Transcript 11.kapasitas kalor – perubahan wujud zat

1. KAPASITAS KALOR (simbolnya : C - besar)
Kapasitas kalor adalah :
Banyaknya kalor (Q) yang diperlukan benda untuk menaikkan suhu (∆T) sebesar 10
Perumusan Kapasitas Kalor :
Q ≈ ∆T
Q = C . ∆T
C = Q / ∆T
Jadi :
2. KALOR JENIS (simbolnya : c - kecil)
Kalor Jenis adalah :
Kapasitas Kalor suatu benda tiap satuan massa
Atau Banyaknya kalor (Q) yang diperlukan benda untuk menaikkan suhu (∆T) sebesar 10 tiap
satuan massa
Perumusan kalor jenis :
c =
Persamaannya dapat dituliskan :
Keterangan :
C
m
=
Q / ∆T
Q
=
m
m ∆T
Q = c.m∆T
Q = kalor yang diserap/dilepas benda (Joule =J 1 kal = 4,186 J}
C = kapasitas kalor benda (J/OK atau J/OC)
c = kalor jenisbenda (J/kgOK atau J/kgOC)
m = massa benda (kg)
∆T = perubahan suhu (OK atau OC)
Soal Kalor
:
1. Sebuah balok bermassa 5 kg memiliki kapasitas kalor sebesar 400 J/OC, Jika balok
tersebut menerima kalor sebesar 12000 J, hitunglah :
a. Kenaikan suhu balok ?
b. Kalor jenis bahan balok ?
Penyelesaian :
Dik : m = 5 kg
C = 400 J/OC
Q = 12000 J
Dit : a. ∆T ?
b. c ?
a. Rumus : Q = C.∆T
∆T = Q / C
∆T = 12000 / 400 = 30 OC
b. Rumus : c =.C/m
= 400/5
c = 80 J/kg OC
2.
Sepotong besi yang memiliki massa 2 kg dipanaskan dari suhu 20 OC hingga 100 OC
Jika kalor jenis besi 450 J/kg OC, tentukanlah :
a. Kalor yang diserap besi ?
b. Kapasitas kalor besi ?
c. Kapasitas kalor besi jika, massa besi tersebut 4 kali semula ?
Penyelesaian :
Dik : m = 2 kg
∆T = 100 OC - 20 OC = 80 OC
c = 450 J/kg OC
Dit : a. Q = ………… J?
b. C = ………… J/ OC ?
c. C = ………… J/ OC , jika m = 4 x 2 kg = 8 kg
a. Rumus : Q = c.m∆T
= 450 J/kg OC x 2 kg x 80 OC
= 72000 J
b. Rumus : C = Q / ∆T
= 72000 J/ 80 OC
= 900 J/ OC
c. Rumus : C = c.m
= 450 J/kg OC x 8 kg
= 3600 J/ OC
Atau dng Rumus : C = c.m
= 450 J/kg OC x 2 kg
= 900 J/ OC
PENGARUH KALOR TERHADAP SUATU ZAT
Kalor dapat :
1. Mengubah Suhu Benda
Contoh : Es yang dimasukkan ke dalam gelas berisi air panas, maka es akan
mencair dan air menjadi dingin.
2. Mengubah Wujud Zat
Padat
Mengembun
Cair
Gas
Menguap
1. Apakah pada saat berubah wujud zat melibatkan kalor ?
Jawab : Ya
Karena apabila benda berubah wujud atau berubah fase , maka benda tersebut
akan melepaskan atau menyerap kalor .
Besarnya kalor lepas /serap : Q = m c ∆T
2. Apakah pada saat perubahan wujud zat, juga terjadi perubahan suhu ?
Jawab : Ya
Karena terjadi kenaikan suhu atau penurunan suhu
3. Apakah pada saat sedang proses melebur atau menguap terjadi perubahan suhu ?
Jawab : Tidak
Karena pada saat melebur atau mendidih suhu zat tetap atau konstan
 Nilai kalor peleburan atau kalor penguapan disebut kalor Laten disimbolkan L
Kalor yang diperlukan untuk berubah wujud dari zat padat menjadi cair disebut kalor
Lebur disimbolkan Lf
Kalor yang diperlukan untuk berubah wujud dari zat cair menjadi uap disebut
kalor Penguapan disimbolkan LV
Besarnya kalor lebur : Q = mL
Kalor yang dilepaskan pada saat perubahan wujud zat, pada peristiwa apa ?
Jawab : pada peristiwa pembekuan atau pengembunan
SUHU (∆T)
110
GRAFIK SUHU PERUBAHAN WUJUD ES MENJADI UAP
Q5 = mair.cuap.∆T3
Q4 = mair.Lv
100
Mendidih/Menguap
90
80
70
60
50
40
Q3 = mair.cair.∆T2
30
20
10
0
-10
Melebur/Membeku
Q2 = mes.Lf
20
60
Kkal
120
-20
-30
-40
-50
Q1 = mes.ces.∆T1
Jadi : Q TOTAL = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5
200 210
KALOR (Q)
Soal Perubahan Wujud Zat :
1. Sebanyak 5 kg es yang suhunya – 20 OC menyerap kalor sebesar 400.000 J,
hitunglah massa es yang mencair, bila kalor jenis es 2100 j/kg OC dan kalor
lebur es 334.000 J/kg ?
Penyelesaian :
Dik : mes = 2 kg
∆T1 = 0 OC – (- 20 OC) = 20 OC
Q total = 400.000 J
ces = 2100 j/kg OC
Lf = 334.000 J/kg
Dit : Massa es yang mecair (mx) ?
Grafik es mencair :
Q2 = mx. Lf
tes = 0 OC
mes = 2 kg
Tes = 0 OC
Q1 = mes.ces.∆T1
tes = – 20 OC
Q tot = Q1 + Q2
Q tot = mes.ces.∆T1 + mx. Lf
400.000 = (5 x 2100 x 20) + (mx .334.000)
400.000 = 210.000 + (mx .334.000)
mx .334.000 = 400.000 - 210.000
mx .334.000 = 190.000
mx = 190.000/334.000
mx = 0,569 kg
2. Berapakah kalor yang dibutuhkan untuk mengubah 20 g es yang suhunya - 10 OC
menjadi uap air pada suhu 100 OC ?
Jika : kalor Jenis es (ces) = 2100 j/kg OC
kalor jenis air (Cair) = 4200 j/kg OC
Kalor lebur es (Lf) = 334.000 J/kg
kalor lebur uap (Lv) = 2256000 J/kg
air = 100 OC
∆T2 = 100 OC – 0 OC = 100 OC
Es = 0 OC
mes = 20 g = 0,02 kg
Q4
uap = 100 OC
Q3
Q2
air = 0 OC
∆T1 = 0 OC – (- 10 OC) = 10 OC Q1
Es = - 10 OC
Penyelesaian :
Q3 = mair.cair.∆T2
Q1 = mes.ces.∆T1
Q2 = mes.Lf
Q1 = 0,02 x 2100 x 10
Q2 = 0,02 x 334000 Q3 = 0,02 x 4200 x 100
Q1 = 420 J
Q2 = 6680 J
Q3 = 8400 J
Jadi Total kalor yang diserap es adalah :
Q total = Q1 + Q2 + Q3 + Q4
= 420 + 6680 + 8400 + 45120
= 60620 j
Q4 = mair.Lv
Q4 = 0,02 x 2256000
Q4 = 45120 J