Dokumen tersebut membahas tentang kalor dan termodinamika. Kalor merupakan bentuk energi yang penting dalam kehidupan sehari-hari dan dapat menyebabkan perubahan suhu, wujud, dan pemuaian benda. Termodinamika adalah ilmu yang menggambarkan usaha perpindahan kalor dan sifat-sifat pendukungnya, yang diatur oleh hukum-hukum termodinamika tentang konservasi energi, arah aliran kalor, dan penc

1. Kalor dan
Termodinamika

2. A. Kalor
Kalor memberikan peranan penting dalam
kehidupan sehari-hari. Kalor disebut juga panas.
Kalor termasuk salah satu bentuk energi yang
tersedia di alam. Kalor menyebabkan benda tidak
membeku. Hubungan antara kalor, energi dalam,
dan usaha dapat dijabarkan dalam hukum
termodinamika.
Kalor yang mengenai suatu benda dapat
menyebabkan terjadinya perubahan suhu,
perubahan wujud, dan pemuaian.

3. A. Kalor
1. Perubahan Suhu Zat
Suhu menunjukkan ukuran atau taraf panas atau dinginnya suatu zat atau benda. Alat yang
digunakan untuk menentukan suhu benda disebut thermometer. Jumlah kalor yang diperlukan
untuk menaikkan atau menurunkan suhu sebanding dengan massa, kalor jenis, dan kenaikan
suhu. Kalor jenis adalah jumlah kalor yang diperlukan oleh 1 kg zat untuk menaikkan suhunya
sebesar 1° C. Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1° C disebut kapasitas kalor.
Hubungan antara jumlah kalor yang diperlukan atau dilepaskan, kalor jenis, dan kapasitas
kalor adalah sebagai berikut:

4. A. Kalor
2. Perubahan Wujud
Wujud benda dibedakan menjadi tiga macam, yaitu padat, cair, dan gas. Penerimaan atau
pelepasan kalor menyertai terjadinya perubahan wujud pada benda. Akan tetapi, perubahan
wujud tidak disertai dengan kenaikan atau penurunan suhu. Peristiwa mencair, menyublim,
dan menguap akan memerlukan kalor, sedangkan membeku dan mengembun akan melepaskan
kalor.

5. A. Kalor
3. Pemuaian
Pemuaian menyebabkan bertambahnya ukuran benda karena kenaikan suhu yang dialaminya.
Kenaikan suhu menyebabkan benda memperoleh tambahan energi kalor, sehingga molekul-
molekul pada benda bergerak lebih cepat. Setiap zat memiliki kemampuan memuai yang
berbeda-beda. Gas akan lebih cepat memuai daripada zat cair dan zat padat. Adapun zat cair
lebih cepat memuai daripada zat padat.
a. Pemuaian Zat Padat
1) Pemuaian Panjang

6. A. Kalor
2) Pemuaian Luas
3) Pemuaian Volume

7. A. Kalor
b. Pemuaian Zat Gas

8. A. Kalor
Karakteristik Pemuaian Gas

9. A. Kalor
c. Pemuaian Zat Cair

10. B. Termodinamika
Termodinamika berasal dari bahasa Yunani
dimana Thermos yang artinya panas dan Dynamic
yang artinya perubahan.
Termodinamika adalah suatu ilmu yang
menggambarkan usaha untuk mengubah kalor
(perpindahan energi yang disebabkan perbedaan
suhu) menjadi energi serta sifat-sifat
pendukungnya.
Termodinamika berhubungan erat dengan fisika
energi, panas, kerja, entropi dan kespontanan
proses.

11. B. Termodinamika
1. Hukum Nol Termodinamika
Hukum Nol Termodinamika menyatakan
bahwa jika dua buah sistem yang terpisah
berada dalam kesetimbangan termal
dengan sistem yang lain (sistem yang
ketiga), maka kedua sistem tersebut juga
berada dalam kesetimbangan termal.
Jika temperatur benda A sama dengan
benda B dan temperatur benda B sama
dengan benda C, maka temperatur benda A
sama dengan benda C. Jadi, benda A,B, dan
C dapat dikatakan berada dalam keadaan
kesetimbangan termal.
C C

12. B. Termodinamika
2. Hukum I Termodinamika
Energi tidak bisa diciptakan maupun
dimusnahkan. Manusia hanya
bisa mengubah bentuk energi dari bentuk
energi satu ke energi lainnya. Dalam
termodinamika, jika sesuatu diberikan kalor,
maka kalor tersebut akan berguna untuk
usaha luar dan mengubah energi dalam.
• Bunyi Hukum I Termodinamika
“untuk setiap proses apabila kalor Q
diberikan kepada sistem dan sistem
melakukan usaha W, maka akan terjadi
perubahan energi dalam ΔU = Q – W”.

13. B. Termodinamika
a. Proses Termodinamika

14. B. Termodinamika
b. Persamaan Keadaan Gas

15. B. Termodinamika
3. Hukum II Termodinamika
Hukum kedua ini membatasi perubahan energi mana yang bisa terjadi dan yang tidak.
Pembatasan ini dinyatakan dengan berbagi cara, yaitu :
“Hukum II termodinamika dalam menyatakan aliran kalorKalor mengalir secara spontan
dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak mengalir secara spontan dalam
arah kebalikannya”
Perumusan Kelvin: Tidak ada suatu proses yang hasil akhirnya berupa pengambilan sejumlah
kalor dari suatu reservoir kalor dan mengkonversi seluruh kalor menjadi usaha.
Perumusan Calsius: Tidak ada proses yang hasil akhirnya berupa pengambilan kalor dari suatu
reservoir kalor bersuhu rendah dan pembuangan kalor dalam jumlah yang sama kepada suatu
reservoir yang bersuhu lebih tinggi.

16. B. Termodinamika

17. B. Termodinamika
Siklus Mesin Carnot

18. B. Termodinamika
4. Hukum III Termodinamika
Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini menyatakan
bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut (temperatur Kelvin) semua
proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum.hukum ini jugga
menyatakn bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut
bernilai nol.

19. Latihan Soal
1. Energi kalor yang diperlukan untuk memanaskan 12 kg suatu zat yang
kalor jenisnya 400 J/kg°C dan suhu 20°C sampai 120°C adalah
2. Kalor yang diperlukan untuk memanaskan sebuah logam dengan
perubahan suhu 200°C dan kapasitas kalornya 450 J/kg°C adalah ... kJ
3. Suatu gas mempunyai volume awal 2,0 m3
dipanaskan dengan kondisi
isobaris hingga volume akhirnya menjadi 4,5 m3
. Bila tekanan gas yaitu 2
atm, tentukan usaha luar gas tersebut ??
(1 atm = 1,01 x 105 Pa)
4. Gas Helium dengan volume 2,5 m3
dan suhu 27°C dipanaskan secara
isobarik sampai 87°C. Jika tekanan gas Helium 2 x 105
N/m, besarnya
usaha yang dilakukan oleh gas adalah?
5. Sebuah mesin bekerja pada reservoir bersuhu tinggi 400 K dan reservoir
bersuhu rendah 250 K. Mesin tersebut menghasilkan usaha sebesar 104
Joule. Efisiensi mesin tersebut adalah?