum Pascal
Pompa Hidrolik Dongkrak Hidrolik
Mesin Hidrolik Pengangkat Mobil Rem Hidrolik

b. Penerapan Hukum Archimedes
Syarat
benda mengapung
Syarat
benda melayang
Syarat
benda tenggelam
F B   F B   F B  
3
F
3
B
massa jenis benda (kg/m )
 
 

c. Penerapan Hukum Archimedes
Hidrometer Kapal Laut
Kapal Selam Balon Udara

Hendra dan Hendrimembuat model
kapalmenggunakan 40 kalengbekas.
Tiap-tiapkalengmemilikimassa 50
gram. Kapaltersebutdicoba di air
sungai yang memilikimassajenis
1.000 kg/ m3
.
Saatkapaltercelupseluruhnya,
massa yang berada di
ataskapalsebesar 8 kg. Berapakah
volume tiap-tiapkaleng yang
digunakan Hendra dan
Hendriuntukmembuat model
kapal?
Contoh Soal Penyelesaian

BAB
Fluida Dinamis
 Fluida Ideal
 Jenis Aliran Fluida
 Persamaan Kontinuitas
 Hukum Bernoulli
 Penerapan Persamaan
Kontinuitas
 Penerapan Hukum
Bernoulli
FLUIDA DINAMISIV

1. Fluida Ideal
Fluida Ideal
Tidak
Kompresibel
Tanpa
Gesekan
Aliran
Stasioner
Adanya perubahan
tekanan tidak
mengubah volume
fluida.
Pada saat fluida
mengalir, gesekan
antara fluida dengan
dinding tempat
mengalir dapat
diabaikan
Setiap partikel fluida
mempunyai garis alir
tertentu dan untuk luas
penampang yang sama
mempunyai laju aliran
yang sama

2. Jenis Aliran Fluida
Aliran Fluida
Aliran laminer
Aliran turbulen
Pada aliran ini partikel fluida
mengikuti lintasan yang mulus
dan lintasan ini tidak saling
bersilangan. Aliran laminar
dijumpai pada air yang dialirkan
melalui pipa atau slang
Aliran yang ditandai dengan
adanya lingkaran-lingkaran tak
menentu dan menyerupai
pusaran. Aliran turbulen sering
dijumpai di sungai-sungai dan
selokan-selokan

c. Persamaan Kontinuitas
Debit aliran fluida adalah besaran
laju volume atau jumlah volume
fluida yang mengalir persatuan
waktu.
V
Q
t



Debit aliran fluida sesaat merupakan
turunan pertama dari fungsi volume
(V) terhadap waktu (t).
dV
Q
dt

Volume fluida yang mengalir setiap
satuan waktu (debit) merupakan
perkalian antara luas penampang
dengan laju aliran fluida.
Q Av
Persamaan kontinuitas menyatakan
bahwa debit aliran fluida selalu
konstan.
1 2 N
1 1 2 2 N N
Q Q . . . Q
A v A v . . . A v
Av konstan
  
  


d. Hukum Bernoulli
Hukum Bernoulli menyatakan
hubungan besaran fluida dalam pipa
antara tekanan, ketinggian, dan laju
dinamika.
21
p gh v konstan
2
    
3
2
p tekanan (Pa)
h tinggi benda (m)
v laju fluida (m/s)

 




Jika diameter penampang
pipa besar dua kali diameter
penampang pipa kecil.
Berapa kecepatan aliran di
pipa kecil?
Contoh Soal
Penyelesaian:
   
 
2
1 2
1 1 2 2
2 2
1 1 2 2
2 2
1 1 2 2
2
1 1
2 2
2
2
2
2 2
2
2
2
2 2
2
2
Ditanyakan: v
Jawab:
Q Q
A v A v
1 1
d v d v
4 4
d v d v
d v
v
d
2d 5 m/s
v
d
4d 5 m/s
v
d
v 20 m/s


  





1 2
1
Diketahui:
d 2d
v 5 m/s



Penerapan Persamaan Kontinuitas
Ujung slang ditekan yang berarti
memperkecil penampang agar
diperoleh laju aliran air yang
lebih besar.
Slang Penyemprot
Pada pembuluh darah yang
mengalami penyempitan, laju aliran
darah lebih besar daripada laju aliran
pada pembuluh normal.
Penyempitan Pembuluh Darah

Penerapan Hukum Bernoulli
Teorema Torriceli
Laju air
v 2gh
Jangkauan terjauh pancaran air
1x 2 h h
Waktu pancaran air mencapai tanah
 2 1
2 h h 2h
t
g g

 

Efek Venturi
Efek Venturi terjadi pada fluida
yang mengalir melalui sebuah pipa
yang menyempit, lalu melebar lagi
pada ketinggian yang sama. Efek
Venturi menyatakan bahwa jika
laju fluida bertambah, tekanan
berkurang
21
p v konstan
2
  
3
p tekanan (Pa)
v laju fluida (m/s)

 


Venturimeter dengan Manometer Venturimeter tanpa Manometer
 Hg f
1 2
1
f
2
2gh
v
A
1
A
 

  
      
 Hg f
2 2
2
f
1
2gh
v
A
1
A
 

  
      
1 2
1
2
2gh
v
A
1
A

 
 
 
2 2
2
2
2gh
v
A
1
A

 
 
 

Tabung Pitot
Tabung pitot merupakan alat yang
digunakan untuk mengukur laju
aliran suatu gas atau udara. Dengan
mengetahui perbedaan ketinggian
raksa pada kedua kaki manometer,
aliran gas dapat ditentukan
kelajuannya.
f
u
2 gh
v



2
3
u
3
f
v kecepatan aliran udara (m/s)
h beda tinggi zat cair (m)
massa jenis udara mengalir (kg/m )
massa jenis zat cair dalam manometer (kg/m )



 
 

PENERAPAN HUKUM BERNOULLI
Alat Penyemprot
Alat penyemprot obat antinyamuk dan
parfum, saat batang pengisap ditekan,
udara akan mengalir dengan kecepatan
tinggi dan melewati mulut pipa. Akibatnya,
tekanan di ujung menjadi kecil. Perbedaan
tekanan ini mengakibatkan cairan di dalam
tangki naik dan dihamburkan dengan halus
oleh aliran udara dari tabung pengisap.

Gaya Angkat Pesawat Terbang
Pesawat terbang dapat
terangkat ke udara karena
kelajuan udara yang melalui
sayap pesawat bagian sisi
atas lebih besar daripada
bagian sisi bawah
 1 2 1 2F F p p A  
 2 2
1 2 2 1
1
F F v v A
2
   
1
2
3
1
1
F gaya pada bagian bawah sayap (N)
F gaya pada bagian atas sayap (N)
massa jenis udara (kg/m )
v kelajuan udara bagian bawah sayap (m/s)
v kelajuan udara bagian atas sayap (m/s)
A luas penampang saya


 


 2
p (m )

Contoh Soal
Sebuah bakbesarberisi air,
terdapatsebuahkeran. Jika g = 10
m/ s2
, berapakecepatan dan
jarakterjauhsemburan air keran?
Pembahasan
  2
v 2gh
v 2 10 m/s 0,45 m
v 9 m/s
v 3 m/s




Kecepatan semburan air
Jarak terjauh semburan air
   
1x 2 h h
x 2 0,45 m 0,4 m
x 2 0,18 m
x 0,6 2 m





BAB
Suhu dan Kalor
Suhu Pemuaian Kalor Perpindahan Kalor
Suhu dan Alat
Ukur Suhu
Skala Termometer
Zat Pengisi
Termometer
Pemuaian Zat
Padat
Pemuaian Zat Cair
Pemuaian Zat Gas
Pengertian Kalor
Asas Black
Kalor Jenis dan
Kapasitas Kalor
Perubahan
Wujud
Konduksi
Konveksi
Radiasi
SUHU DAN KALORV

A. Suhu
Jenis-Jenis Termometer
Termometer Raksa dan Alkohol Termometer Bimetal Termometer Hambatan
Termokopel Termometer Gas Pirometer
1. Suhu dan Alat Ukur Suhu

Perbandingan skala titik beku air
dan titik didih air termometer
Celcius, Fahrenheit, Kelvin, dan
Reamur:
Q bQP bP
aP bP aQ bQ
T TT T
T T T T


 
Diketahui sebuah benda bersuhuTP jika
diukur menggunakan termometer P.
Ketika benda tersebut diukur dengan
termometer Q, suhuTQ dapat dihitung
menggunakan persamaan berikut.
   C: F 32 :R: K 273
5:9: 4: 5
 
2. Skala Termometer

Kelebihan Air Raksa Kelebihan Alkohol
Kekurangan Air Raksa Kekurangan Alkohol
 Memiliki jangkauan pengukuran
suhu yang besar walaupun tidak
secepat raksa.
 Pemuaian alkohol bersifat teratur
(linear) terhadap kenaikan suhu.
 Lebih ekonomis.
 Titik didih alkohol rendah yaitu
78°C.
 Alkohol membasahi dinding
tabung.
 Raksa cepat memuai.
 Raksa memiliki jangkauan
pengukuran yang besar.
 Raksa tidak membasahi dinding
tabung.
 Pemuaian raksa teratur (linear)
terhadap kenaikan suhu.
 Harganya mahal.
 Raksa termasuk zat beracun.
 Raksa tidak dapat digunakan
untuk mengukur suhu sangat
rendah
3. Zat Pengisi Termometer

B. Pemuian
a. Pemuian Panjang
 
0
0
L L T
L L 1 T
  
  
b. Pemuian Luas
 
0
0
A A T
A A 1 T
  
 
c. Pemuian Volume
 
0
0
V V T
V V 1 T
  
  
d. Hubungan Koefisien Pemuaian
2 3    
1. Pemuian Zat Padat

2. Pemuaian Zat Cair 3. Pemuaian Zat Gas
Pada umumnya, volume zat cair
bertambah jika mengalami kenaikan
suhu dan akan menyusut jika
mengalami penurunan suhu.
 
0
0
V V T
V V 1 T
  
  
Pada saat dipanaskan dari suhu 0°C
sampai 4°C, air justru akan
mengalami pengerutan (penyusutan
volume), sehingga massa jenisnya
meningkat. Keadaan ini berbeda
dengan zat cair pada umumnya.
Gas juga mengalami pemuaian ketika
terjadi kenaikan suhu dan mengalami
penyusutan ketika terjadi penurunan
suhu.
0
0
1
V V T
273
1
V V 1 T
273
  
 
   
 

Aluminium tipis memilikiluas 4
m2 (α=2,4 × 10−5 /°C). Aluminium
dipanaskan sehingga mengalami
kenaikan suhu sebesar 50°C. Hitung
luas aluminium sekarang!
Contoh Soal Pemuaian
Contoh Soal 1
Penyelesaian
 
 
     
  
0
0
2 5
2
2
A A 1 T
A A 1 2 T
A 4 m 1 2 4,8 10 / C 50 C
A 4 m 1 0,0024
A 4,0096 m

 
  
    
 

Contoh Soal 2
Kuningan sepanjang 1 meter dipanasi
hingga suhunya naik dari 10°C ke 50°C.
Jika koefisien pemuaian Panjang kuningan
sebesar 1,9 × 10−5 /°C, hitung
pertambahan panjang pada kuningan!
Penyelesaian
   
   
0
5
5
4
L L T
L 1 m 1,9 10 /°C 50 C 10 C
L 1 m 1,9 10 /°C 40 C
L 7,6 10 m



  
     
   
  

C. Kalor
1. Pengertian Kalor
Kalor adalah energi panas zat yang
dapat berpindah dari suhu tinggi
ke suhu rendah. Satu kalori adalah
kalor yang dibutuhkan oleh 1 gram
air untuk menaikkan suhunya 1°C.
1 kalori 4,2 joule
1 joule 0,24 kalori


Q mc T 
Q energi kalor (J)
m massa (kg)
c kalor jenis benda (J/kg C)
T kenaikan suhu ( C)


 
  
2. Asas Black
Asas Black menjelaskan tentang hukum
kekekalan energi kalor. Jika dua benda
berbeda suhu saling melakukan kontak,
akan terjadi aliran kalor dari benda
bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu
lebih rendah sehingga mencapai
kesetimbangan termal. Asas Black
berlaku jika sistem terisolasi, maksudnya
tidak ada kalor yang masuk maupun
keluar sistem
serap lepasQ Q

3. Kalor Jenis dan Kapasitas Kalor
Kalor jenis (c) adalah banyaknya
kalor yang dibutuhkan oleh 1 kg
zat supaya suhunya naik atau
turun sebesar 1°C atau 1 K.
Q
c
m T


Kapasitas kalor (C) didefinisikan
sebagai kemampuan suatu benda
untuk menerima atau melepas
kalor sehingga dapat menaikkan
atau menurunkan suhu benda
sebesar 1°C atau 1 K.
Q
C
T


atau C mc
Q energi kalor (J)
C kapasitas kalor (J/ C)
m massa (kg)

 

 
  

4. Perubahan Wujud
Perubahan wujud benda
dipengaruhi oleh energi kalor.
Perubahan wujud zat semacam ini
dinamakan perubahan fisika. Ada 3
jenis wujud benda yaitu cair, padat,
dan gas.
Dalam proses perubahan wujud terdapat
dua persamaan energi kalor yaitu kalor
perubahan suhu dan kalor perubahan
wujud.
Kalor Perubahan Suhu
Q mc T 
Kalor Perubahan Wujud
Q mL
Q energi kalor (J)
L kalor laten (J/kg)
m massa (kg)



 
  

Contoh Soal Kalor
Contoh Soal 1
Besi 0,2 kg dipanaskan sampai suhu
120°C. Besi lalu dimasukkan ke
dalam 100 gram air bersuhu 30°C.
Jika kalor jenis air 4.200 J/kg °C dan
kalor jenis besi 525 J/kg °C, hitung
suhu akhir campuran!
Penyelesaian
   
       
     
Lepas Serap
b b b c a a c a
c c
c c
c
c
Q Q
m c T T m c T T
0,2 525 120 T 0,1 4.200 T 30
105 120 T 420 T 30
5T 240
T 48 C

  
  
  

 
Kalorimeter dengan kapasitas kalor 1.000
J/K diisi 100 g air bersuhu 30°C dengan
kalor jenis 4.200 J/kg K. Selanjutnya, ke
dalam calorimeter tersebut dimasukkan
200 gram besi yang suhunya 80°C (kalor
jenis besi 500 J/kgK). Berapakah suhu
akhir campuran?
Contoh Soal 2
Penyelesaian
          
     
Lepas Terima
Besi Kalorimeter Air
b b b k k a a a
c
c
Q Q
Q Q Q
m c T C T m c T
0,2 500 80 T 1.000 T 30 0,1 4.200 T 30
100 80 T 1.420 T 30
15,2T 506
T 33,29 C

 
    
    
  

 

Perpindahan Kalor

B. Perpindahan Kalor
1. Konduksi 2. Konveksi
Konveksi adalah perpindahan kalor yang
disertai dengan perpindahan partikel-
partikel penghantarnya.
Q
H hA T
t
  
2
H laju perpindahan kalor (J/s)
Q kalor yang berpindah/merambat (J)
t waktu (s)
k tetapan konveksi (W/m K)
T perbedaan suhu (K)
L panjang batang (m)





 

Konduksi adalah proses perpindahan
kalor tanpa diikuti perpindahan
partikel penghantarnya.
Q kA T
H
t L

 
2
2
H laju perpindahan kalor (J/s)
Q kalor yang berpindah/merambat (J)
t waktu (s)
h tetapan konveksi (W/m K)
T perbedaan suhu (K)





 

3. Radiasi
Radiasi adalah peristiwa perpindahan
kalor dalam bentuk gelombang
elektromagnetik. Gelombang elektro-
magnetik tidak membutuhkan
partikel penghantar untuk merambat.
4
W T 
Laju kalor radiasi
Energi yang dipancarkan setiap
satuan waktu
4Q
H AT
t
  
Energi yang dipancarkan setiap satuan
waktu dengan emisivitas
4Q
H e AT
t
  
8 2 4
2
H laju kalor (J/s)
Q kalor yang terpancar (J)
t waktu (s)
e emisivitas benda (0 < e < 1)
tetapan Boltzmann 5,67 10 W/m K
T suhu benda (K)





   



Konduksi Radiasi Konveksi

Perpindahan Kalor
 Contoh Soal 1
Jendela kaca di
sebuahkamarmemilikiluas 1,5 m2
.
Perbedaansuhuantarapermukaanjen
dela dan ruangansebesar 2°C.
Koefisienkonveksi pada keadaanitu
7,5 × 10−5 kal/s cm2 °C.
Berapakahlajukalor yang diterima
oleh jendela?
Pembahasan
   5 4
H hA T
H 7,5 10 1,5 10 2 kal/s
H 2,25 kal/s

 
   

 Contoh Soal 2
Luas penampangujungbatang
aluminium (k=50 kal/m s°C) adalah 1
cm2. Ujung-ujung batangbertemperatur
0°C dan 30°C. Jikapanjangbatang 1 m,
hitungbanyaknyakalor yang
merambatsetiapsekon!
Pembahasan
   4
kA T
H
L
50 1,5 10 2
H kal/s
1
H 0,1 kal/s


 



BAB
Teori Kinetik Gas
Hukum dan
Persamaan Gas Ideal
 Hukum Boyle
 Hukum Charles
 Hukum Gay-Lussac
 Persamaan Umum Gas Ideal
 Persamaan yang Melibatkan
Hukum-Hukum Gas Ideal
Besaran-Besaran
Teori Kinetik Gas dan
Teori Ekipartisi Energi Gas
 Hubungan Tekanan dengan
Kecepatan Rata-Rata
 Hubungan Tekanan dengan
Energi Kinetik Rata-Rata Gas
 Hubungan Suhu dengan Energi
Kinetik Gas
 Kecepatan Efektif Gas Ideal
 Teori Ekipartisi Energi
TEORI KINETIK GASVI

Bunyi hukum Boyle: “Untuk jumlah
tetap gas ideal tetap di suhu yang
sama, P (tekanan) dan V (volume)
merupakan proporsional terbalik
(dimana yang satu ganda, yang
satunya setengahnya).”
pV konstan
atau
1 1 2 2p V p V
1.Hukum Boyle
3
1
2
3
1
2
p tekanan gas pada suhu tetap (Pa)
V volume gas pada suhu tetap (m )
p tekanan gas pada keadaan I (Pa)
p tekanan gas pada keadaan II (Pa)
V volume gas pada keadaan I (m )
V volume gas pada keadaan II (





 3
m )
A. Hukum dan Persamaan Gas Ideal

2. Hukum Charles
Hukum Charles menyatakan
“jika gas dalam ruang tertutup
tekanannya dijaga konstan
maka volume gas dalam jumlah
tertentu berbanding lurus
dengan temperatur mutlaknya”
V
konstan
T
 atau
1 2
1 2
V V
T T

3
3
1
3
2
1
2
V volume gas pada tekanan tetap (m )
T suhu gas pada tekanan tetap (K)
V volume gas pada keadaan I (m )
V volume gas pada keadaan II (m )
T suhu gas pada keadaan I (K)
T suhu gas pada keadaan II (K)







3. Hukum Gay Lussac
Hukum Gay-Lussac menyatakan
bahwa tekanan dari suatu massa
gas berbanding lurus dengan
suhu mutlak gas, ketika volume
dipertahankan konstan.
1 2
1 2
p
konstan
T
p p
T T


1
2
1
2
p tekanan gas pada volume tetap (Pa)
T suhu gas pada volume tetap (K)
p tekanan gas pada keadaan I (Pa)
p tekanan gas pada keadaan II (Pa)
T suhu gas pada keadaan I (K)
T suhu gas pada keadaan II (K)







4. Persamaan Umum Gas Ideal
Persamaan gas ideal adalah persamaan yang
merepresentasikan hubungan antara tekanan dan
volume suatu gas dengan temperatur dan jumlah mol
gas. Persamaan gas ideal didasarkan hukum Boyle,
hukum Charles, dan hukum Gay-Lussac.
A
pV nRT
m
pV RT
M
pM RT
N
pV RT
N
pV NkT


 


3
3
p tekanan (Pa)
V volume (m )
T suhu gas (K)
n jumlah mol (mol)
R tetapan umum gas (8,314 J/mol K)
m massa gas (kg)
M massa relatif gas (kg/kmol)
massa jenis (kg/m )
N jumlah partikel
k tetapan Boltzman (1,3







 

 23
8 10 J/K)


5. Persamaan yang Melibatkan Hukum-
Hukum Gas Ideal
Balon Udara
Gelembung
minuman bersoda
Ban meletus di bawah terik
sinar matahari

2
0 rt
1 N
p m v
3 V
 
  
 
0
3
2 2 2
rt
p tekanan gas (Pa)
m massa partikel (kg)
N jumlah partikel
V volume ruangan (m )
v kelajuan kuadrat rata-rata (m /s )





B. Besaran-Besaran Teori Kinetik Gas dan Teori
Ekipartisi Energi Gas
1. Hubungan Tekanan dengan Kecepatan Rata-Rata

Energi kinetik rata-rata sebanding
dengan kecepatan rata-rata kuadrat.
kNE2
p
3 V

k
3
p tekanan gas (Pa)
N jumlah partikel gas
E energi kinetik rata-rata (joule)
V volume gas (m )




2. Hubungan Antara Tekanan dengan Energi Kinetik
Rata-Rata Gas

k
3
E kT
2

 
k
28
E energi kinetik rata-rata (joule)
k konstanta Boltzmann 1,38 10 J/K
T suhu (K)


 

3. Hubungan Antara Suhu dengan Energi Kinetik Gas

4. Kecepatan Efektif Gas Ideal
Dalam suatu ruangan dengan banyak molekul gas,
molekul-molekul tersebut bergerak secara acak.
Gerakan tiap-tiap molekul memiliki kelajuan yang tidak
seluruhnya sama. Kecepatan efektif didefinisikan
sebagai akar rata-rata kuadrat kecepatan.
 2
rms rt
v v atau  2 2
rms rt
v v
rms
0
3kT
v
m

rms
28
0
v kecepatan efektif (m/s)
k konstanta Boltzman (1,38 10 J/K)
T suhu (K)
m massa partikel (kg)


 



5. Teorema Ekipartisi Energi
a. Energi Kinetik Keseluruhan
Nilai energi kinetik pada sumbu X,
sumbu Y, dan sumbu Z.
       kx ky kz krt rt rtrt
1
E E E E
3
  
b. Derajat Kebebasan Gas
Monoatomik
Derajat kebebasan berkaitan
dengan kemampuan suatu molekul
melakukan gerakan satu dimensi
sehingga terbentuk energi mekanik
molekul. Derajat kebebasan
disingkat dengan df (degree of
freedom)
c. Teorema Ekipartisi Energi
Sejumlah partikel yang memenuhi
hukum gerak Newton pada suatu sistem
dengan suhu mutlak T memiliki energi
yang terbagi merata pada setiap derajat
kebebasan (df) sebesar
1
2
kT. Nilai tersebut
dinyatakan sebagai energi mekanik rata-
rata yang memiliki nilai sama dengan
energi kinetik rata-rata.
   m krt rt
1
E E df kT
2
 
   
 

5. Teorema Ekipartisi Energi
Derajat Kebebasan Gas Diatomik
1. Pada suhu rendah ± 250 K, gas
diatomik memiliki nilai df = 3.
2. Pada suhu sedang ± 500 K, gas
3. Pada suhu tinggi ± 1.000 K, gas
Derajat Kebebasan Gas Poliatomik
Gas poliatomik melakukan gerakan
translasi, rotasi, dan vibrasi sehingga
derajat kebebasannya adalah
penjumlahan dari ketiga gerak
tersebut.
Energi Dalam
Energi dalam (internal energy) berasal
dari energi kinetik partikel gas karena
energi ikat diabaikan
 k rt
df df
U N E NkT nRT
2 2
  

Contoh Soal
Contoh Soal 1
Sebuah tangki dengan volume 5 liter
berisi gas helium 1,5 mol pada suhu
20°C. Berapakah energi kinetik rata-
rata per molekul?
Pembahasan:
  
k
23
k
21
k
3
E kT
2
3
E 1,38 10 293 Joule
2
E 6,06 10 Joule



 
 
Contoh Soal 2
Dalam suatu ruangan tertutup terdapat
5,6 gram nitrogen bersuhu 7°C. Berapa
besar energi dalam nitrogen pada ruang
tersebut?
Pembahasan:
  
df
U nRT
2
3 m
U RT
2 M
3 5,6
U 8,314 280
2 28
U 698,376 Joule


 
  
 


Power point pr fisika 11 a ed. 2019

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Power point pr fisika 11 a ed. 2019

Similar to Power point pr fisika 11 a ed. 2019 (20)

More from SMPITCITRABANGSA

More from SMPITCITRABANGSA (10)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Power point pr fisika 11 a ed. 2019