SUHU DAN KALOR
Kelompok 4 :
1. Ovidiantika
Khairunnisa
2. Miftahul Jannah
Menu Utama
Termometer
Pemuaian
Kalor
Asas Black
Suhu
SUHU
Menyatakan tinggi rendahnya suhu yang memerlukan titik acuan
(titik patokan).
Termometer
Celcius
Termometer
Fahreinheit
Termometer
Reamur
Termometer
Kelvin
Termometer
TERMOMETER
Termometer berasal dari bahasa Yunani,
yaitu Thermos yang berarti panas dan
meter berarti pengukur (pembanding).
Termometer
Celcius
Termometer
Fahreinheit
Termometer
Reamur
Skala Atas
(Ta)
Skala Bawah
(Tb)
C R F
1000 800
2120
Titik Didih
Air
Titik Lebur
Es00
100 80 skala 180
00 320
Perbandingan termometer C : R : F adalah 5 : 4 : 9 sehingga hubungan
ketiga termometer tersebut dinyatakan dengan
𝑇0 𝐶 =
4
5
𝑇0 𝑅 → 𝑇0 𝑅 =
5
4
𝑇0 𝐶 𝑇 𝐶 =
9
5
𝑇 + 320 𝐹 → 𝑇0 𝐹 =
5
9
(𝑇 − 32)0 𝐶
Termometer Kelvin
Hubungan Termometer Celcius dengan
Termometer Kelvin (K) adalah
𝑇0
𝐶 = 𝑇 + 273 𝐾
Contoh Soal :
Suhu daerah pegunungan menunjukkan 20 °C. Jika dinyatakan dalam skala
Fahrenheit berapa skala yang ditunjukkan?
Diketahui : TC = 20 °C
Ditanya : TF = …… ?
Jawab :
TF = (9/5 x TC) + 32
TF = (9/5 x 20) + 32
TF = 36 + 32
TF = 68 °F
Jadi skala pada termometer Fahrenheit menunjukkan 68 °F
Pemuaian
GasZat Padat Zat Cair
PEMUAIAN
Pemuaian adalah perubahan suatu benda yang bisa menjadi
bertambah panjang, lebar, luas, atau berubah volumenya karena
terkena panas.
Pemuaian
Zat Padat
1. Muai Panjang
2. Muai Luas
3. Muai Volume
1. Muai Panjang
∆𝐿 = 𝛼𝐿0 ∆𝑇
∆𝐿 = 𝐿 𝑡 − 𝐿0
∆𝑇 = 𝑇2 − 𝑇1
𝐿 𝑡 = 𝐿0 + ∆𝐿
𝐿 𝑡 = 𝐿0 + 𝛼 𝐿0 ∆𝑇
𝐿 𝑡 = 𝐿0(1 + 𝛼 ∆𝑇)
L0
Lt
ΔL
∆𝐿 = perubahan panjang m , cm
𝛼 = koefisien muai panjang (𝐾−1
,0
C−1
)
𝐿0 = panjang mula − mula m , cm
∆𝑇 = perubahan suhu K , 0
𝐶
𝐿 𝑡 = panjang benda pada setelah suhunya dinaikan
Koefisien Muai Panjang berdasarkan Jenis
Benda
2. Muai Luas
∆𝐴 = 𝛽 𝐴0 ∆𝑇
∆𝐴 = perubahan luas (m2, cm2)
𝛽 = koefisien muai luas (K-1, 0C-1)
𝐴0 = Luas mula-mula (m2, cm2)
∆𝑇 = perubahan suhu (K, 0C)
𝐴 𝑡 = 𝐴0 + ∆𝐴
𝐴 𝑡 = 𝐴0 + 𝛽 𝐴0 ∆𝑇
𝐴 𝑡 = 𝐴0(1 + 𝛽 ∆𝑇)
AO
At
3. Muai Volume
∆𝑉 = perubahan volume (m3, cm3)
𝛾 = koefisien muai luas (K-1, 0C-1)
𝑉0 = volume mula-mula (m3, cm3)
∆𝑇 = perubahan suhu (K, 0C)
∆𝑉 = 𝛾 𝑉0 ∆𝑇
𝑉𝑡 = 𝑉0 + ∆𝑉
𝑉𝑡 = 𝑉0 + 𝛾 𝑉0 ∆𝑇
𝑉𝑡 = 𝑉0(1 + 𝛾 ∆𝑇)
VO
ΔV
Vt
Pemuaian pada ZAT CAIR
Molekul zat car lebih bebas dibandingkan pada zat padat.
∆𝑉 = 𝛾 𝑉0 ∆𝑇
MASSA JENIS ZAT CAIR
𝜌0 =
𝑚
𝑉0
𝜌 =
𝑚
𝑉𝑡
=
𝑚
𝑉0(1 + 𝛾 ∆𝑇)
𝜌 =
𝜌0
(1 + 𝛾 ∆𝑇)
𝜌 = massa jenis setelah suhunya dinaikan
𝜌0 = massa jenis zat cair mula-mula
∆𝑇 = perubahan suhu (K, 0C)
𝛾 = koefisien muai volume zat cair (K-1, 0C-1)
Koefisien Muai Volume
berdasarkan Jenis zat
ANOMALI AIR
Perilaku aneh air pada rentang suhu 0°C hingga 4°C, dimana pada
suhu tersebut air menyusut (pengerutan) seiring dengan kenaikan
suhu.
Contoh Soal
Batang tembaga pada suhu 20 °C panjangnya 50 cm, kemudian
dipanaskan sampai suhunya 100 °C. Jika koefisien muai panjang
tembaga 1,7 x 10-5 / °C, berapa panjang batang tembaga sekarang?
Penyelesaian:
Diketahui:T1= 20 °C
Lo = 50 cm
T2= 100 °C
𝛼 = 0,000017 / °C
Ditanya: L = …… ?
Jawab: ΔT= 100 °C - 20 °C = 80 °C
L = Lo (1 + 𝛼 ΔT)
L = 50 cm ( 1 + 0,000017 / °C x 80 °C )
L = 50 cm ( 1+ 0,00136 )
L = 50,068 cm
Jadi panjang batang tembaga sekarang adalah 50,068 cm.
PemuaianGas
Isotermik
Isobarik
Isokorik
PEMUAIAN PADA GAS
Persamaan gas ideal dinyatakan dengan persamaan :
𝑃1 𝑉1
𝑇1
=
𝑃2 𝑉2
𝑇2
𝑃𝑉
𝑇
= 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛
Hukum Boyle-Gay
Lussac
Isotermik
(Suhu Tetap)
Isobarik
(Tekanan Tetap)
Isokorik
(Volume Tetap)
𝑇1 = 𝑇2
𝑃1 𝑉1 = 𝑃2 𝑉2
𝑃 𝑉 = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛
𝑃1
𝑇1
=
𝑃2
𝑇2
𝑃
𝑇
= 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛
𝑉1
𝑇1
=
𝑉2
𝑇2
𝑉
𝑇
= 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛
𝑃1 = 𝑃2 𝑉1 = 𝑉2
KALOR
Suatu bentuk energi yang berpindah dari benda yang suhunya
tinggi ke suhu rendah jika keduanya bersentuhan.
1 Joule = 0,24 Kalori
1 Kalori = 4,186 Joule
𝑄 = 𝑚 𝑐 ∆𝑇
𝑄 = banyaknya kalor yang diterima/dilepas
(Joule, Kalori)
𝑚 = massa benda (kg, gram )
𝑐 = kalor jenis benda (Joule/kg0C , kal/gr0C)
∆𝑇 = perubahan suhu (K, 0C)
Kapasitas Kalor (C)
𝐶 =
𝑄
∆𝑇
𝐶 =
𝑚 𝑐 ∆𝑇
∆𝑇
𝐶 = 𝑚 𝑐
Kalor Laten  Kalor yang diperlukan oleh satu
kilogram zat untuk berubah wujud.
Q = kalor (joule)
m = massa zat (Kg)
L = kalor laten (Joule/kg) (kalor lebur, kalor beku,
kalor uap, dan kalor embun)
𝐿 =
𝑄
𝑚
𝑄 = 𝑚𝐿
Kalor Laten
ASAS BLACK
Asas Black menyatakan bahwa “Dalam
sistem tertutup terisolasi, kalor yang
dilepaskan oleh benda bersuhu tinggi = kalor
yang diserap oleh benda bersuhu rendah.”
TP TQ
TP > TQ
Benda A melepaskan kalor &
Benda B menyerap kalor
Ta
Qlepas = Qterima
Suhu akhir (Ta) kedua benda sama
𝑄 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎 = 𝑄 𝑑𝑖𝑙𝑒𝑝𝑎𝑠
𝑚1 𝑐1∆𝑇 = 𝑚2 𝑐2∆𝑇
𝑚1 𝑐1(𝑇𝑎 − 𝑇1) = 𝑚2 𝑐2(𝑇2 − 𝑇𝑎)
𝑚1 = massa benda yang menerima kalor
𝑚2 = massa benda yang melepas kalor
𝑇1= suhu rendah (suhu mula-mula m1)
𝑇2= suhu tinggi (suhu mula-mula m2)
𝑇𝑎= suhu akhir (suhu campuran)
GAS
CAIRPADAT
menyublim deposisi
menguap
membeku
mengembun
melebur
Skema Perubahan Wujud Benda
Grafik Perubahan Wujud
A
Contoh Soal
Jika kalor jenis air 1 kkal/Kg0C, kalor jenis es 0,5 kkal/Kg0C, kalor lebur es 80
kkal/Kg, hitunglah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 5 kg es
dengan suhu -200C menjadi air 800C!
-200C
800C
Es
Air
Q1
Q2
Q3
Dik. : cair = 1 kkal/Kg0C
ces = 0,5 kkal/Kg0C
L = 80 kkal/Kg
T1 = -200C
T2 = 800C
Dit. : Qtotal = ?
Jawab :
Qtotal = Q1 + Q2 + Q3
Qtotal = mcesTes + mL+ mcairTair
Qtotal = 5(0,5)(20) + 5(80) + 5(1)(80)
Qtotal = 850 kkal
Perpindahan
Kalor
Konduksi
RadiasiKonveksi
Konduksi
Konduksi terjadi karena satu partikel (atom atau molekul ) bergetar
dan berinteraksi dengan atom-atom atau molekul tetangga.
A
TB TC
d
A = luas permukaan (m2)
d = panjang bahan ( m)
TB = suhu pada ujung B atau titik B
TC = suhu pada ujung C atau titik C
k = konduktivitas termal (W/mK)
t = waktu ( sekon )
Laju kalor
konduksi
d
TkA
t
Q 
 CB TTT 
Konveksi
Perpindahan kalor karena berpindahnya parikel-partikel atau materi
zat itu sendiri.
Laju kalor
Konveksi ThA
t
Q

d
Afluida
TC
CB TTT 
TB A = luas permukaan (m2)
TB = suhu pada ujung B atau titik B
TC = suhu pada ujung C atau titik c
h = Koefisien konveksi ( W/m2K)
Radiasi
Energi berpindah dengan cara merambat tanpa
memerlukan medium (zat perantara).
Hukum Stefan-
Boltzmann
4
ATe
t
Q

e = emisivitas ( 0  e  1 ), yaitu
faktor yang membedakan sifat penyerapan permukaan.
Hitam sempurna, e = 1
Putih sempurna , e = 0
 = tetapan Stefan-Boltzmann (5,67x10-8 W/m2K4)
Contoh Soal
Sebuah jendela kaca dalam ruangan yang berpengatur suhu (ber AC)
tebalnya 3,2 mm, uasnya 3 m² dan suhu pada kaca bagian dalam adalah
25°C, sedangkan suhu pada kaca bagian luar adalah 30°C. Bila diketahui
konduktivitas termal 0,8 W/mK, maka kalor yang mengalir tiap detik
adalah.....
Dik: k = 0,8 W/mK
A = 3 m²
T = (30-25) = 5°C
d = 3,2 mm = 3,2 x 10ˉ³
Dit: H.......?
Jawab :
𝑄
𝑡
=
𝑘𝐴∆𝑇
𝑑
𝐻 =
0,8 3 (5)
3,2 × 10−3
𝐻 = 3750 𝐽/𝑠
Kerjakan latihan soal berikut ini dengan baik dan benar.
1. Seorang siswa memasukkan sepotong kecil es yang meleleh kedalam mulutnya. Akhirnya, seluruh es
berubah menjadi air pada T1 = 32F ke suhu tubuh siswa, T2 = 98,60F. Nyatakan suhu-suhu ini dalam
C dan K, dan cari selisih suhu dalam kedua skala !
2. Sebuah silinder yang diameternya 1,00000 cm pada suhu 30C akan dimasukkan ke dalam sebuah
lubang pada sebuah pelat baja yang diameternya 0,99970 cm pada suhu 39C. Berapakan suhu pelat
baja agar silinder dapat tetap dimasukkan ke dalam lubang tersebut ? koefisien muai panjang baja
diketahui 1,1 x 10-5/C
3. Suatu lempengtembaga mempunyai luas 500 cm2 pada suhu 10C. Hitunglah luasnya pada suhu
70C! diketahui koefisien muai panjang tembaga α = 1,67 x 10-5/C.
4. Pada suhu 0C, massa jenis raksa 13600 kg/m3. Hitunglah massa jenis pada suhu 50C jika diketahui
muai volume raksa sama dengan 1,82 x 10-4/C!
5. Sebuah wadah yang terbuat dari alumunium berisi penuh dengan 300 mL gliserin pada suhu 20C.
Berapakah banyaknya gliserin yang tumpah jika wadah itu dipanaskan sampai suhu 110C ? koefisien
muai panjang alumunium 2,55 x 10-5/C dan koefisien muai volume gliserin 5,3 x 10-4/C.
Kunci jawaban

PPT Suhu dan Kalor

  • 1.
    SUHU DAN KALOR Kelompok4 : 1. Ovidiantika Khairunnisa 2. Miftahul Jannah
  • 2.
  • 3.
    SUHU Menyatakan tinggi rendahnyasuhu yang memerlukan titik acuan (titik patokan).
  • 4.
  • 5.
    TERMOMETER Termometer berasal daribahasa Yunani, yaitu Thermos yang berarti panas dan meter berarti pengukur (pembanding).
  • 6.
    Termometer Celcius Termometer Fahreinheit Termometer Reamur Skala Atas (Ta) Skala Bawah (Tb) CR F 1000 800 2120 Titik Didih Air Titik Lebur Es00 100 80 skala 180 00 320
  • 7.
    Perbandingan termometer C: R : F adalah 5 : 4 : 9 sehingga hubungan ketiga termometer tersebut dinyatakan dengan 𝑇0 𝐶 = 4 5 𝑇0 𝑅 → 𝑇0 𝑅 = 5 4 𝑇0 𝐶 𝑇 𝐶 = 9 5 𝑇 + 320 𝐹 → 𝑇0 𝐹 = 5 9 (𝑇 − 32)0 𝐶
  • 8.
    Termometer Kelvin Hubungan TermometerCelcius dengan Termometer Kelvin (K) adalah 𝑇0 𝐶 = 𝑇 + 273 𝐾
  • 9.
    Contoh Soal : Suhudaerah pegunungan menunjukkan 20 °C. Jika dinyatakan dalam skala Fahrenheit berapa skala yang ditunjukkan? Diketahui : TC = 20 °C Ditanya : TF = …… ? Jawab : TF = (9/5 x TC) + 32 TF = (9/5 x 20) + 32 TF = 36 + 32 TF = 68 °F Jadi skala pada termometer Fahrenheit menunjukkan 68 °F
  • 10.
  • 11.
    PEMUAIAN Pemuaian adalah perubahansuatu benda yang bisa menjadi bertambah panjang, lebar, luas, atau berubah volumenya karena terkena panas.
  • 12.
    Pemuaian Zat Padat 1. MuaiPanjang 2. Muai Luas 3. Muai Volume
  • 13.
    1. Muai Panjang ∆𝐿= 𝛼𝐿0 ∆𝑇 ∆𝐿 = 𝐿 𝑡 − 𝐿0 ∆𝑇 = 𝑇2 − 𝑇1 𝐿 𝑡 = 𝐿0 + ∆𝐿 𝐿 𝑡 = 𝐿0 + 𝛼 𝐿0 ∆𝑇 𝐿 𝑡 = 𝐿0(1 + 𝛼 ∆𝑇) L0 Lt ΔL ∆𝐿 = perubahan panjang m , cm 𝛼 = koefisien muai panjang (𝐾−1 ,0 C−1 ) 𝐿0 = panjang mula − mula m , cm ∆𝑇 = perubahan suhu K , 0 𝐶 𝐿 𝑡 = panjang benda pada setelah suhunya dinaikan
  • 14.
    Koefisien Muai Panjangberdasarkan Jenis Benda
  • 15.
    2. Muai Luas ∆𝐴= 𝛽 𝐴0 ∆𝑇 ∆𝐴 = perubahan luas (m2, cm2) 𝛽 = koefisien muai luas (K-1, 0C-1) 𝐴0 = Luas mula-mula (m2, cm2) ∆𝑇 = perubahan suhu (K, 0C) 𝐴 𝑡 = 𝐴0 + ∆𝐴 𝐴 𝑡 = 𝐴0 + 𝛽 𝐴0 ∆𝑇 𝐴 𝑡 = 𝐴0(1 + 𝛽 ∆𝑇) AO At
  • 16.
    3. Muai Volume ∆𝑉= perubahan volume (m3, cm3) 𝛾 = koefisien muai luas (K-1, 0C-1) 𝑉0 = volume mula-mula (m3, cm3) ∆𝑇 = perubahan suhu (K, 0C) ∆𝑉 = 𝛾 𝑉0 ∆𝑇 𝑉𝑡 = 𝑉0 + ∆𝑉 𝑉𝑡 = 𝑉0 + 𝛾 𝑉0 ∆𝑇 𝑉𝑡 = 𝑉0(1 + 𝛾 ∆𝑇) VO ΔV Vt
  • 17.
    Pemuaian pada ZATCAIR Molekul zat car lebih bebas dibandingkan pada zat padat. ∆𝑉 = 𝛾 𝑉0 ∆𝑇
  • 18.
    MASSA JENIS ZATCAIR 𝜌0 = 𝑚 𝑉0 𝜌 = 𝑚 𝑉𝑡 = 𝑚 𝑉0(1 + 𝛾 ∆𝑇) 𝜌 = 𝜌0 (1 + 𝛾 ∆𝑇) 𝜌 = massa jenis setelah suhunya dinaikan 𝜌0 = massa jenis zat cair mula-mula ∆𝑇 = perubahan suhu (K, 0C) 𝛾 = koefisien muai volume zat cair (K-1, 0C-1)
  • 19.
  • 20.
    ANOMALI AIR Perilaku anehair pada rentang suhu 0°C hingga 4°C, dimana pada suhu tersebut air menyusut (pengerutan) seiring dengan kenaikan suhu.
  • 21.
    Contoh Soal Batang tembagapada suhu 20 °C panjangnya 50 cm, kemudian dipanaskan sampai suhunya 100 °C. Jika koefisien muai panjang tembaga 1,7 x 10-5 / °C, berapa panjang batang tembaga sekarang? Penyelesaian: Diketahui:T1= 20 °C Lo = 50 cm T2= 100 °C 𝛼 = 0,000017 / °C Ditanya: L = …… ? Jawab: ΔT= 100 °C - 20 °C = 80 °C L = Lo (1 + 𝛼 ΔT) L = 50 cm ( 1 + 0,000017 / °C x 80 °C ) L = 50 cm ( 1+ 0,00136 ) L = 50,068 cm Jadi panjang batang tembaga sekarang adalah 50,068 cm.
  • 22.
  • 23.
    PEMUAIAN PADA GAS Persamaangas ideal dinyatakan dengan persamaan : 𝑃1 𝑉1 𝑇1 = 𝑃2 𝑉2 𝑇2 𝑃𝑉 𝑇 = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛 Hukum Boyle-Gay Lussac
  • 24.
    Isotermik (Suhu Tetap) Isobarik (Tekanan Tetap) Isokorik (VolumeTetap) 𝑇1 = 𝑇2 𝑃1 𝑉1 = 𝑃2 𝑉2 𝑃 𝑉 = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛 𝑃1 𝑇1 = 𝑃2 𝑇2 𝑃 𝑇 = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛 𝑉1 𝑇1 = 𝑉2 𝑇2 𝑉 𝑇 = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛 𝑃1 = 𝑃2 𝑉1 = 𝑉2
  • 25.
    KALOR Suatu bentuk energiyang berpindah dari benda yang suhunya tinggi ke suhu rendah jika keduanya bersentuhan. 1 Joule = 0,24 Kalori 1 Kalori = 4,186 Joule
  • 26.
    𝑄 = 𝑚𝑐 ∆𝑇 𝑄 = banyaknya kalor yang diterima/dilepas (Joule, Kalori) 𝑚 = massa benda (kg, gram ) 𝑐 = kalor jenis benda (Joule/kg0C , kal/gr0C) ∆𝑇 = perubahan suhu (K, 0C)
  • 27.
    Kapasitas Kalor (C) 𝐶= 𝑄 ∆𝑇 𝐶 = 𝑚 𝑐 ∆𝑇 ∆𝑇 𝐶 = 𝑚 𝑐
  • 28.
    Kalor Laten Kalor yang diperlukan oleh satu kilogram zat untuk berubah wujud. Q = kalor (joule) m = massa zat (Kg) L = kalor laten (Joule/kg) (kalor lebur, kalor beku, kalor uap, dan kalor embun) 𝐿 = 𝑄 𝑚 𝑄 = 𝑚𝐿 Kalor Laten
  • 29.
    ASAS BLACK Asas Blackmenyatakan bahwa “Dalam sistem tertutup terisolasi, kalor yang dilepaskan oleh benda bersuhu tinggi = kalor yang diserap oleh benda bersuhu rendah.” TP TQ TP > TQ Benda A melepaskan kalor & Benda B menyerap kalor Ta Qlepas = Qterima Suhu akhir (Ta) kedua benda sama
  • 30.
    𝑄 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎 =𝑄 𝑑𝑖𝑙𝑒𝑝𝑎𝑠 𝑚1 𝑐1∆𝑇 = 𝑚2 𝑐2∆𝑇 𝑚1 𝑐1(𝑇𝑎 − 𝑇1) = 𝑚2 𝑐2(𝑇2 − 𝑇𝑎) 𝑚1 = massa benda yang menerima kalor 𝑚2 = massa benda yang melepas kalor 𝑇1= suhu rendah (suhu mula-mula m1) 𝑇2= suhu tinggi (suhu mula-mula m2) 𝑇𝑎= suhu akhir (suhu campuran)
  • 31.
  • 32.
  • 33.
    Contoh Soal Jika kalorjenis air 1 kkal/Kg0C, kalor jenis es 0,5 kkal/Kg0C, kalor lebur es 80 kkal/Kg, hitunglah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 5 kg es dengan suhu -200C menjadi air 800C! -200C 800C Es Air Q1 Q2 Q3 Dik. : cair = 1 kkal/Kg0C ces = 0,5 kkal/Kg0C L = 80 kkal/Kg T1 = -200C T2 = 800C Dit. : Qtotal = ? Jawab : Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 Qtotal = mcesTes + mL+ mcairTair Qtotal = 5(0,5)(20) + 5(80) + 5(1)(80) Qtotal = 850 kkal
  • 34.
  • 35.
    Konduksi Konduksi terjadi karenasatu partikel (atom atau molekul ) bergetar dan berinteraksi dengan atom-atom atau molekul tetangga.
  • 36.
    A TB TC d A =luas permukaan (m2) d = panjang bahan ( m) TB = suhu pada ujung B atau titik B TC = suhu pada ujung C atau titik C k = konduktivitas termal (W/mK) t = waktu ( sekon ) Laju kalor konduksi d TkA t Q   CB TTT 
  • 37.
    Konveksi Perpindahan kalor karenaberpindahnya parikel-partikel atau materi zat itu sendiri. Laju kalor Konveksi ThA t Q  d Afluida TC CB TTT  TB A = luas permukaan (m2) TB = suhu pada ujung B atau titik B TC = suhu pada ujung C atau titik c h = Koefisien konveksi ( W/m2K)
  • 38.
    Radiasi Energi berpindah dengancara merambat tanpa memerlukan medium (zat perantara). Hukum Stefan- Boltzmann 4 ATe t Q  e = emisivitas ( 0  e  1 ), yaitu faktor yang membedakan sifat penyerapan permukaan. Hitam sempurna, e = 1 Putih sempurna , e = 0  = tetapan Stefan-Boltzmann (5,67x10-8 W/m2K4)
  • 39.
    Contoh Soal Sebuah jendelakaca dalam ruangan yang berpengatur suhu (ber AC) tebalnya 3,2 mm, uasnya 3 m² dan suhu pada kaca bagian dalam adalah 25°C, sedangkan suhu pada kaca bagian luar adalah 30°C. Bila diketahui konduktivitas termal 0,8 W/mK, maka kalor yang mengalir tiap detik adalah..... Dik: k = 0,8 W/mK A = 3 m² T = (30-25) = 5°C d = 3,2 mm = 3,2 x 10ˉ³ Dit: H.......? Jawab : 𝑄 𝑡 = 𝑘𝐴∆𝑇 𝑑 𝐻 = 0,8 3 (5) 3,2 × 10−3 𝐻 = 3750 𝐽/𝑠
  • 40.
    Kerjakan latihan soalberikut ini dengan baik dan benar. 1. Seorang siswa memasukkan sepotong kecil es yang meleleh kedalam mulutnya. Akhirnya, seluruh es berubah menjadi air pada T1 = 32F ke suhu tubuh siswa, T2 = 98,60F. Nyatakan suhu-suhu ini dalam C dan K, dan cari selisih suhu dalam kedua skala ! 2. Sebuah silinder yang diameternya 1,00000 cm pada suhu 30C akan dimasukkan ke dalam sebuah lubang pada sebuah pelat baja yang diameternya 0,99970 cm pada suhu 39C. Berapakan suhu pelat baja agar silinder dapat tetap dimasukkan ke dalam lubang tersebut ? koefisien muai panjang baja diketahui 1,1 x 10-5/C 3. Suatu lempengtembaga mempunyai luas 500 cm2 pada suhu 10C. Hitunglah luasnya pada suhu 70C! diketahui koefisien muai panjang tembaga α = 1,67 x 10-5/C. 4. Pada suhu 0C, massa jenis raksa 13600 kg/m3. Hitunglah massa jenis pada suhu 50C jika diketahui muai volume raksa sama dengan 1,82 x 10-4/C! 5. Sebuah wadah yang terbuat dari alumunium berisi penuh dengan 300 mL gliserin pada suhu 20C. Berapakah banyaknya gliserin yang tumpah jika wadah itu dipanaskan sampai suhu 110C ? koefisien muai panjang alumunium 2,55 x 10-5/C dan koefisien muai volume gliserin 5,3 x 10-4/C.
  • 41.

Editor's Notes

  • #4 Suhu adalah besaran fisika yang menyatakan derajat panas atau dingin suatu zat. Untuk menyatakan tinggi rendahnya suhu diperlukan titik acuan (titik patokan) dimana titik lebur es dan titik didih air pada tekanan normal (76 cm Hg) digunakan sebagai pedoman. Secara mikroskopik suhu menunjukkan pergerakan atau kandungan energi kinetik dari partikel-partikel benda tersebut. Semakin tinggi suhu suatu benda makin cepat partikel penyusun benda bergerak atau bergetar, semakin rendah suhu suatu benda semakin lambat partikel penyusun benda bergerak atau bergetar. 76 cm Hg = 1 atmosfer
  • #6 Galileo adalah orang yang pertama membuat termometer. Semua termometer dilengkapi dengan ukuran derajat suhu dalam suatu skala standar. Termometer bekerja memanfaatkan sifat termometrik dari zat. Sifat termometrik suatu zat adalah sifat zat yang dapat berubah terhadap suhu.
  • #7 Titik tetap atas diambil pada saat termometer diletakkan di dalam air sedang mendidih, dan titik tetap bawah ditentukan pada saat termometer berada di dalam es yang sedang mencair. Penentuan titik tetap atas dan bawah dilakukan pada saat tekanan 1 atmosfer. Suhu paling rendah yang mungkin dapat dimiliki oleh suatu benda disebut suhu nol mutlak yaitu -273,16°C. Dimana pada suhu ini energi kinetik partikel sama dengan nol. Jika kita menggunakan Termometer Celcius pada tekanan normal- titik lebur es (saat es melebur) menunjukan angka 00 C dan titik didih air (saat air mendidih) menunjukan angka 1000 C, skala yang terbaca pada saat es melebur disebut skala bawah dan skala yang terbaca sat air mendidih disebut skala atas. Umumnya suhu suatu benda diukur dengan Termometer Celcius, Reamur atau Fahrenheit, dimana titik lebur es (skala bawah) dan titik didih air (skala atas) seperti pada gambar.
  • #8 Melihat jumlah skala pada termometer C, R, dan F masing-masing 100 skala, 80 skala dan 180 skala sehingga perbandingan C : R : F adalah 5 : 4 : 9 sehingga hubungan ketiga termometer tersebut dinyatakan dengan
  • #9 Disamping skala C, R, dan F dikenal juga skala Kelvin, suhu yang ditunjukan skala Kelvin (K) disebut suhu mutlak. Titik Bawah (tb)= 273oC Titik Atas (ta) = 373oC Satuan untuk skala Kelvin adalah K. Hubungan antara skala Celcius dengan skala Kelvin adalah: Tk= Tc + 273 Skala Kelvin ditetapkan sebagai satuan SI untuk suhu. Disebut juga skala termodinamik.
  • #12 Pemuaian dan penyusutan biasanya cukup kecil untuk bisa diamati namun fenomena ini sangat penting untuk dipelajari dan diperhitungkan untuk merancang suatu bangunan, misalnya perencanaan rel kereta api, jembatan baja, sambungan beton pada jalan raya, pemasangan kaca pada dinding gedung, dan lain-lain. Ketika benda dipanaskan gerakan molekul-molekulnya semakin cepat yang menyebabkan pergeseran semakin besar, secara keseluruhan jarak molekul semakin bertambah sehingga terjadi peristiwa yang disebut pemuaian.
  • #14 Pemuaian Panjang Terjadi pada benda padat yang panjang tetapi luas penampangnya kecil, misalnya jarum rajut. Perubahan panjang (∆𝐿) dari suatu benda padat yang mengalami perubahan suhu berbanding lurus dengan panjang mula-mula ( 𝐿 0 ) berbanding lurus dengan perubahan suhu ∆𝑇 dan bergantung dari jenis benda tersebut (𝛼)
  • #16 Terjadi pada benda padat tipis yang berbentuk persegi panjang, segitiga, ataupun lingkaran, sehingga volum dapat diabaikan. Misalnya pada kaca jendela. Perubahan luas dari suatu permukaan zat padat akibat perubahan suhu disebut muai luas. Perubahan luas (∆𝐴) dari sutu bidang permukaan akibat dipanaskan tergantung dari luas bidang mula-mula ( 𝐴 0 ), perubahan suhu (∆𝑇) dan tergantung dari jenis benda tersebut. Koefisien muai luas (𝛽) harganya dua kali koefisien muai panjang (𝛼) atau 𝛽=2𝛼
  • #17 Terjadi pada benda berbentuk balok, kubus, atau berbentuk benda pejal lainnya. Koefisien muai volum adalah pertambahan volum benda tiap satuan volum, jika suhunya dinaikkan sebesar satu satuan suhu. Perubahan volume dari suatu bnda akibat perubahan suhu disebut muai ruang (muai volume). Perubahan volume ∆𝑇 dari suatu benda akibat pemanasan tergantung dari volume mula-mula ( 𝑉 0 ), perubahan suhu (∆𝑇) dan tergantung dari jenis benda tesebut. Koefisien muai ruang (𝛾) harganya tiga kali koefisien muai panjang (𝛼) atau 𝛾=3𝛼
  • #18 Pada umumnya volume zat cair bertambah ketika suhunya dinaikan, karena molekul zat car lebih bebas dibandingkan pada zat padat, sifat pemuaian zat cair inilah yang kita gunakan untuk mengukur suhu benda dengan termometer, biasanya zat cair yang digunakan adalah raksa atau alkohol. Pemuaian volum zat cair lebih besar daripada pemuaian volum zat padat untuk kenaikan suhu yang sama.
  • #19 Kita telah mengetahui bahwa volume zat cair akan bertambah bila suhunya dinaikan sementara massanya tetap, akibatnya ketika suhunya dinaikan maka massa jenisnya (𝜌) berkurang. Jika pada zat cair suhunya bertambah sebesar ∆𝑇 maka volume zat cair menjadi 𝑉 𝑡 = 𝑉 0 (1+𝛾 ∆𝑇) sehingga massa jenis zat cair tersebut ketika suhunya naik sebesar ∆𝑇
  • #21 Perilaku aneh air pada rentang suhu 0°C hingga 4°C, dimana pada suhu tersebut air menyusut seiring dengan kenaikan suhu. Dari sini dapat ditarik kesimpulan bahwa volume air paling kecil dan massa jenis air paling kecil pada 40C. Massa jenis es lebih kecil daripada massa jenis air yang bersuhu 1°C sampai 4°C, sehingga es mengapung di permukaan air.
  • #23 Pemuaian gas terjadi misalnya pada udara dalam sebuah botol yang ditutup balon kemudian botol dipanaskan. Pada gas tidak dikenal muai panjang dan muai luas, yang ada hanyalah muai volume gas.
  • #24 Pemuaian gas tidak hanya dipengaruhi oleh perubahan suhu tetapi perubahan tekanan gas dapat mempengaruhi pemuaian pada gas. Seperti halnya zat padat dan zat cair, gas juga memuai jika dipanaskan, pemuaian gas lebih besar dibandingkan dengan zat padat maupun zat cair, pada kenaikan suhu yang sama.
  • #26 Kalor adalah suatu bentuk energi yang berpindah dari benda yang suhunya tinggi ke suhu rendah jika keduanya bersentuhan, kalor tidak dapat dilihat tapi dapat dirasakan oleh indera kita. Kalor dapat menyebabkan terjadinya perubahan suhu suatu benda, dapat pula menyebabkan terjadinya perubahan wujud suatu zat, misalnya dari es menjadi air atau dari air menjadi uap (gas). Dari kenyataan bahwa: 1. Kalor yang diberikan pada benda sebanding dengan kenaikan suhu. 2. Kalor yang diberikan pada benda menaikkan suhu sebanding massa benda. 3. Kalor yang diberikan pada benda menaikkan suhu tergantung jenis benda.
  • #27 Banyaknya kalor yang diperlukan (diterima atau dilepas) ternyata sebanding dengan massa benda (m), perubahan suhu benda , dan tergantung dari jenis benda yang dipanaskan. Banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sebesar 1o C atau 1 K setiap 1 kg massa zat disebut kalor jenis.
  • #28 Banyaknya kalor (Q) yang dipelukan untuk menaikan suhu
  • #29 Kalor laten di definisikan sebagai jumlah kalor yang diperlukan/dilepaskan saat perubahan wujud (suhu tetap). Kalor laten juga disebut kalor tersembunyi
  • #30 Jika dua benda yang suhunya berbeda digabungkan maka benda yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor kepada benda yang suhunya rendah hingga suatu saat suhu kedua benda sama. Menurut Azaz Black banyaknya kalor yang diterima sama dengan banyaknya kalor yang dilepas.
  • #31 “Pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas oleh zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diserap oleh zat yang suhunya lebih rendah”. Jika suatu benda massanya m1, kalor jenisnya c1 dan suhu mula-mula T1 (suhu rendah) dicampur dengan benda yang masssanya m2, kalor jenisnya c2 dan suhu mula-mula T2 suhu tinggi), seelah terjadi keseimbangan termik (keseimbangan suhu) dan misal suhu akhir campurannya sebesar Ta.
  • #32 Gambaran panah searah jarum jam  Perubahan wujud suatu zat yang disebabkan oleh zat melepaskan kalor Gambaran panah berlawanan arah jarum jam  Perubahan wujud suatu zat yang disebabkan oleh zat menerima kalor Melebur adalah perubahan wujud dari padat menjadi cair, suhu dimana zat mengalami peleburan disebut titik lebur, kejadian sebaliknya adalah membeku yaitu perubahan wujud dari cair menjadi padat, suhu dimana zat mengalami pembekuan disebut titik beku suhu ketika zat padat melebur sama dengan suhu ketika zat cair membeku sehingga titik lebur = titik beku. Menguap adalah perubahan wujud dari cair menjadi gas, suhu dimana zat mengalami penguapan disebut titik didih, sebaliknya mengembun adalah perubahan wujud dari gas menjadi cair, suhu dimana zat mengalami pengembunan disebut titik embun, suhu saat menguap sama dengan suhu saat mengembun sehingga titik didih = titik embun
  • #33   𝐵→𝐶 : terjadi perubahan wujud dari Es -100 C menjadi air 00 C (selama terjadi perubahan wujud suhunya tetap) 𝐷→𝐸 : terjadi perubahan wujud dari Air 1000 C menjadi gas 1000 C (selama terjadi perubahan wujud suhunya tetap)
  • #36 Konduksi merupakan peristiwa dimana kalor merambat melalui media tertentu tanpa ada bagian dari media tersebut yang pindah bersama kalor. Konduksi kalor dapat dipandang sebagai akibat perpindahan energi kinetik dari satu pertikel ke partikel lain melalui tumbukan. Di tempat yang dipanaskan, energi kinetiknya lebih besar sehingga memberikan sebagian energi kinetiknya kepada partikel-partikel tetangganya melalui tumbukan. Akibatnya partikel-partikel tetangganya bergetar dengan energi kinetik lebih besar pula. Selanjutnya partikel-partikel ini memindahkan lagi energi kinetiknya ke tetangga berikutnya, demikian seterusnya. Secara keseluruhan tidak ada perpindahan partikel di dalam zat itu. Syarat terjadinya konduksi kalor pada suatu zat ialah adanya perbedaan suhu antara dua tempat didalam zat itu. Kalor pindah dari tempat yang suhunya tinggi ke tempat yang suhunya lebih rendah. Bila suhu kedua tempat itu sama, energi kinetik rata-ratanya sama, sehingga tidak dapat terjadi penambahan atau pengurangan energi oleh tetengganya.
  • #37 Perambatan kalor secara konduksi terjadi pada logam yang dipanaskan. Partikel-partikel logam tidak berpindah, perpindahan kalornya terjadi secara berantai oleh partikel yang bergetar semakin cepat.
  • #38  Pada perpindahan kalor ini bagian yang mendapat kalor partikel-partikelnya akan berpindah ke suhu yang lebih rendah, demikian dan seterusnya sehingga terjadi arus konveksi. Perpindahan kalor secara konveksi terjadi karena adanya gerakan fluida.
  • #39 Radiasi merupakan mekanisme perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik, sama seperti gelombang radio dan gelombang cahaya. Pada radiasi, energi berpindah dengan cara merambat tanpa memerlukan medium (zat perantara). Radiasi dapat terjadi di ruang hampa. Sehingga memungkinkan energi matahari sampai ke bumi melalui ruang hampa sejauh lebih dari seratus juta kilometer. Benda yang panas ada yang berpijar, ada juga yang tidak berpijar. Keduanya sama-sama dapat memancarkan (meradiasikan) energi (kalor) dalam bentuk gelombang-gelombang elektromagnetik dengan berbagai panjang gelombang atau frekuensi.