SUHU, KALOR, PEMUAIAN & TERMODINAMIKA MATERI Kelvin

SUHU DAN KALOR Apakah perbedaan suhu dengan kalor ? Apakah pengaruh kalor terhadap zat/benda ?

PERBEDAAN SUHU DENGAN KALOR KALOR Dapat berpindah dari satu benda ke benda lainnya Tergantung pada massa benda Merupakan salah satu bentuk energi Diukur dengan Kalorimeter SUHU Tidak dapat berpindah dari satu benda ke benda lainnya Tidak tergantung pada massa benda Bukan merupakan energi Diukur dengan Termometer

Pengaruh kalor pada zat Memuai Perubahan wujud Kenaikan suhu Perubahan warna (pada benda tertentu)

KONSEP DASAR PEMBUATAN TERMOMETER Sifat termometrik, yaitu sifat bahan yang berubah karena perubahan suhu. - Zat padat  pemuaian (bimetal) - Zat cair  pemuaian (air raksa, alkohol) - Gas  Perubahan tekanan dan volume - Tahanan listrik  Perubahan nilai resistansi JENIS-JENIS TERMOMETER - Termometer bimetal - Termometer zat cair - Termometer gas - Termometer tahanan

Kenapa satuan Kelvin tidak memakai derajat? 1.Kelvin bukan skala, tetapi ukuran (satu kelvin adalah pecahan 1/273,16). 2. Kelvin tidak mengenal angka minus seperti satuan lainnya Kelvin disepakati sebagai suhu nol absolut ; (ketika gerakan molekuler berhenti, dalam termodinamika), 4. Skala suhu Celsius kini didefinisikan berdasarkan kelvin suhu termodinamik triple point air (0,01 °C). 5. Skala thermometer lain ditetapkan berdasarkan skala Kelvin dengan perhitungan tersendiri oleh karena itu satuan thermometer Kelvin dipakai untuk satuan internasional

Kenapa satuan Kelvin tidak memakai derajat?  Kelvin; namakan ilmuan fisika Inggris, Ir. William Thomson, 1st Baron Kelvin (1824–1907).  Ketika ini diperkenalkan pada tahun 1954 (di Konferensi Umum tentang Berat dan Ukuran (CGPM) ke-10, Resolusi 3, CR 79), satuan ini dinamakan "derajat kelvin" dan ditulis °K;  Pada 1967 (CPGM ke-13, Resolusi 3, CR 104) kata "derajat" dibuang dan ditulis sebagai k (kcl, kecuali awal kalimat tanpa derajat).  Kelvin bukan skala, tetapi ukuran, oleh karena itu dipakai untuk satuan internasional (SI). dengan alasan: 1. untuk membedakan SI dengan Satuan lain 2. Sebagai SI, satuan ini banyak dipakai, sehingga untuk efisien penulisan, penulisan skala dihilangkan (hasil kesepakatan ahli)

SKALA TERMOMETER Celcius( C ) Reamur( R ) Fahreinheit( F ) Kelvin( K ) Rangkine( Rn ) Lainnya( X )

SKALA TERMOMETER C R F K Rn X Td Tb

SKALA TERMOMETER Jarak Skala (perbandingan td dengan tb) C = 100 – 0 = 100 : 20 = 5 R = 80 – 0 = 80 : 20 = 4 F = 212 – 32 = 180 : 20 = 9 K = 373 – 273 = 100 : 20 = 5 Rn= 672 – 492 = 180 : 20 = 9 X = 150 – (-10) = 160 : 20 = 8 Angka perban- dingan

Perbandingan Skala Termometer C : (F-32) = 5 : 9 9C = 5 ( F – 32 ) Perubahan dari skala Fahreinheit ke skala celsius C = 5/9 (F – 32) Perubahan dari skala celsius ke skala Fahreinheit F = 9/5 C + 32 Fahreinheit itu orangnya pelit

- Kalvin ke Celcius dan sebaliknya 5C:5K(+273) ---- K = C+273; C = K – Rangkine ke Celcius dan sebaliknya C : (Rn - 492) = 5 : 9 9C = 5 ( Rn – 492 ) C = 5/9 ( Rn – 492 ) atau Rn = 9/5 C Lainnya ke celcius dan sebaliknya C : (x - 492) = 5 : 8 8C = 5 ( x + 10 ) C = 5/8 ( x + 10) atau x = 8/5 c - 10

Perbandingan Skala Termometer C : R = 5 : 4 4C = 5R C = 5/4 R  R = 4/5 C Jarak Skala C = 100 – 0 = 100 : 20 = 5 R = 80 – 0 = 80 : 20 = 4 F = 212 – 32 = 180 : 20 = 9 K = 373 – 273 = 100 : 20 = 5 Rn= 672 – 492 = 180 : 20 = 9 X = 150 – (-10) = 160 : 20 = 8 (orang tdk pelit) Berdasarkan Jarak Skala perbandingan, buatlah persamaan untuk perubahan skala: - Kalvin ke Celcius dan sebaliknya -R-Rangkine ke Celcius dan sebaliknya -L-Lainnya ke celcius dan sebaliknya

Contoh perhitungan Jika C = 60, Berapa R = ……. ? F = …….. ? K = …….. ? Rn= ……. ? X = ……. ?

SKALA TERM0METER C = 5P R = 4P F = 9P + 32 K = 5P Rn = 9P X = 8 P - 10 Angka perbandingan dikalikan dengan “P” ditambah titik beku Cara lain menentukan

Hubungan Skala Termometer C = 60  60 = 5P C = 5P P = 60/5 P = 12 K = 5 P = 5 (12) = 333 F = 9 P + 32 = 9 (12) + 32 = 140 R = 4 P = 4 (12) = 48

PADA SUHU BERAPAKAH SKALATERMOMETER CELSIUS MENUNJUKKAN ANGKA YANG SAMA DENGAN TERMOMETER FAHREINHEIT? C = F =……..? Latihan

PENYELESAIAN C = F F = 9/5 C + 32  C = 5/9 (F – 32) C = 9/5 C + 32 C – 9/5 C = /5 C = C = 5 x 32 = 160 C = - 160/4 = - 40

Pertanyaan ? Apakah pengaruh kalor terhadap zat/benda ?

Pengaruh kalor pada zat Memuai Perubahan wujud Kenaikan suhu Perubahan warna (pada benda tertentu)

Zat padat Zat cair Gas / uap Pemuaian Muai panjang Muai luas Muai volume Benda 1 dimensi Benda 2 dimensi Benda 3 dimensi

Pertanyaan Apakah semua benda jika dipanaskan atau di beri kalor akan memuai ?

Pada umumnya setiap benda dipanaskan akan memuai, kecuali air pada suhu 0 0 C s/d 4 0 C yang disebut dengan sifat anomali air, yaitu sifat keanehan air bila dipanaskan menyusut (V >). 0 0 C s/d 4 0 C  dipanaskan  menyusut (V<) 4 0 C s/d 0 0 C  didinginkan  memuai (V>) SIFAT ANOMALI AIR

Perubahan wujud PADAT UAP/GAS CAIR

Pada umumnya setiap benda dipanaskan akan mengalami kenaikan suhu, kecuali air pada suhu 0 0 C dan C Air pada suhu 0 0 C ada dalam dua wujud, yaitu wujud padat (es) dan wujud cair (air). Air pada suhu C ada dalam dua wujud, yaitu wujud cair (air) dan wujud uap.

KALOR LATEN (KL) K. L  padat  cair  Kalor lebur K. L  cair  padat  Kalor beku K. L  cair  uap  Kalor uap K. L  uap  cair  Kalor embun Kalor lebur = Kalor beku  L = 80 Kkal / kg Kalor uap = Kalor embun  L = 540 Kkal / kg Kalor laten  Kalor yang diperlukan untuk merubah wujud benda dari satu wujud ke wujud lainnya.

Grafik Temperatur thd Kalor T (C) 120 uap 100 air uap 0 es air L= 80 L= 540 Q (Kkal) -5 es

Grafik Temperatur thd Kalor 120 uap 100 air uap 0 es air L= 80 L= 540 Q (Kkal) -5 es

Grafik Temperatur thd Kalor 125 uap 100 air uap 10 air L= 80 L= 540 Q (Kkal) 0 es air -15 es

ARAH GRAFIK Perubahan suhu Q = m c ΔT (terima) Perubahan wujud Q = m L (terima) Perubahan suhu Q = m c ΔT (lepas) Perubahan wujud Q = m L (lepas)

Berdasarkan grafik dibawah. Tentukan suhu campuran air dan es tersebut (Tc) a ir massa air = 15 kg c air = 1 kkal/kg C Tc = …? air L= 80 Q (Kkal) 0 es air -10 es massa es = 5 kg c es = 0,5 kkal/kg C

Contoh soal 20 kg campuran es dan air pada 0 0 C berada dalam sebuah bejana yang kapasitas kalornya dapat diabaikan. Kemudian dimasukkan 10 kg air panas pada suhu 80 0 C sehingga suhu akhir menjadi 25 0 C. (kalor lebur es 80 kkal/kg, kalor jenis air 1 kkal/kg 0 0 C) a. Berapakah massa es mula-mula? b. Gambarkan grafiknya.

Penyelesaian Q1 = m c ΔT mes + mair = 20 kg = Mes c ΔT