Matakuliah : K0614 / FISIKA Tahun : 2006 PERTEMUAN 13 TEMPERATUR DAN KALOR

Pada pertemuan ini akan dibahas mengenai : 1. Skala temperatur 2. Pemuaian 3. Kalor dan kapasitas kalor 4. Perpindahan kalor

1. TEMPERATUR suatu benda. diantaranya: b. Kelvin ( TK ) : K   Menyatakan ukuran kuantitatif keadaan panas-dinginnya suatu benda.  ·     Skala Thermometer   Terdapat beberapa sistem penskalaan termometer, diantaranya: a. Celcius ( TC ) : 0C   b. Kelvin ( TK ) : K   c. Fahrenheit ( TF ) : 0F   TK = TC + 273 dan TF = TC + 32

ukuran dan keadaan (wujud) benda . Standar Skala Temperatur / suhu : titik didih air : 373 K = 100 0C = 212 0F titik beku air : 273 K = 0 0C = 32 0F Nol mutlak : 0 K = -273 0C = - 460 0F 2. Pemuaian   Perubahan temperatur benda akan menyebabkan perubahan ukuran dan keadaan (wujud) benda . a. Koefisien muai panjang (  ) L =  L T dimana : L = perubahan panjang L = panjang mula-mula T = perubahan temperatur

b. Koefisien Muai luas (  ) A =  A T   A =  A T dimana : A = perubahan luas A = luas mula-mula   Untuk benda padat, dapat diambil pendekatan: = 2  c. Koefisien Muai Volume (  ) V = VT   dimana : V = perubahan volume V = volume mula-mula Untuk benda padat, dapat diambil pendekatan:  = 3 

Perubahan wujud benda dapat disebabkan oleh :   Wujud benda dapat dalam bentuk : padat , cair , gas Perubahan wujud benda dapat disebabkan oleh : perubahan tekanan dan atau temperatur benda. P C   Padat cair   gas A   T A : adalah titik triple , dimana wujud padat , cair dan uap dalam kesetimbangan thermal ( temperatur sama) C : adalah titik kritis (TC) , dimana pada temperatur >Tc tidak terdapat wujud cair Pada umumnya setiap benda mempunyai titik kritis dan titik triple sendiri

a. Sistem SI : kalori ( cal ) b. British : BTU(british thermal unit ) 4. K A L O R dan Kapasitas kalor   Kalor : adalah energi yang mengalir dari suatu benda ke benda lain karena adanya perbedaan temperatur antara kedua benda Kalorimeter : adalah alat untuk mengukur kalor Satuan kalor :   Satuan kalor yang biasa digunakan adalah : a. Sistem SI : kalori ( cal ) b. British : BTU(british thermal unit ) dimana : 1 BTU = 252 Cal

Qdilepas + Qditerima = 0 Kalor jenis ( c) : AZAS BLACK adalah Kapasitas kalor (Q/T) persatuan massa   c = Q / ( m T ) atau Q = c m T   Q = + berarti benda menerima kalor Q = - berarti benda melepas kalor   AZAS BLACK   Jika dua benda yang berlainan temperatur digabung menjadi satu , maka akan terjadi perpindahan kalor dari benda panas ke benda dingin , hingga mencapai kesetimbangan ( suhu kedua benda menjadi sama )   Qdilepas + Qditerima = 0   Qdilepas : bertanda negatif   Qditerima : bertanda positif

Cara ini terjadi pada medium padat 4. PERPINDAHAN KALOR   Kalor akan mengalir dari sistem yang suhunya tinggi ke sistem yang suhunya lebih rendah hingga tercapai kesetimbangan thermal .   Cara perpindahan kalor tergantung pada medium yang dilewati : a. Cara konduksi Perpindahan kalor dimana tidak terjadi gerakan molekul medium perantara. Kalor dipindahkan karena vibrasi molekul dan menumbuk molekul tetangga. Cara ini terjadi pada medium padat

Kalor yang mengalir dalam arah tegak lurus permukaan dalam waktu dt adalah :   dQ/dt = H = - k A dT/dX cal /s k = konduktivitas panas A = luas penampang benda dT/dX = perubahan temperatur   Untuk batang yang homogen :

Perpindahan kalor dimana molekul medium b. Secara konveksi   Perpindahan kalor dimana molekul medium perantaranya berpindah sambil membawa kalor . Perpindahan kalor seperti terjadi pada medium fluida Panas yang mengalir dalam fluida yang beda temperaturnya T adalah :   H = h A T h = koefisien konveksi  

Perpindahan kalor melalui pancaran radiasi ( c. Secara radiasi Perpindahan kalor melalui pancaran radiasi ( gelombang ) Kecepatan energi meninggalkan suatu benda yang suhunya T ( Kelvin)   dQ/dt = e  A T4 Watt/m2  = 5,67x10-8 W/m2K4 ( konstanta Boltzman ) e = faktor emisivitas permukaan ( 0 < e < 1 )