4. Suhu dan Kalor

Transcript 4. Suhu dan Kalor

KD : 1.

Menjelaskan perbedaan suhu dan kalor 2.

Menjelaskan konversi suhu Menjelaskan pengaruh suhu dan kalor terhadap benda Menghitung jumlah kalor Indikator : Mahasiswa Mampu ; 1.

Menjelaskan perbedaan suhu dan kalor Mengkonversikan suhu pada berbagai termometer 3.

Menghitung suhu campuran pada benda Menjelaskan pengaruh suhu dan kalor terhadap perubahan sifat benda Menghitung jumlah kalor

Pengertian

 Suhu adalah derajat panas atau dingin suatu benda  Kalor adalah Suatu bentuk energi yang dipindahkan melalui perbedaan suhu. - Kalor berpindah suhu tinggi ke suhu rendah - Benda menerima kalor, suhunya naik atau wujudnya berubah - Benda melepas kalor, suhunya turun atau wujudnya berubah

Sebutkan apa saja alat ukur suhu ?

SKALA SUHU

Gambar 1: Perbandingan skala Celcius(C), Kelvin(K), Fahrenheit(F), dan Reamur(R).

100 - 373- 212- 80- titik tetap atas(tta)

c C-- l k 0 - K -- g 273- f F-- s 32- R- r 0- titik tetap bawah(ttb)

Cara konversi Mudah

Suatu thermometer A mempunyai titik beku air 20 0 A, dan titik didih air 220 0 A. bila suatu benda diukur dengan celcius suhunya 40 0 C, berapa suhu yang ditunjukan oleh thermometer A?

(

 20 ) :

 200 : 100 ( ( (

A A A

 20 )  200 40 100  40  20 ) 20 ).

 1 2  1 40 .

2 100 skala C 100 A 220 200 skala

 20

 80  80  20

 100 0 20

Latihan :

 100 0 C = ….. 0 F  100 0 C = ….. 0 K  100 0 C = ….. 0 R  80 0 R = ….. 0 F  16 0 C = ….. 0 F  75 0 C = ….. 0 K  25 0 C = ….. 0 R  35 0 R = ….. 0 F

T setimbang •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

Perubahan suhu dan kalorkalor

• Suatu zat jika dipanaskan pada umumnya akan memuai dan menyusut jika didinginkan Δ L = α L o ΔT Δ L, ΔA, ΔV = Perubahan panjang, luas dan volume Δ A = β A o ΔT Δ V = γ V o ΔT L 0 , A o, V o = Panjang, luas dan volume awal  T = Perubahan suhu ( 0 C)  ,  ,  = Koefisien muai panjang, luas dan volume ( 0 C -1 )  = 3   dan  = 2 

Kalor

Kalor merupakan transfer energi dari satu benda ke benda lain karena adanya perbedaan temperatur Dalam satuan SI, satuan kalor adalah joule dengan 1 kal = 4.186 J 1 kalori (kal) = kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur 1 gr air sebesar 1 o C

Hubungan massa dan suhu terhadap kalor Jika kita memanaskan air dalam wadah, apa hubungan antara massa (m) dan perubahan suhu (ΔT)

Hubungan kalor dan kenaikan suhu

Menyelidiki Q dan ΔT , maka massa air dijaga tetap. Dari percobaan menggunakan joulemeter : Diberikan Kalor (J) Suhu 0 C Selisih Suhu dari suhu awal( 0 C) 0 12 0 2550 15 3 5050 18 6 7580 21 9 10100 24 12640 27 12 15 Coba plot grafiks kalor dengan perubahan suhu Juka garis lurus, maka ada kesebandingan antara kaler dengan perubahan suhu (Q sebanding ΔT)

Hubungan kalor dan massa

 Suhu air dijaga tetap pada 10 C dihasilkan tabel berikut Kalor yang diberikan (J) 6305 massa air (Kg) 0.15

8410 0.2

10515 12625 0.25

0.3

 Plot kalor terhadap massa, jika garis lurus maka Q sebanding dengan massa.

Kalor Jenis

Kalor jenis adalah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 1 kg suatu zat sebesar 1 K Q m AT m x AT Q/(m x AT) 2520 5050 7580 6305 10515 0.2

0.2

0.15

0.25

3 6 9 10 10 0.6

1.2

1.8

1.5

2.5

4,200 4,208 4,211 4,203 4,206 Dapat dilihat bahwa c = konstan . Sehingga mendapat persamaan :





Tabel Kalor Jenis Berbagai Zat Zat c (J/kg.K) Alumunium Tembaga 900 390 Kaca Besi atau Baja Timbal Marmer 840 450 130 860 230 Perak Air - es (-5 C) - cair (15 C) - uap (110 C) 2100 4200 2010

Latihan Soal :

1. Hitung berapakah kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 kg besi dari suhu 20 C s.d 100 C, jika kalor jenisnya 450 J/Kg K.

2. Tentukan berapa banyak kalor yang dilepas 0,5kg baja yang didinginkan dari 20 C menjadi 10 C.

3. Tentukan suhu akhir suatu benda jika 4 kg Alumunium menerima kalor sebanyak 3000 J dengan suhu awal 25 C, kalor jenisnya 900 J/Kg K

Kapasitas Kalor

Kapasitas kalor adalah banyaknya energi yang harus diberikan dalam bentuk kalor untuk menaikan suhu suatu benda sebesar satu derajat Celsius





T mc C

 



T Q



T atau Q





T dengan C



AZAS BLACK

Kekekalan energi pada pertukaran kalor, pertama kali diukur oleh Jiseph Black (1728-1799) ilmuwan Inggris.

Dengan persamaan yang sangat terkenal :

Q Lepas



Q Serap

Latihan : penerapan azas Black

1 kg besi yang suhunya 100 C. dicemplungkan ke dalam bejana yang berisi 2 kg air yang suhunya 25 C. tentukan suhu akhir sesaat setelah besi berada dalam air. c air= 4200 J/kgK, c besi=450 J/kgK

Menghitung kalor hingga terjadi perubahan wujud zat

MELEBUR 1.

Melebur : adalah perubahan wujud dari padat menjadi cair 2.

Titik lebur adalah suhu pada waktu zat melebur Kalor laten lebur/kalor lebur adalah Kalor yg diperlukan untuk mengubah wujud 1 kg zat padar menjadi cair 4.

Kalor laten beku / kalor beku adalah kalor yang dilepaskan untuk membeku Untuk zat yg sama kalor lebur = kalor beku

Kalor lebur dan kalor beku

Kalor lebur/kalor beku disimbolkan dengan Lf Jika banyak kalor yang diperlukan oleh zat yg massanya m kg untuk melebur adalah Q joule

L f Q



Q m



mL f

Menguap, mendidih dan mengembun

1.Kalor laten uap/kalor uap/kalor didih adalah Kalor yg diperlukan untuk mengubah 1 kg zat cair menjadi uap pada titik didih normalnya.

2. Kalor laten embun/kalor embun adalah kalor yang dilepaskan untuk merubah wujud 1 kg uap menjadi cair pada titik didih normalnya 3. Kalor didih = kalor embun

Menguap, mendidih dan mengembun

Kalor didih disimbolkan dengan Lv Jika banyaknya kalor yg diperlukan untuk mendidihkan zat yg massanya m kg adalah Q joule ;

L v Q



Q m



mL v

T 140 120 100 80 60 40 20 0 -20 -40

Skema Kebutuhan Kalor

Contoh pada air Fase cair





T Q

 Fase gas (uap)

mL v Q







mL f

 3

4 

5 6 7 8 9 10 t Ряд1

Latihan !

Hitung lah kalor yang diperlukan untuk mengubah 2 kg air dari suhu 10 C sampai menjadi uap 110 C, dengan kalor uap= 2556.000 J/kg, dan , kalor jenis uap = 2010 J/kgK Hitung lah kalor yang diperlukan untuk merubah 4 kg air dari es -10 C sampai menjadi uap 125 C, kalor lebur air =334.000 J/kg, kalor uap =2556.000 J/kg, kalor jenis es =2100 J/kg K, kalor jenis uap = 2010 J/kgK