Transcript Fisika 1 Pertemuan 9

TEMPERATUR
Temperatur. Skala temperatur,
Ekspansi Temperatur,
Kalor, Perpindahan kalor,
Termodinamika
Temperatur
• Def : Ukuran panas dinginnya suatu sistem
• Hukum ke Nol Thermodinamika :
Terdapat suatu kuantitas skalar yang dinamakan
temperatur, yang merupakan sebuah sifat
semua sistem termodinamika, sehingga
kesamaan temperatur adalah merupakan syarat
yang perlu dan cukup untuk kesetimbangan
termal
• Alat ukur : Termometer
• Dasar : Sifat termometrik suatu zat ( volume,
tahanan)
• Untuk setiap termometer berlaku :
X
T ( x)  273,16K
X TR
X
= Sifat termometrik
273,16 = Titik Triple air ( titik dimana es, zat cair dan uap air
berada bersama dalam keseimbangan)
TR
= Triple
Untuk termometer cairan :
T ( L ) = 273,16 K L/LTR
L = Panjang kolom cairan
Untuk sebuah gas pada tekanan tetap :
T ( V ) = 273,16 K V/VTR
V = Volume gas
Untuk termometer hambatan platina :
T ( R ) = 273,16 K R/RTR
R = Hambatan listrik
Skala Temperatur
• Dasar : Penentuan titik beku dan titik didih
• TK = Temperatur Kelvin,satuan temperatur
termodinamika, 1/273 dari temperatur
termodinamika
• Skala Celcius : TC = TK – 273o
• Skala Fahrenheit: TF = 32 + 9/5 TC
• Skala Reamur : TR = 4/5 TC
Soal
1. Alkohol etil mendidih pada suhu 78,5 oC
dan membeku pada suhu -117 oC kalau
tekanan luar 1 atm
Ubahlah kedua suhu menjadi :
a. Suhu Kelvin & Fahrenheit
2. Pada suhu berapa skala celcius dan
fahrenheit menunjukkan angka sama
3. Berapa suhu pada skala celcius untuk
86 oF
Ekspansi Temperatur
• Linier : ∆ l = α l ΔT
• Luas ∆A= γ A ΔT
• Volume : ∆ V = β V ΔT
∆ l = pertambahan panjang
l = panjang awal α = Koef. Eksp linier
∆A = pertambahan luas
A = luas awal
γ = Koef eksp luas
∆V= pertambahan volume
V = Volume awal β = koef. Eksp vol
β = 3 α ; ΔT = perbedaan temperatur (oC)
γ=2α
Soal
• Pada suhu 0 oC sebuah gelas kaca (α =
9x10-6 oC-1 ) yang volumenya 50 cm3 berisi
penuh air raksa (β = 18x10-5 oC-1). Berapa
volume air raksa yang tumpah jika suhu
sistem naik menjadi 100 oC
Kalor dan Hukum I
Thermodinamika
• Kalor : suatu bentuk tenaga
• Kalor ( Q ) = m ∫ c ΔT
m =massa zat
c = kalor jenis zat
ΔT = perbedaan temperatur
Untuk c konstan :
• Q = m c [T2 – T1]
• Kalor + = sistem menerima kalor
• Kalor - = sistem mengeluarkan kalor
• Untuk Perubahan fasa:
Q = m L L = Kalor laten ( mis : kalor beku)
Q = kalor
m = massa zat
Konversi Kalor dan Energi:
1 kal = 4,2 Joule
• Azas Black :
Kalor masuk sama dengan kalor yang
keluar
Soal
1. Berapa kalor yang diperlukan untuk
memanaskan air 250 cm3 dari suhu 20
oC menjadi 35 oC. ( c
oC dan
=
1
kal/gr
air
ρair = 1 gr/cm3 )
2. Berapa kalor yang dilepas air 250 cm3
dari suhu 35 oC mendingin sampai 20 oC.
Soal
3. Dalam botol termos tercatat 250 gr kopi
pada suhu 90 oC. Ditambahkan susu
sebanyak 20 gr bersuhu 5 oC. Dimisalkan
tidak ada kalor yang terserap botol termos.
cair = ckopi = csusu = 1 kal/gr oC. Berapa suhu
campuran
Hantaran Kalor
• Konduksi
[T2 – T1]
H = k A ------------ k = Koef konduktifitas
L
panas
A = Luas permukaan
T = temperatur
L = ketebalan
H = hantaran kalor
Hantaran Kalor untuk beberapa
lapis
[T2 – T1]
H = A -------------- k = Koef konduktifitas
Σ (L i/ki)
panas
A = Luas permukaan
T = temperatur
L = ketebalan
H = hantaran kalor
•Konveksi ( Bahan Berpindah )
H = h A ΔT
H = Aliran kalor
h = Koef konveksi
A = Luas Permukaan
ΔT= Beda temperatur
• Radiasi (Pancaran energi terus menerus)
R = e σ (T14 - T24) R = Laju pancaran
σ= konstanta Stefan
Boltzman
= 5,67 x10-8 W/m2K4
e = emisivitas permukaan
0<e<1
• Konduktivitas termal dari batu bata dan
kayu adalah 0.6 dan 0.1 W/moK. Berapa
ketebalan batu bata yang mempunyai
kekampuan menahan panas yang sama
dengan kayu setebal 5 cm