3. Kalor adalah energi yang dipindahkan oleh
suatu benda ke benda lain karena perbedaan
suhu. Maka kalor adalah energi, sehingga
satuan kalor adalah Joule
KALOR
5. A B
KENAPA AIR PANAS YANG
MASSA NYA SEDIKIT
MEMILIKI SUHU YANG
TINGGI DARIPADA AIR
PANAS YANG MASSANYA
BANYAK?
6. KALOR JENIS (c)
Banyaknya kalor yang
diperlukan suatu zat untuk
menaikkan suhu satu satuan
massa zat sebesar satu
derajat.
TmcQ
Tm
Q
c
οο½
ο
ο½
π = πππππ π½ππ’ππ
π = πππ π π π§ππ‘ ππ
π = πππππ πππππ (π½/ππβ)
βπ = ππππ’ππβππ π π’βπ’ (β)
7. KAPASITAS KALOR (C)
Merupakan kemampuan menerima atau
melepaskan kalor dari suatu benda untuk
perubahan suhu sebesar 1β
TCQ
atau
T
Q
mcC
οο½
ο
ο½ο½
π = πππππ π½ππ’ππ
π = πππ π π π§ππ‘ ππ
πΆ = πππππ ππ‘ππ πππππ (π½/β)
βπ = ππππ’ππβππ π π’βπ’ (β)
8. CONTOH
Tentukan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan
air sebanyak 2 kg dengan suhu 20β hingga mencapai titik
didihnya, yaitu 100β dengan kalor jenisnya 4,2 kJ/ππβ
10. SOAL
Kalor jenis air 1 kal/πβ. Tentukanlah kapasitas kalor dari 5 kg air
jika 1 kalori = 4,2 Joule
Diketahui :
c = 1 kππ/πβ x 4,2 Joule x 1000 = 4200 J/ ππβ
m = 5kg
Ditanya :
C β¦.?
CJmcC ο°ο½ο΄ο½ο½ /2100042005
11. SOAL
Panas sebesar 12 kj diberikan pada pada sepotong logam
bermassa 2500 gram yang memiliki suhu 30oC. Jika kalor jenis
logam adalah 0,2 kalori/groC, tentukan suhu akhir logam!
14. PROSES MELEBUR DAN MEMBEKU
PERUBAHAN WUJUD ZAT DARI PADAT
MENJADI CAIR
PERUBAHAN WUJUD ZAT DARI CAIR
MENJADI PADAT
MELEBUR /
MENCAIR
MEMBEKU
15. KALOR YANG DIBUTUHKAN OLEH SUATU
MASSA ZAT UNTUK MELEBUR
π = πππππ π½ππ’ππ
πΏ = πππππ ππππ’π π½/ππ
π = πππ π π π π’ππ‘π’ π§ππ‘ (ππ)
KALOR YANG DILEPASKAN OLEH SUATU MASSA
ZAT UNTUK MEMBEKU
KALOR
LEBUR
KALOR
BEKU
KALOR
LEBUR
KALOR
BEKUο½ mLatauQ
m
Q
L ο½ο½
16. PROSES MENGUAP DAN MENGEMBUN
PERUBAHAN WUJUD ZAT DARI CAIR
MENJADI GAS
PERUBAHAN WUJUD ZAT DARI GAS
MENJADI CAIR
MENGUAP
MENGEMBUN
17. KALOR YANG DIBUTUHKAN OLEH SUATU
MASSA ZAT UNTUK MENGUAP
π = πππππ π½ππ’ππ
πΏ = πππππ π’ππ π½/ππ
π = πππ π π π π’ππ‘π’ π§ππ‘ (ππ)
KALOR YANG DILEPASKAN OLEH SUATU MASSA
ZAT UNTUK MENGEMBUN
KALOR UAP
KALOR
EMBUN
KALOR
UAP
KALOR
EMBUNο½ mLatauQ
m
Q
L ο½ο½
19. PROSES A β B
Suhu es βπ1 menyerap kalor sebesar π1 sehingga suhunya menjadi 0β dan tetap
berwujud es
π1 = π ππ π ππ βπππ = π ππ π ππ 0β β βπ1 = π ππ π ππ π1
Suhu (T)
Kalor (Q)0
βπ1
A
B C
D E
100
20. PROSES B β C
Terjadi perubahan wujud es menjadi air pada suhu tetap π2 = ππΏ (kalor lebur)
PROSES C β D
Suhu air 0β naik menjadi 100β tetapi masih dalam wujud cair
π3 = π πππ π πππβππππ= π πππ π πππ 100β β 0β = π πππ π πππ100β
Suhu (T)
Kalor (Q)0
βπ1
A
B C
D E
100
21. PROSES D β E
Terjadi perubahan suhu dari air 100β menjadi uap 100β
π4 = ππΏ (kalor uap)
Suhu (T)
Kalor (Q)0
βπ1
A
B C
D E
100
22. CONTOH
Tentukanlah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk
menaikkan suhu 0,2 kg es dari -10 β hingga seluruhnya
menjadi air bersuhu 50 β. Diketahui kalor lebur es
adalah 3,36 x 105 π½/ππ, kalor jenis es 2100 π½/ππβ dan
kalor jenis air 4200 π½/ππβ
Suhu (T)
Kalor (Q)0
β10
A
B C
D
50
24. SOAL
500 gram es bersuhu 0oC hendak dicairkan hingga
menjadi air yang bersuhu 5oC. Jika kalor jenis es adalah
0,5 kal/goC, kalor lebur es adalah 80 kal/gr, dan kalor
jenis air 1 kal/goC, tentukan banyak kalor yang
dibutuhkan!
25. JAWAB
m = 500 gram
cair = 1 kalori/groC
Les = 80 kalori/gr
Suhu akhir β 5oC
Q = .....?
Untuk menjadikan es 0oC hingga menjadi air 5oC ada dua proses yang harus dilalui:
β Proses meleburkan es 0oC menjadi air suhu 0oC, kalor yang diperlukan namakan Q1
Q1 = mLes = (500)(80) = 40000 kalori
β Proses menaikkan suhu air 0oC hingga menjadi air 5oC, kalor yang diperlukan namakan Q2
Q2 = mcairΞTair = (500) (1)(5) = 2500 kalori
Kalor total yang diperlukan:
Q = Q1 + Q2 = 40000 + 2500 = 42500 kalori
26. SOAL
500 gram es bersuhu β10oC hendak dicairkan hingga menjadi air yang
bersuhu 5oC. Jika kalor jenis es adalah 0,5 kal/goC, kalor lebur es adalah
80 kal/gr, dan kalor jenis air 1 kal/goC, tentukan banyak kalor yang
dibutuhkan!
27. JAWAB
m = 500 gram
ces = 0,5 kalori/groC
cair = 1 kal/groC
Les = 80 kal/gr
Suhu akhir β 5oC
Q = .....?
Untuk menjadikan es β 10oC hingga menjadi air 5oC ada tiga proses yang harus dilalui:
β Proses untuk menaikkan suhu es dari β10oC menjadi es bersuhu 0oC, kalor yang diperlukan
namakan Q1
Q1 = mcesΞTes = (500)(0,5)(10) = 2500 kalori
β Proses meleburkan es 0oC menjadi air suhu 0oC, kalor yang diperlukan namakan Q2
Q2 = mLes = (500)(80) = 40000 kalori
β Proses menaikkan suhu air 0oC hingga menjadi air 5oC, kalor yang diperlukan namakan Q3
Q3 = mcairΞTair = (500)(1)(5) = 2500 kalori
Kalor total yang diperlukan:
Q = Q1 +Q2 + Q3 = 2500 + 40000 + 2500 = 45000 kalori
28. MERUPAKAN PERUBAHAN WUJUD ZAT DARI
SATU FASE KE FASE LAIN. FAKTOR YANG
MEMPENGARUHI TERJADINYA PERUBAHAN
FASE ADALAH SUHU DAN TEKANAN
31. PROSES SUBLIMASI
Padat
Cair
Uap
P
T
Jika wujud padat (es)
dipanaskan pada tekanan yang
rendah, dibawah titik tripelnya,
maka es tidak akan melebur,
melainkan akan menjadi uap.
Peristiwa ini disebut dengan
sublimasi
34. ASAS BLACK
Kalor yang dilepaskan
oleh suatu benda sama
dengan kalor yang
diterima/diserap oleh
benda lain
βJika dua benda memiliki
suhu berbeda bercampur
maka akan terjadi proses
kesetimbangan termalβ
36. CONTOH
200 gram air bersuhu 80oC dicampurkan dengan 300 gram air
bersuhu 20oC. Tentukan suhu campurannya! (Kalor jenis air 1
kal/πβ)
37. JAWAB
m1 = 200 gram
m2 = 300 gram
ΞT1 = 80 β T
ΞT2 = T β 20
Suhu akhir = T = ......?
Qlepas = Qterima
m1c1ΞT1 = m2c2ΞT2
(0,2)(4200) (80 β T) = (0,3)(4200)(T β 20)
840 (80 β T) = 1260(T β 20)
67200 β 840T = 1260T β 25200
2100T = 92400
T = 44oC
Zat yang menyerap kalor adalah yang bersuhu rendah. Sedangkan zat yang melepas kalor adalah
yang bersuhu tinggi
38. SOAL
Air bermassa 200 gram dan bersuhu 30β dicampur
dengan 100 gram air mendidih dan bersuhu 90 β (kalor
jenis air = 1 kal/grβ) Tentukan suhu air campuran saat
kesetimbangan termal!
40. SOAL
Dalam sebuah bejana yang massanya diabaikan terdapat a gram air
dengan suhu 42β. Kemudian dicampur dengan b gram es dengan
suhu -4β . Setelah di aduk ternyata 50 % es melebur. Jika titik lebur
es = 0β dan kalor jenis es = 0,5 kal/grβ, kalor lebur es = 80 kal/g,
maka beraakan perbandingan a dan b!
42. SOAL
Dalam sebuah bejana yang massanya diabaikan terdapat a gram air
dengan suhu 42β. Kemudian dicampur dengan b gram es dengan
suhu -4β . Setelah di aduk ternyata 50 % es melebur. Jika titik lebur
es = 0β dan kalor jenis es = 0,5 kal/grβ, kalor lebur es = 80 kal/g,
maka beraakan perbandingan a dan b!
44. JIKA ZAT DIPANASKAN, GERAKAN
MOLEKUL-MOLEKULNYA MAKIN CEPAT
DAN MENYEBABKAN TERJADINYA
DORONGAN ANTARA SATU MOLEKUL
DAN MOLEKUL LAIN SEHINGGA JARAK
ANTARMOLEKUL NYA MENJADI LEBIH
BESAR
PEMUAIAN
45. JIKA ZAT DIDINGINKAN, GERAKAN
MOLEKUL-MOLEKULNYA MAKIN LAMBAT
DAN MENYEBABKAN TERJADINYA
DORONGAN ANTARA SATU MOLEKUL
DAN MOLEKUL LAIN SEHINGGA JARAK
ANTARMOLEKUL NYA MENJADI LEBIH
KECIL
PENYUSUTAN
47. 47
Pemuaian Zat Padat
οL, οA, οV = Perubahan panjang (m), luas (π2) dan volume (π3)
L0, Ao, Vo = Panjang (m), luas (π2) dan volume awal (π3)
οT = Perubahan suhu (0C)
ο‘, ο’, ο§ = Koefisien muai panjang, luas dan volume (0C-1)
LT, AT, VT = Panjang (m), luas (π2) dan volume akhir (π3) ο§ = 3ο‘ dan ο’ = 2ο‘
PEMUAIAN PANJANG
PEMUAIAN LUAS
PEMUAIAN VOLUME
οL = ο‘ Lo οT
οA = ο’ Ao οT
οV = ο§ Vo οT ππ = ππ 1 + πΎβπ
πΏ π = πΏ π 1 + πΌβπ
π΄ π = π΄0 1 + π½βπ
48. PEMUAIAN ZAT CAIR
PEMUAIAN GAS
ππ = ππ 1 + πΎβπ
ππ = ππ 1 +
βπ
273
ππ = ππ 1 + πΎβπ
Pada zat cair hanya terjadi pemuaian volume saja
πΎ =
1
273β
Dengan,
π π = ππ 1 + πΎβπ
π π = ππ 1 +
βπ
273
π1 π1 = π2 π2
49. SOAL
Panjang sebuah batang besi pada suhu 20Β°C adalah 10
meter. Jika koefisien muai panjang besi 1,1 x 10-5/Β°C,
tentukanlah pertambahan panjang batang tersebut jika
suhunya dinaikkan menjadi 100Β°C .
50. JAWAB
Lo = 10 m
Ξ± = 1,1 x 10-5/Β°C
βT = 100 - 20 = 80Β°C
οL = ο‘ Lo οT
οL = 1,1 x 10-5/Β°C (10) (80)
οL = 8,8 x 10-3 meter
51. SOAL
Sebuah lempengan alumunium berbentuk persegi panjang dengan
sisi-sisinya 50 cm dan suhunya 30Β°C. Jika koefisien muai panjang
alumunium tersebut adalah 25 x 10-6/Β°C. Tentukan luas persegi
alumunium tersebut jika suhunya dinaikkan menjadi 150Β°C.
52. JAWAB
Ao = s x s = 50 cm x 50 cm = 0,25 m2
Ξ± = 25 x 104/Β°C
π½ = 2 (25 x 10-6/Β°C) = 50 x 10-6/Β°C
βT = 150 - 30 = 120Β°C
π΄ π = π΄0 1 + π½βπ
π΄ π = 0,25 (1 + 50 x 10-6 (120))
π΄ π = 0,25 (1 + 0,006)
π΄ π = 0,25 + 0,0015
π΄ π = 0,2515 m2
53. SOAL
Sebuah silinder gelas volume nya 2 liter dan suhunya 40Β°C
dipanaskan hingga 50Β°C . hitunglah volume gelas setelah dipanaskan
jika koefisien muai panjangnya 9. 10-6/Β°C
56. KONDUKSI
Perpindahan kalor secara konduksi terjadi pada logam yang dipanaskan. Partikel-partikel
logam tidak berpindah, perpindahan kalornya terjadi secara berantai oleh partikel yang
bergetar semakin cepat pada saat kalor yang masuk logam semakin besar dan getaran
partikel akan memindahkan kalor pada partikel disampingnya, demikian dan seterusnya.
l
T
kA
l
TT
kAH
ο
ο½
ο
ο½ 12
π» = ππππππππβππ πππππ π½/π ππ‘ππ’ π€ππ‘π‘
π = ππππππ πππ πππππ’ππ π π‘πππππ π½/ππ Β°πΎ
A = luas penampang π2
π = πππππππ πππππ π
π1 = π π’βπ’ π’ππ’ππ πππππ ππππ π’βπ’ πππππβ Β°πΎ
π2 = π π’βπ’ π’ππ’ππ πππππ ππππ π’βπ’ π‘πππππ Β°πΎ
βπ = πππππππππ π π’βπ’ (Β°πΎ)
59. SOAL
Sebuah jendela kaca suatu ruangan
tingginya 2 m, lebarnya 1,5 m dan
tebalnya 6 mm. Suhu di permukaan
dalam dan permukaan luar kaca
masing-masing 27Β°C dan 37Β°C. Jika
konduktivitas termal = 8 x 10β1
Wmβ1Kβ1, tentukan jumlah kalor yang
mengalir ke dalam ruangan melalui
jendela itu setiap sekon !
61. SOAL
Logam P yang ujungnya bersuhu 10Β°C disambung dengan logam Q
yang suhu ujungnya 115Β°C seperti gambar berikut!
Konduktivitas thermal logam P adalah 2,5 kali dari konduktivitas thermal
logam Q. Jika luas penampang kedua batang sama, maka suhu
sambungan antara logam P dan Q adalah.....
63. SOAL
Dua batang logam P dan Q disambungkan pada salah satu ujungnya
dan paad ujung- ujung yang lain diberi suhu yang berbeda.
Bila panjang dan luas penampang logam sama tetapi konduktivitas
logam P dua kali konduktivitas logam Q maka suhu tepat pada
sambungan kedua logam tersebut adalahβ¦.
P Q60oC 30oC
Zat yang menyerap kalor adalah yang bersuhu rendah. Sedangkan zat yang melepas kalor adalah yang bersuhu tinggi
adalah bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor. Pada pemuaian panjang nilai lebar dan tebal sangat kecil dibandingkan dengan nilai panjang benda tersebut. Sehingga lebar dan tebal dianggap tidak ada. Contoh benda yang hanya mengalami pemuaian panjang saja adalah kawat kecil yang panjang sekali.
Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu panjang awal benda, koefisien muai panjang dan besar perubahan suhu. Koefisien muai panjang suatu benda sendiri dipengaruhi oleh jenis benda atau jenis bahan.
adalah pertambahan ukuran luas suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian luas terjadi pada benda yang mempunyai ukuran panjang dan lebar, sedangkan tebalnya sangat kecil dan dianggap tidak ada. Contoh benda yang mempunyai pemuaian luas adalah lempeng besi yang lebar sekali dan tipis.
Seperti halnya pada pemuian luas faktor yang mempengaruhi pemuaian luas adalah luas awal, koefisien muai luas, dan perubahan suhu. Karena sebenarnya pemuaian luas itu merupakan pemuian panjang yang ditinjau dari dua dimensi maka koefisien muai luas besarnya sama dengan 2 kali koefisien muai panjang.
adalah pertambahan ukuran volume suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian volume terjadi benda yang mempunyai ukuran panjang, lebar dan tebal. Contoh benda yang mempunyai pemuaian volume adalah kubus, air dan udara. Volume merupakan bentuk lain dari panjang dalam 3 dimensi karena itu untuk menentukan koefisien muai volume sama dengan 3 kali koefisien muai panjang. Sebagaimana yang telah dijelskan diatas bahwa khusus gas koefisien muai volumenya sama dengan 1/273