suhu dan kalor
-
Upload
ikhtiar-setiawan -
Category
Education
-
view
132 -
download
46
Transcript of suhu dan kalor
SUHU DAN SUHU DAN KALORKALOR
PendahuluanPendahuluan• Dalam kehidupan sehari-hari sangat
banyak didapati penggunaan energi dalam bentuk kalor:– Memasak makanan– Ruang pemanas/pendingin– Dll.
TUJUAN INSTRUKSIONALTUJUAN INSTRUKSIONAL• Menentukan besaran suhu, kalor
jenis, kalor, konduktivitas dalam kaitannya dengan pemuaian, penjalaran kalor, dan perubahan fasa
Suhu dan PemuaianSuhu dan Pemuaian
•Pada kehidupan sehari-hari temperatur Pada kehidupan sehari-hari temperatur merupakan ukuran mengenai panas merupakan ukuran mengenai panas atau dinginnya benda.atau dinginnya benda.
•Es dikatakan memiliki temperatur rendah
• Api dikatakan panas atau bertemperatur tinggi
•Temperatur merupakan sifat sistem Temperatur merupakan sifat sistem yang menentukan apakah sistem yang menentukan apakah sistem berada dalam keadaan kesetimbangan berada dalam keadaan kesetimbangan dengan sistem laindengan sistem lain
Kesetimbangan
termal ?
•Jika dua sistem dengan temperatur yang berbeda diletakkan dalam kontak termal, maka kedua sistem tersebut pada akhirnya akan mencapai temperatur yang sama.
•Jika dua sistem dalam kesetimbangan termal dengan sistem ketiga, maka mereka berada dalam kesetimbangan termal satu sama lain
Tsetimbang
► Alat yang digunakan untuk mengukur Alat yang digunakan untuk mengukur temperatur disebut termometertemperatur disebut termometer
► Untuk mengukur temperatur secara Untuk mengukur temperatur secara kuantitatif, perlu skala numerik seperti kuantitatif, perlu skala numerik seperti ooC, C, ooF, K, F, K, ooRR
PemuaianPemuaian
• Suatu zat jika dipanaskan pada Suatu zat jika dipanaskan pada umumnya akan memuai dan umumnya akan memuai dan menyusut jika didinginkanmenyusut jika didinginkan
L = Lo T
A = Ao T
V = Vo T
L, A, V = Perubahan panjang, luas dan volume
L0, Ao, Vo = Panjang, luas dan volume awal
T = Perubahan suhu (0C)
, , = Koefisien muai panjang, luas dan volume (0C-1)
= 3 dan = 2
Contoh soalContoh soal1.1. Sebuah cincin besi berdiameter 1,5 m pada Sebuah cincin besi berdiameter 1,5 m pada
suhu 20suhu 2000C. Harus dipanaskan didalam ketel C. Harus dipanaskan didalam ketel dengan suhu berapakah cincin tersebut dengan suhu berapakah cincin tersebut agar diameternya menjadi 1,52 m, jika agar diameternya menjadi 1,52 m, jika besibesi = 12 x 10= 12 x 10-6-6 / / 00CC
T ?
•4oC → 0oC : Volumenya membesar
•0oC → 4oC : Volumenya mengecil dengan massa jenis (ρ) paling tinggi, sehingga perilaku air ini sangat penting untuk bertahannya kehidupan di dalam air laut selama musim dingin
ANOMALI AIRANOMALI AIR
KalorKalor Kalor merupakan transfer energi dari Kalor merupakan transfer energi dari
satu benda ke benda lain karena satu benda ke benda lain karena adanya perbedaan temperaturadanya perbedaan temperatur
Dalam satuan SI, satuan kalor adalah Dalam satuan SI, satuan kalor adalah joule dengan 1 kal = 4.186 Jjoule dengan 1 kal = 4.186 J
1 kalori (kal) = kalor yang 1 kalori (kal) = kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan dibutuhkan untuk menaikkan temperatur 1 gr air sebesar 1temperatur 1 gr air sebesar 1ooCC
Jumlah kalor yang diperlukan untuk mengubah Jumlah kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu suatu sistemsuhu suatu sistem
Q = m c Tm = massa (gr)c = kalor jenis (kal/g0C)T = Perubahan suhu (0C)
Jika bagian yang berbeda dari sistem Jika bagian yang berbeda dari sistem yang terisolasi berada pada temperatur yang terisolasi berada pada temperatur yang berbeda, kalor akan mengalir dari yang berbeda, kalor akan mengalir dari temperatur tinggi ke rendahtemperatur tinggi ke rendah
Jika sistem terisolasi seluruhnya, tidak ada Jika sistem terisolasi seluruhnya, tidak ada energi yang bisa mengalir ke dalam atau energi yang bisa mengalir ke dalam atau keluar, maka berlaku kekekalan energi keluar, maka berlaku kekekalan energi dengandengan
Qserap = Qlepas
Contoh soalContoh soalHitunglah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 20 Kg besi (c = 0,11 kal/g0C) dari 100C ke 900C
Jawab.
Q = m c T = 20.103 gr x 0,11 kal/g0C x (90 – 10)0C = 17600000 kal
Perubahan FasaPerubahan Fasa Zat dapat berbentuk padat, cair atau gas. Zat dapat berbentuk padat, cair atau gas.
Ketika terjadi perubahan fasa, sejumlah Ketika terjadi perubahan fasa, sejumlah kalor dilepas atau diserap suatu zat yaitukalor dilepas atau diserap suatu zat yaitu
Q = m LQ = m L Q = kalor (kalori) Q = kalor (kalori)
m = massa (gr)m = massa (gr)
L = kalor laten (kal/gr)L = kalor laten (kal/gr)
Kalor penguapan air Kalor peleburan Kalor penguapan air Kalor peleburan eses
(100(10000C) = 539 kal/gr (0C) = 539 kal/gr (000C) = 80 kal/grC) = 80 kal/gr
ContohContoh► Berapa banyak energi yang harus Berapa banyak energi yang harus
dikeluarkan lemari es dari 150 kg air pada dikeluarkan lemari es dari 150 kg air pada 202000C untuk membuat es pada – 12C untuk membuat es pada – 1200CC
JawabJawab
-12
Q3=mescesT
Q2=mes Les
Q1=maircairT
0
20
Kalor yang ditambahkan
Te
mp
era
tur
(0C
)
Qtot = Q1 + Q2 + Q3
Kalor laten untuk mengubah cairan Kalor laten untuk mengubah cairan menjadi gas tidak hanya pada titik didih menjadi gas tidak hanya pada titik didih (100(10000C) tetapi juga pada suhu ruang. Hal C) tetapi juga pada suhu ruang. Hal ini disebut evaporasiini disebut evaporasi
Perpindahan kalorPerpindahan kalor
Kalor berpindah dari satu tempat atau benda ke yang lain dengan tiga cara :
1. konduksi 2. konveksi 3. radiasi
KonduksiKonduksi
l
TKA-
t
Q
H
Berpindahnya kalor dari satu tempat ke tempat lain dengan cara tumbukan antar molekul, dengan laju aliran kalor
K = Konduktivitas termal (J/s.m.0C)
A = Luas penampang (m2)
T = Suhu (0C)
L = Tebal / panjang (m)
T1 T2
L
K besar konduktor
K kecil isolator
ContohContoh1. Berapa laju aliran kalor melalui jendela
kaca yang luasnya 2.0 m x 1.5 m dan tebalnya 3.2 mm, jika temperatur pada permukaan dalam dan luar jendela 150C dan 300C dengan konduktivitas termal 0.84 J/s.m.0C
KonveksiKonveksikalor ditransfer dari satu tempat ke kalor ditransfer dari satu tempat ke tempat yang lain dengan pergerakan tempat yang lain dengan pergerakan molekul, zat atau materimolekul, zat atau materiKonveksi paksa Konveksi alami
•Aliran udara panas/dingin dipantai
•Arus samudra yang hangat/dingin karena perubahan cuaca
Sepanci air dipanaskan
Radiasi
Kecepatan sebuah benda meradiasikan energi/ persamaan stefan-Boltzmann
4AT e t
Q
e =koefisien pemancaran
= 5.67 x 10-8 W/m2K4
A = Luas permukaan
T = suhu