Berkelas

Bab 5 Kalor

Standar Kompetensi: Kompetensi Dasar: Menerapkan konsep kalor dan prinsip konservasi energi pada berbagai perubahan energi. Kompetensi Dasar: Menganalisis pengaruh kalor terhadap peru-bahan suatu zat. Menganalisis cara perpindahan kalor. Menerapkan asas Black pada pemecahan masalah.

A. Pengertian Kalor Energi yang diberikan karena perbedaan suhu dinamakan kalor. Kalor dinyatakan dalam satuan joule, kalori, atau kilokalori. Kesetaraan kalori dengan joule: 1 kalori = 4,18 joule atau 1 joule = 0,24 kalori

1. Kalor Jenis Kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yang diperlukan atau dilepas oleh satu kilogram massa zat tersebut, untuk menaikkan atau menurunkan suhu sebesar satu Kelvin. Keterangan: Q = kalor yang diserap atau dilepas (J atau kal) m = massa zat (kg atau gram) t = perubahan suhu (K atau oC) c = kalor jenis zat (Jkg/oC atau J/kg/K)

Kalor jenis beberapa zat

2. Kapasitas Kalor Kapasitas kalor suatu benda adalah kemampuan suatu benda dalam menerima atau melepas kalor untuk menaikkan atau menurunkan suhu benda itu sebesar 1°C atau 1K. atau Keterangan: Q = kalor yang diserap atau dilepas (J atau kal) t = perubahan suhu (K atau oC) m = massa zat (kg atau gram) c = kalor jenis zat (Jkg/oC atau J/kg/K) C = kapasitas kalor (J/K atau kal/oC )

B. Pengaruh Kalor Terhadap Suatu Zat Apabila suatu benda menerima sejumlah kalor, kemungkinan yang terjadi adalah: suhu benda akan naik; benda mengalami pemuaian; benda mengalami perubahan wujud. 1. Pemuaian Besarnya pemuaian benda tergantung pada: a. ukuran benda semula; b. kenaikan suhu; c. jenis benda.

Muai Panjang Keterangan: lt = panjang batang pada suhu t (m) l0 = panjang batang mula-mula (m) t = perubahan suhu (K atau oC)  = koefsien muai panjang (/°C)

Sambungan rel diberi ruang muai Koefisien muai beberapa zat Sambungan rel diberi ruang muai

Muai Luas Keterangan: At = luas bidang pada suhu t (m) A0 = luas bidang mula-mula (m) t = perubahan suhu (K atau oC)  = 2 = koefsien muai luas (/°C)

Muai Volume Keterangan: Vt = volume zat cair pada suhu t (m) V0 = volume zat cair mula-mula (m) t = perubahan suhu (K atau oC)  = 3 = koefsien muai luas (/°C)

Muai Gas Berlaku hukum Boyle-Gay Lussac:

2. Perubahan Fase Grafik perubahan fase pada air dan karbondioksida

Titik perpotongan ketiga garis pada grafik di atas disebut dengan titik tripel. Pada titik tripel, ketiga fase berada pada kesetimbangan bersama. Titik Tripel Beberapa Zat

3. Perubahan Wujud Zat Untuk melebur dan menguap, zat memerlukan kalor. Keterangan: Q = kalor yang diserap (J) m = massa zat (kg) L = kalor lebur (J/kg)

Grafik perubahan wujud zat

RUMUS Q1 = m c

C. Perpindahan Kalor 1. Konduksi Konduksi, adalah proses perpindahan kalor melalui suatu zat, tanpa disertai dengan perpindahan partikel-partikel zat itu. Keterangan: H = Q/t = kelajuan hantaran kalor, banyaknya kalor per satuan waktu (J/s)

2. Konveksi Konveksi, adalah proses perpindahan kalor melalui suatu zat, disertai dengan perpindahan partikel-partikel zat itu. Keterangan: H = laju perpindahan kalor (J/s atau kal/s) h = koefsien konveksi (J/(s m2 K) atau kal/(scm2 °C))

3. Radiasi Radiasi, adalah proses perpindahan kalor melalui pancaran sebuah benda. Keterangan: E = energi yang dipancarkan atau diserap per satuan waktu per satuan luas (J/sm2 atau W/m2) s = tetapan Stefan = 5,67 × 10–8 W m–2K–4 T = suhu mutlak (K) e = emisivitas permukaan (koefsien pancaran serapan benda)

Daya yang dipancarkan atau diserap oleh permukaan suatu benda dapat dirumuskan: Energi total yang diserap atau dilepas tiap satuan waktu tiap satuan luas dirumuskan:

D. Azas Black Azas Black menyatakan bahwa: Untuk mengukur kalor yang diserap, digunakan kalorimeter.