Oleh :NOOR SJAHID, S.Si

STANDAR KOMPETENSI

KOMPETENSI DASAR

INDIKATOR

MATERI

LATIHAN SOAL

EVALUASI

DAFTAR PUSTAKAPENDAHULUAN

Menerapkan konsep kalor dan prinsip konservasi energi pada berbagai perubahan energi

Menerapkan asas Black dalam pemecahan masalah

Menghitung kuantitas kalor dalam berbagai keadaan (suhu atau wujudnya berubah)

Mendeskripsikan perbedaan kalor yang diserap dan kalor yang dilepas

Menerapkan asas Black dalam peristiwa pertukaran kalor

Pendahuluan Membuat es teh Membuat kopi hangat

MATERI

KALOR JENIS

KAPASITAS KALOR

ASAS BLACK

Prinsip pertukaran kalor

Prinsip kerja kalorimetri

KALOR

ENERGI KALOR:Energi kalor adalah total energi partikel penyusun

materi

Soal Konsep 1 Jika dua benda yang bahannya

sama namun massanya berbeda dipanaskan di dalam air yang sama temperaturnya , manakah yang memiliki energi kalor yang lebih besar?.

A B

Soal Konsep 2 Dua benda yang bahannya

berbeda namun massanya sama dipanaskan dalam air yang energi kalornya sama, apakah suhunya sama?

BC

A B C

•Benda A dan B, bahannya sama namun massanya berbeda.•mA < mB , jadi benda B energinya lebih besar dari pada benda A.•Benda B dan C massanya sama, namun berbeda bahannya, maka suhu keduanya berbeda karena perubahan energi kalornya sama.

Definisi Kalor Kalor diukur dengan satuan joule atau

kalori.

Satu kalori adalah sejumlah energi kalor yang diperlukan oleh 1 gram air untuk naik suhunya sebesar1 °C

Dalam sistem SI satuan kalor adalah Joule. Satu kalori setara dengan 4,18 joule.

Definisi yang lain

Kalor mengalir JIKA terdapat adanya perbedaan suhu antara kedua benda dan atau karena adanya usaha atau kerja yang dilakukan pada sistem.

Kalor Jenis Kalor jenis (c) adalah kalor yang

diperlukan untuk menaikkan suhu setiap 1 kg massa benda dan setiap 1 °C kenaikan suhu.

Kapasitas kalor Kapasitas kalor ( C ) adalah

banyaknya kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu benda setiap 1 °C.

Perhatikan simulasi di bawah!!

Kesimpulan dari Simulasi

Kalor yang diberikan pada benda sebanding dengan kenaikan suhu.

Kalor yang diberikan pada benda menaikkan suhu sebanding massa benda.

Kalor yang diberikan pada benda menaikkan suhu tergantung jenis benda.

Q= Energi kalor ( joule or kalori ) m= massa ( kg ) c = Kalor jenis (J/kg °C ) Δt= Perubahan suhu ( °C )

Persamaan Energi Kalor 1

Q = m . c . Δt

Kalor jenis beberapa bahan (J/kg °C )

Bahan Satuan(joule)AirAlkoholBesiTembagaPerak

4184/4200 2450 450 380 235

Q= Energi kalor ( joule atau kalori )

C = Kapasitas Kalor (J/°C ) Δt= Perubahan suhu ( °C )

Q = C . Δt

Persamaan Energi Kalor 2

PERUBAHAN WUJUD ZAT

Tiga wujud zat, yaitu padat, cair, dan gas. Pada umumnya semua zat pada suhu dan tekanan tertentu dapat berubah dari satu wujud ke wujud yang lain. Misalkan air pada wujud padat berupa es, dalam wujud cair berupa air, dan dalam wujud gas berupa uap.

Kalor Laten Jumlah kalor yang

diperlukan/dilepaskan saat perubahan wujud (suhu tetap) dinyatakan dengan persamaan:

Q=jumlah kalor ( joule).m=massa zat (kg).L=kalor laten (kalor lebur, kalor beku, kalor uap, dan kalor embun) satuannya joule/kg.

Q = m L

Grafik Hubungan antara suhu air dan kalornya

Suhu (°C)

Akalor ( Joule)

100

B C

D E

-4

Kesimpulan grafik

A-B dalam keadaan zat padat B-C es mulai mencair (berubah dari

padat ke cair, Suhunya tetap ) C-D Materi berada dalam keadaan cair D-E Air mulai menguap (dari cair

menjadi gas) Materi berupa gas

ASAS BLACK Jika ada dua macam zat yang berbeda

suhunya dicampurkan atau disentuhkan, maka zat yang suhunya lebih tinggi akan melepas kalor yang sama banyaknya dengan kalor yang diserap oleh zat yang suhunya lebih rendah.

Q lepas = Q serap Kekekalan energi pada pertukaran kalor

seperti persamaan diatas pertama kali dikemukakan oleh Black seorang ilmuwan Inggris.

Kalorimeter

Kapan suatu benda menyerap kalor?

Benda menyerap kalor jika suhu akhirnya lebih tinggi dari pada suhu awalnya

Kapan suatu benda melepas kalor?

Benda menyerap kalor jika suhu akhirnya lebih rendah dari pada suhu awalnya

LATIHAN SOAL 0,5 kg besi dinaikkan suhunya 30OC

diperlukan kalor 6750 joule, tentukan: a. kapasitas kalor

Solusi

Penyelesaian:

M= 0,5 kg

ΔT= 30 OC

Q= 6759 j

a. C=

CjCj

TQ 0

0 /225306750

c. Q=m.c.ΔT

=0,5 kg.450 j/kg.OC.40oC

= 9.000 j

0,5 kg besi dinaikkan suhunya 30OC diperlukan kalor 6750 joule, Berapakah kalor jenis benda ?

b. CkgjmCc O./450

5,0225

Latihan Soal 2 100 gram air dengan suhu 30OC

dicampur dengan 50 gram air bersuhu 90OC, Berapakah suhu campurannya? (kalor jenis air adalah 1 kal/gr.OC)

A

B

C

40 OC50 OC

x

JAWABAN

COBA LAGI JAWABAN

Solusi

Air dingin

t1= 30OC ;m1= 100 gr

Air panas

t2= 90OC ;m2= 50 gr

t

Penyelesaian

Qdiserap=Qdilepas

Q1=Q2

m1.c1.ΔT1=m2.c2.ΔT2

100.1.(t-30) = 50.1.(90-t)

2t-60 = 90-t

3t = 150

t = 50 OC

EVALUASI

Dalam sistem SI, satuan kalor adalah ….

A. kalori B. joule C. watt Kelvin celcius

Jika suatu zat mempunyai kalor jenis tinggi, maka zat itu….

A. lambat mendidih B. cepat mendidih C. lambat melebur Lambat naik suhunya jika dipanaskan E. cepat naik suhunya jika dipanaskan

Ketika es melebur…A. Es melepaskan kalorB. Es menyerap kalorC. Suhunya turunD. Suhunya naikE. Suhunya turun naik

Ketika air menguap…A. Es melepaskan kalor Es tidak menyerap kalor Suhunya turun Suhunya naik Suhunya tetap

Kalor jenis suatu benda bergantung pada

A. Kalor yang diserapB. Massa bendaC. Kenaikan suhu bendaD. Jenis bendaE. Suhu benda

Kalor yang dibutuhkan untuk mengubah wujud benda persatuan massa disebut ….

Kalor yang diserap Kalor yang dilepas Kalor jenis Kapasitas kalor Kalor laten

Kalor lebur suatu zat 80 kal/gr, maka kalor yang diperlukan untuk melebur 2 kg zat tersebut adalah….

SOAL 1Untuk menaikkan suhu alcohol dari 20 oC sampai titik didihnya, yaitu 80 oC diperlukan 4000 kalori. Berapakah kapasitas kalor tersebut ? (dalam satuan J/K)

Berapa kalor yang diperlukan untuk mengubah 10 gr es pada 0 °C menjadi air yang suhunya 20 °C!

SOAL 2Berapa jumlah kalor yang diterima oleh es 0oC bermassa 500 gram untuk melebur seluruhnya menjadi air jika diketahui kalor leburnya 300 x 103 J/kg !

Soal Latihan

10 Kg air yang suhunya 80 °C dicampur dengan 5 kg air yang suhunya 20 °C . Suhu akhir campuran adalah….

SOAL 3Jika 75 gram air yang suhunya 0 OC dicampur dengan 50 gram air yang suhunya 100 oC, berapakah suhu akhir campuran itu ?

Untuk menaikkan suhu aluminium yang mempunyai massa 200 gram dari 298 K menjadi 348 K diperlukan kalor 8400 joule. Tentukan kalor jenis aluminium …. J/kg K.

100 gr es pada suhu 0 °C dicampur dengan 200 gr air pada suhu 50 °C . Jika suhu akhir campuran 10 °C , tentukan kalor lebur es?

Untuk mengerjakan soal perhatikan konstanta berikut; kalor lebur es 80 kal/gr; kalor jenis air.1 kal/gr°C; panas jenis es 0,5 kal/gr °C; kalor uap air 540 kal/gr.

SOAL 4Suatu kalorimeter berisi es (kalor jenis = 0,5 kal/gK, kalor lebur es 80 kal/g) sebanyak 40 gram pada suhu -6 oC. kapasitas kalor kalorimeter ialah 30 kal/K. kemudian ke dalam kalorimeter itu dituangkan alkohol (kalor jenisnya 0,6 kal/gK pada suhu 50 oC yang menyebabkan suhu akhir 8 oC. Maka massa Alkohol yang dituangkan (dalam gram) adalah….

Berapa kalori yang dibutuhkan untuk menaikkan 10 gr es yang suhunya -5 °C menjadi uap yang suhunya 100 °C.

SOAL 5Es bermassa m1 bersuhu -20oC dicampurkan dengan air bermassa m2 bersuhu 70oC sehingga diperoleh suhu akhir campuran 10oC. Jika ces = 0,5 kal/gK, cair = 1 kal/gK dan Les 80 kal/g, maka m1 : m2 = ….

SOAL 6Berapa banyak kalor yang diperlukan untuk mengubah 2 gram es pada suhu 0 oC menjadi uap air pada suhu 100 oC ? kalor jenis air 4200 J/kg K, kalor lebur es 300 J/g dan kalor uap air 2000 J/g.

SOAL 7Benda yang dipanaskan membutuhkan kalor. Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda tidak bergantung pada....

Massa benda Perubahan suhu benda Kalor jenis Massa jenis Jenis zat

SALASALAHH

BENABENARR

<< 1 2 3 4 5 6 >><< 1 2 3 4 5 6 >>

Daftar Pustaka Kanginan, Marthen. 2005. Seribu

Pena Fisika SMA X Jilid 1. Erlangga. Jakarta.