Suhu dan Kalor Created by Mrs Mary

Defenisi Suhu Defenisi Kalor Suhu adalah derajat panas atau dingin suatu benda Defenisi Kalor kalor merupakan salah satu bentuk perpindahan energi dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu lebih rendah

alat ukur suhu 1000C Suhu air mendidih 00C Suhu es melebur Titik tetap atas Suhu air mendidih alat ukur suhu 00C Titik tetap bawah Suhu es melebur Termometer zat cair

(XA) Titik tetap atas A skala termometer T x (XB) Titik tetap bawah B

Contoh 1 Sebuah termometer ketika diletakkan dalam es yang meleleh, ketinggian raksanya 20 mm. Lalu ketika diletakkan dalam air yang mendidih, ketinggian raksanya 100 mm. Ketika termometer itu diletakkan dalam cairan tertentu, ketinggian air raksa adalah 45 mm. Berapa suhu cairan itu? Penyelesaian B = 20 mm A = 100 mm x = 45 mm T ?

Contoh 1 Suhu cairan 31,250

skala termometer zat cair Celcius Kelvin Farenheit Reamur 1000C 373 K 2120F 800R Titik tetap atas skala termometer zat cair 100 skala 180 skala 80 skala 100 skala 00C 273 K 320F 00R Titik tetap bawah

skala termometer zat cair 00 1000 273 373 320 2120 800 C F R 100 180 80 skala termometer zat cair

Contoh 2 Suhu badan manusia rata-rata 370 C, nyatakan dalam skala Fahrenheit Penyelesaian C = 370C F?

Pengaruh kalor pada sebuah zat Memuai atau Menyusut Naik atau Turun Suhu Berubah wujud

Pemuaian Benda Padat Benda Cair Benda gas Pemuaian panjang Pemuaian luas Pemuaian volume Pemuaian volume Pemuaian volume

Pemuaian Panjang Terjadi pada benda padat satu dimensi (hanya memiliki panjang) l0 Δl l Sesudah dipanaskan, suhu T Sebelum dipanaskan, suhu T0 l0 = panjang awal benda (m) T0 = suhu awal benda (0C atau K) l = panjang akhir benda (m) T = suhu akhir benda (0C atau K) Δl = pertambahan panjang (m) ΔT = kenaikan suhu (0C atau K) Δl = l – l0 ΔT = T – T0

Pemuaian Panjang = l – l0 α = koefisien muai panjang ( /0C ) Δl = pertambahan panjang (m) = l – l0 α = koefisien muai panjang ( /0C ) l0 = panjang awal benda (m) = T – T0 ΔT = kenaikan suhu (0C atau K)

Koefisien muai panjang (α )berbagai zat pada suhu kamar α (0C) -1 Kaca 9 x 10-6 Baja 11 x 10-6 Tembaga 17 x 10-6 alumunium 24 x 10-6 Timah hitam 29 x 10-6 invar 0,9 x 10-6 1 m baja bila dipanaskan 10C akan bertambah panjang 11 x 10-6 m 1 m kaca bila dipanaskan 10C akan bertambah panjang 9 x 10-6 m 1 cm kaca bila dipanaskan 10C akan bertambah panjang 9 x 10-6 cm

Contoh 3 Sebuah jembatan yang terbuat dari baja memiliki panjang 500 m. Suhu minimum yang dicapai pada musim hujan adalah 100C dan suhu maksimum yang dicapai pada musim kemarau adalah 400C. Tentukan lebar celah yang harus disediakan pada salah satu ujung jembatan untuk memperhitungkan efek pemuaian!(koefisien muai baja 11 x 10-6 /0C) Diketahui Ditanya l0 = 500 m Δl? T0 = 100C T = 400C α = 11 x 10-6 /0C

Contoh 3 Penyelesaian Panjang celah pada salah satu ujung jembatan adalah 0,165 m

Pemuaian Luas Terjadi pada benda padat dua dimensi (memiliki panjang dan lebar) A A0 Sebelum dipanaskan, suhu T0 Sesudah dipanaskan, suhu T A0 = luas awal benda (m2) T0 = suhu awal benda (0C atau K) A = luas akhir benda (m2) T = suhu akhir benda (0C atau K) ΔA = pertambahan luas (m2) ΔT = kenaikan suhu (0C atau K) ΔA = A – A0 ΔT= T – T0

Pemuaian Luas ΔA= pertambahan luas (m2) = A – A0 β = koefisien muai luas ( /0C ) = 2α A0 = luas awal benda (m2) ΔT = kenaikan suhu (0C atau K) = T – T0

Contoh 4 Sebuah bola berongga terbuat dari perunggu (koefisien muai linier α = 18 x 10-6 ?0C) pada suhu 00C. Jari-jarinya 1 m. Jika bola tersebut dipanaskan sampai 800C, berapa pertambahan luas permukaan bola? Diketahui Penyelesaian α = 11 x 10-6 /0C T0 = 00C r0 = 1 m T = 800C Ditanya ΔA?

Contoh 4 Penyelesaian Pertambahan luas permukaan bola adalah 0,1152π m2

Pemuaian Volume Terjadi pada benda padat tiga dimensi (memiliki panjang dan lebar dan tinggi) V V0 Sebelum dipanaskan, suhu T0 Sesudah dipanaskan, suhu T V0 = volume awal benda (m3) T0 = suhu awal benda (0C atau K) V = volume akhir benda (m3) T = suhu akhir benda (0C atau K) ΔV = pertambahan volume (m3) ΔT = kenaikan suhu (0C atau K) ΔV = V – V0 ΔT= T – T0

Pemuaian Volume ΔV = pertambahan luas (m3) = V – V0 γ = koefisien muai volume ( /0C ) = 3α V0 = volume awal benda (m3) ΔT = kenaikan suhu (0C atau K) = T – T0

Koefisien muai volume (γ) berbagai zat cair pada suhu kamar 2,1 x 10-4 alkohol 1,12 x 10-3 raksa 1,82 x 10-3 bensin 9,6 x 10-3 udara 3,67 x 10-3 helium 3,665 x 10-3 1 L bensin bila dipanaskan 10C akan bertambah volumenya 9,6 x 10-3 L 1 L air bila dipanaskan 10C akan bertambah volumenya 2,1 x 10-4 L 1 cm3 air bila dipanaskan 10C akan bertambah volumenya 2,1 x 10-4 cm3

Contoh 5 Sebuah tangki bensin pada mobil memiliki kapasitas 40 L pada suhu 200C. Jika tangki diisi bensin sampai penuh, berapa banyak bensin akan meluber jika mobil dipanaskan di bawah sinar terik matahari sehingga suhu tangki mencapai 450C. (Abaikan pemuaian kecil dari tangki itu sendiri!) Diketahui Ditanya V0 = 40 L ΔV? T0 = 200C T = 450C γ bensin = 9,6 x 10-3 /0C

Contoh 5 Penyelesaian Bensin yang meluber adalah 9,6 L

Contoh 6 Sebuah bejana kaca pada 00X terisi penuh dengan 100 cm3 raksa. Jika suhu dinaikkan menjadi 200C, berapa cm3 raksa yang akan tumpah? Ditanya Diketahui volum raksa yang tumpah (ΔV)? α kaca = 9 x 10-6 /0C T0 = 00C ΔV = ΔVraksa - ΔVkaca V0 kaca = V0 kaca = 100 cm3 γ raksa = 1,82 x 10-3 /0C T = 200C

Contoh 6 Penyelesaian

m2 m1 Q ~ m HUBUNGAN KALOR DAN KENAIKAN SUHU Bagaimana hubungan banyaknya kalor (Q) yang diperlukan untuk menaikan suhu dengan massa benda (m)? Semakin besar massa (m) benda semakin banyak kalor (Q) yang dibutuhkan untuk menaikkan suhunya Q ~ m

Q ~ c HUBUNGAN KALOR DAN KENAIKAN SUHU air minyak Jumlah kalor (Q) yang diperlukan untuk menaikan suhu berbeda untuk setiap jenis zat Apakah jumlah kalor (Q) yang diperlukan untuk menaikkan suhu bergantung pada jenis zat (c)? Q ~ c

Q ~ ΔT HUBUNGAN KALOR DAN KENAIKAN SUHU ΔT = 800C ΔT = 400C Semakin besar kenaikkan suhunya semakin besar jumlah kalor yang diperlukan Bagaimana hubungan kenaikan suhu (ΔT) dengan jumlah kalor yang diperlukan? Q ~ ΔT

Q = m = c = ΔT = = T – T0 Q ~ m Q ~ c Q ~ ΔT HUBUNGAN KALOR DAN KENAIKAN SUHU Q ~ m Q ~ c Q ~ ΔT Q = Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat ( joule) m = Massa zat (kg) c = Kalor jenis zat (joule/kg0C) ΔT = Kenaikan suhu zat (0C) = T – T0 Suhu awal zat (0C) Suhu akhir zat (0C)

Jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 10C Kalor Jenis Zat (c) Sifat khas suatu zat Jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 10C Zat c (J/kg0C) air 4200 alumunium 900 raksa 140 tembaga 390 besi atau baja 450 alkohol 2400

Kapasitas Kalor (C) Sifat khas suatu zat Jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu benda sebesar 10C

Contoh 7 0,5 kg besi dinaikkan suhunya 30OC diperlukan kalor 6750 joule, tentukan: a. kapasitas kalor b. kalor jenis c. kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhunya sebesar 40OC Diketahui Ditanya m = 0.5 kg a. C? ΔT = 300C b. c? c. Q? bila ΔT = 450C Q = 6750 J

Contoh 7 Penyelesaian

Pada perubahan wujud zat tidak terjadi perubahan suhu HUBUNGAN KALOR & PERUBAHAN WUJUD ZAT Pada perubahan wujud zat tidak terjadi perubahan suhu Q = Jumlah kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud suatu zat ( joule) m = Massa zat (kg) L = Kalor laten (joule/kg)

Jumlah kalor yang dibutuhkan untuk mengubah wujud 1 kg Kalor Lebur (L) Sifat khas suatu zat Jumlah kalor yang dibutuhkan untuk mengubah wujud 1 kg Zat kalor lebur (kJ/kg) Lf Kalor uap (kJ/kg) LU air 334 2256 alkohol 104 853 raksa 11,8 272 tembaga 134 5069 emas 64,5 1578 perak 88,3 2336

Perubahan Wujud GAS CAIR PADAT mengembun menguap menyublim medeposisi mencair membeku PADAT

Azas Black Qlepas = Qterima “Bila sebuah sistem/benda melepas kalor maka akan ada sistem/benda lain yang menerima kalor dengan jumlah yang sama” Qlepas = Qterima

Contoh 8 Dua ratus gram air bersuhu 280C dicampur dengan 20 gr air bersuhu 720C. Maka suhu air campuran yang terjadi adalah…0C (kalor jenis air 4200 J/kg0C) Q (J) T (0C) 28 72 TC Q terima Qlepas ΔT1 ΔT2 Diketahui m1 = 200 g T1 = 280C m2 = 200 g T2 = 720C cair = 4200 J/kg0C

Contoh 8 Diketahui m1 = 200 g T1 = 280C cair = 4200 J/kg0C m2 = 20 g Penyelesaian : 20

Contoh 8 Suhu akhir campuran adalah 320C

Contoh 9 Lima ratus gram air teh bersuhu 700C akan dibuat es teh. Ketika sejumlah es bersuhu -50c dicampurkan, ternyata hanya setengahnya yang meleleh. Berapa banyak es yang dicampurkan? Diketahui Q (J) T (0C) -5 70 T Q terima Qlepas ΔT2 ΔT1 A B C D m1 = 500 g T1 = 700C T2 = -50C ces = 0,5 kal/g0C cair = 1 kal/g0C Lf = 80 kal/g0C

Contoh 9 T Penyelesaian ΔT2 ΔT1 Diketahui m1 = 500 g ces = 0,5 kal/g0C Q (J) T (0C) -5 70 T Q terima Qlepas ΔT2 ΔT1 A B C D Diketahui m1 = 500 g ces = 0,5 kal/g0C T1 = 700C cair = 1 kal/g0C T2 = -50C Lf = 80 kal/g0C Penyelesaian

Contoh 9 Banyaknya es yang dimasukkan adalah 823,5 g