Transcript Kalor - WordPress.com

SUHU
Suhu
atau
temperatur
merupakan
ukuran yang menyatakan panas atau
dinginnya benda.
 Benda yang mempunyai suhu lebih
tinggi
dikatakan lebih panas.
 Alat : termometer
 Untuk mengukur suhu secara kuantitatif,
perlu didefinisikan semacam skala numerik.
Skala-skala numerik yang sudah dikenal ada
4 jenis, yaitu: (1) skala Celcius (C), (2) skala
Reamur (R), (3) skala Fahrenheit (F), dan (4)
SIM
skala Kelvin (K) disebut suhu mutlak.

 Perbandingan
skala suhu Celsius, Kelvin,
Fahrenheit seperti pada gambar berikut
Titik
didih air
Titik
beku air
0C
100
0
K
373
273
0R
0F
80
212
0
32
SIM
Perbandingan skalanya:
100 : 100 : 80 : 180
5: 5 : 4 : 9
Hubungan skalanya:
C K  273 R F  32

 
5
5
4
9
4 o
9
t C  (t C  273 ) K  ( t ) R  ( t  32) o F
5
5
o
o
o
SIM
Contoh 1.1 200 0C = ….0R = ……0F = ……….K.
 Penyelesaian:



200 oC = 40R/5 0C x 2000C= 1600R



Jadi
= (9 0F /5 0C x 200 0C) + 320F= 392 0F
= (200 + 273)K = 473 K
200 oC = 1600R = 392 0F = 473 K

Contoh 1.2
 Carilah temperatur dalam skala Celsius yang ekivalen
dengan 410F.
 Penyelesian:
 410F = 50C/9 0F (41 0F - 32 0F)= 50C/9 0F (90F) = 50C.
 Jadi 410F = 50C
SIM
KALOR





Kalor (panas) adalah salah satu bentuk energi.
Suhu benda naik, menerima kalor, suhu benda turun
melepaskan kalor.
Azas Black: kalor yang diterima suatu benda sama
dengan kalor yang dilepaskan oleh benda pemberinya.
Benda melepaskan kalor, tanda negatif, jika menerima
kalor tanda positif.
Alat : kalorimeter.
Satuan kalor dalam satuan internasional (SI) adalah joule (J).
1J
= 0,24 kalori
1 kalori
= 4,2 joule
1 kilo kalori =1000 kalori.
SIM

Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu benda:
Q  mcT
Keterangan:
Q = kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda (kalori = kal)
m = massa benda (gr)
c = kalor jenis benda (kal/gr0C)
T
= kenaikan suhu benda (0C).
SIM
PENENTUAN KALOR DAN KAPASITAS
KALOR
1.
2.
3.
Massa benda
Jenis Benda
Besar kenaikan suhu.
Kalor jenis (c) suatu benda adalah banyaknya kalor
yang diperlukan untuk menaik-kan 1 kg benda sebesar
10C. Sedangkan kapasitas kalor (C) suatu benda
didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diterima
benda itu (Q) dengan kenaikkan suhunya(  T ). Secara
matematis kapasitas kalor dirumuskan:
.
Q
C
T
m c T
C 
T
C  mc
C = kapasitas kalor suatu benda (kalori/oC)
m = massa benda (gr)
 T = kenaikan suhu benda (0C).
SIM
Contoh 1.3
 Jika teh 200 cm3 pada 950C dituangkan ke dalam cangkir gelas
150 gr pada 250C, berapa suhu akhir dari campuran ketika dicapai
kesetimbangan, dengan menganggap tidak ada kalor yang
mengalir ke sekitarnya. (cteh= 4186 J/kg0C: ccangkir= 840 J/kg0C).
Penyelesaian:
Menurut azas Black: kalor yang dilepaskan = kalor yang diterima
Dalam hal ini yang memberi kalor adalah teh, dan yang menerima
kalor adalah cangkir.
-Qteh = Qcangkir
-mtehcteh(T-T1) = mcangkirccangkir(T-T2)
mteh=  tehVteh = 1000 kg/m3 x 200 x 10-6 m3 = 0,2 kg
-mtehcteh(T-T1) = mcangkirccangkir(T-T2)
-0,2 kg x 4186 J/kg0C (T-950C) = 0,15 kg x 840 J/kg0C (T-250C)
– (837,2 J/oC)T + 79534 J = (126J/0C)T– 3150 J
82684 J = 963,2 J/oC T
T = 85,8 0C

SIM
Perubahan Wuzud Zat dan Kalor Laten
PADAT
melebur
menguap
CAIR
membeku
GAS
mengembun
menyublim
deposit
SIM

Kalor yang digunakan oleh zat untuk mengubah
wujudnya tanpa disertai dengan kenaikan suhu zat
(benda) tersebut dinamakan kalor laten .
Q
L
atau Q  mL
m
Keterangan:
L = kalor laten (kalori/gr, atau J/kg)
Q = jumlah kalori yang diterima atau dilepas (kalori
atau J)
m = massa benda (gr, atau kg)
Jenis kalor laten, yaitu kalor laten lebur (dengan
notasi Lf; f berasal dari kata ‘”freezing”), kalor laten
beku atau kalor beku yang sama besarnya dengan
kalor lebur, kalor laten uap atau kalor uap (dengan
notasi Lv, v berasal dari kata “pavour”), dan kalor
laten embun atau kalor embun yang besarnya sama
dengan kalor uap.
Kalor lebur = kalor beku (=Lf)
Kalor uap = kalor embun (=Lv)

Akibat perubahan suhu dapat mengakibatkan
perubahan fase benda, seperti pada grafik berikut
(temperatur versus waktu) berikut ini:
Keterangan
- Es bersuhu -25 0C di titik a
- Titik b titik lebur es 0 0C
Suhu
(00C)
- Dari b ke c suhu tetap ,
f
terjadi proses peleburan.
d
100
e
- Titik c es mencair, seluruh es
75
menjadi air 0 0C.
- Titik c – d proses kenaikan
50
suhu dari 0 0C sampai 100
25
0C.
b
0
Waktu
c
- Titik d adalah titik didih
-25
a
- Titik e – d proses penguapan
suhu tetap.
- titik e seluruhnya menjadi
uap
- Titik f uap

Contoh 1.4

Penyelesaian:
Sebuah balok es 30 gr pada 00 C dicelupkan ke dalam bejana berisi 200 gr
air pada 300C. Jika bejana dianggap tidak menyerap kalor, berapakah suhu
akhir campuran ? (kalor lebur es = 336 x 103J/kg, kalor jenis air = 4200
J/kgK).
Air 300

toC

Q3 =macaTa
Es 00Q  m  L Air 0
1
es
f Q2 = mescesTes
0

Dik : mes = 30 gr = 0,03 kg ; Lf = 336 x 103 J/kg;
mair = 200 gr = 0,2 kg ; Ca = 4200 J/Kg K
Dit : T ?
Jwb :
Menurut azas Black:
Kalor yang diterima oleh es = kalor yang dilepas oleh air
Q1+Q2= -Q3
mesLf + mesces(T-Tes) = - maca(T-Ta)
0,03kg.336 x 103 J/kg +(0,03 kg .4200 J/kgK)(T-0)= -0,2 kg.4200 J/kgK(T-30)
(10080 J)+ (126 T J/K) = ( - 840 T J/K) + ( 25200 J 0C/K)
(126 + 840) T J/K = (25200 – 10080) J 0C/ K
(966 T) J/K = 15120 J 0C/ K → T = 15120 0C/966 = 15,65 0C
KONDUKSI
Perpindahan Kalor
Q
KAT
H 

l
l
Keterangan:
H = laju perpindahan kalor secara konduksi (J/s)
K = koefisien konduksi termal (J/smK)
A = luas permukaan (m2)
l = jarak kedua ujung (m)
 T = kenaikan suhu (K).
Konveksi (aliran)
H = h A T
Keterangan:
H = laju perpindahan kalor secara konveksi (J/s=W)
h = koefisien konveksi (W/m2K-1)
A = luas permukaan (m2)
 T = kenaikan suhu (K)

Radiasi (pancaran)
Hukum Stefan-Boltzmann yaitu:
H = e z AT4
Keterangan:
H = laju perpindahan kalor secara radiasi (J/s).
e = emisivitas (0≤e≤1)
z
= konstanta Stefan-Boltzmann = 5,672 x 10-8 watt/m2K4
T = suhu mutlak (K)

A = Luas permukaan (m2)
SELESAI