suhu dan kalor

22
SUHU DAN KALOR SUHU DAN KALOR

Upload: ikhtiar-setiawan

Post on 10-Aug-2015

131 views

Category:

Education


46 download

TRANSCRIPT

Page 1: suhu dan kalor

SUHU DAN SUHU DAN KALORKALOR

Page 2: suhu dan kalor

PendahuluanPendahuluan• Dalam kehidupan sehari-hari sangat

banyak didapati penggunaan energi dalam bentuk kalor:– Memasak makanan– Ruang pemanas/pendingin– Dll.

Page 3: suhu dan kalor

TUJUAN INSTRUKSIONALTUJUAN INSTRUKSIONAL• Menentukan besaran suhu, kalor

jenis, kalor, konduktivitas dalam kaitannya dengan pemuaian, penjalaran kalor, dan perubahan fasa

Page 4: suhu dan kalor

Suhu dan PemuaianSuhu dan Pemuaian

•Pada kehidupan sehari-hari temperatur Pada kehidupan sehari-hari temperatur merupakan ukuran mengenai panas merupakan ukuran mengenai panas atau dinginnya benda.atau dinginnya benda.

•Es dikatakan memiliki temperatur rendah

• Api dikatakan panas atau bertemperatur tinggi

Page 5: suhu dan kalor

•Temperatur merupakan sifat sistem Temperatur merupakan sifat sistem yang menentukan apakah sistem yang menentukan apakah sistem berada dalam keadaan kesetimbangan berada dalam keadaan kesetimbangan dengan sistem laindengan sistem lain

Kesetimbangan

termal ?

Page 6: suhu dan kalor

•Jika dua sistem dengan temperatur yang berbeda diletakkan dalam kontak termal, maka kedua sistem tersebut pada akhirnya akan mencapai temperatur yang sama.

•Jika dua sistem dalam kesetimbangan termal dengan sistem ketiga, maka mereka berada dalam kesetimbangan termal satu sama lain

Tsetimbang

Page 7: suhu dan kalor

► Alat yang digunakan untuk mengukur Alat yang digunakan untuk mengukur temperatur disebut termometertemperatur disebut termometer

► Untuk mengukur temperatur secara Untuk mengukur temperatur secara kuantitatif, perlu skala numerik seperti kuantitatif, perlu skala numerik seperti ooC, C, ooF, K, F, K, ooRR

Page 8: suhu dan kalor

PemuaianPemuaian

• Suatu zat jika dipanaskan pada Suatu zat jika dipanaskan pada umumnya akan memuai dan umumnya akan memuai dan menyusut jika didinginkanmenyusut jika didinginkan

L = Lo T

A = Ao T

V = Vo T

L, A, V = Perubahan panjang, luas dan volume

L0, Ao, Vo = Panjang, luas dan volume awal

T = Perubahan suhu (0C)

, , = Koefisien muai panjang, luas dan volume (0C-1)

= 3 dan = 2

Page 9: suhu dan kalor

Contoh soalContoh soal1.1. Sebuah cincin besi berdiameter 1,5 m pada Sebuah cincin besi berdiameter 1,5 m pada

suhu 20suhu 2000C. Harus dipanaskan didalam ketel C. Harus dipanaskan didalam ketel dengan suhu berapakah cincin tersebut dengan suhu berapakah cincin tersebut agar diameternya menjadi 1,52 m, jika agar diameternya menjadi 1,52 m, jika besibesi = 12 x 10= 12 x 10-6-6 / / 00CC

T ?

Page 10: suhu dan kalor

•4oC → 0oC : Volumenya membesar

•0oC → 4oC : Volumenya mengecil dengan massa jenis (ρ) paling tinggi, sehingga perilaku air ini sangat penting untuk bertahannya kehidupan di dalam air laut selama musim dingin

ANOMALI AIRANOMALI AIR

Page 11: suhu dan kalor

KalorKalor Kalor merupakan transfer energi dari Kalor merupakan transfer energi dari

satu benda ke benda lain karena satu benda ke benda lain karena adanya perbedaan temperaturadanya perbedaan temperatur

Dalam satuan SI, satuan kalor adalah Dalam satuan SI, satuan kalor adalah joule dengan 1 kal = 4.186 Jjoule dengan 1 kal = 4.186 J

1 kalori (kal) = kalor yang 1 kalori (kal) = kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan dibutuhkan untuk menaikkan temperatur 1 gr air sebesar 1temperatur 1 gr air sebesar 1ooCC

Page 12: suhu dan kalor

Jumlah kalor yang diperlukan untuk mengubah Jumlah kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu suatu sistemsuhu suatu sistem

Q = m c Tm = massa (gr)c = kalor jenis (kal/g0C)T = Perubahan suhu (0C)

Page 13: suhu dan kalor

Jika bagian yang berbeda dari sistem Jika bagian yang berbeda dari sistem yang terisolasi berada pada temperatur yang terisolasi berada pada temperatur yang berbeda, kalor akan mengalir dari yang berbeda, kalor akan mengalir dari temperatur tinggi ke rendahtemperatur tinggi ke rendah

Jika sistem terisolasi seluruhnya, tidak ada Jika sistem terisolasi seluruhnya, tidak ada energi yang bisa mengalir ke dalam atau energi yang bisa mengalir ke dalam atau keluar, maka berlaku kekekalan energi keluar, maka berlaku kekekalan energi dengandengan

Qserap = Qlepas

Page 14: suhu dan kalor

Contoh soalContoh soalHitunglah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 20 Kg besi (c = 0,11 kal/g0C) dari 100C ke 900C

Jawab.

Q = m c T = 20.103 gr x 0,11 kal/g0C x (90 – 10)0C = 17600000 kal

Page 15: suhu dan kalor

Perubahan FasaPerubahan Fasa Zat dapat berbentuk padat, cair atau gas. Zat dapat berbentuk padat, cair atau gas.

Ketika terjadi perubahan fasa, sejumlah Ketika terjadi perubahan fasa, sejumlah kalor dilepas atau diserap suatu zat yaitukalor dilepas atau diserap suatu zat yaitu

Q = m LQ = m L Q = kalor (kalori) Q = kalor (kalori)

m = massa (gr)m = massa (gr)

L = kalor laten (kal/gr)L = kalor laten (kal/gr)

Kalor penguapan air Kalor peleburan Kalor penguapan air Kalor peleburan eses

(100(10000C) = 539 kal/gr (0C) = 539 kal/gr (000C) = 80 kal/grC) = 80 kal/gr

Page 16: suhu dan kalor

ContohContoh► Berapa banyak energi yang harus Berapa banyak energi yang harus

dikeluarkan lemari es dari 150 kg air pada dikeluarkan lemari es dari 150 kg air pada 202000C untuk membuat es pada – 12C untuk membuat es pada – 1200CC

JawabJawab

-12

Q3=mescesT

Q2=mes Les

Q1=maircairT

0

20

Kalor yang ditambahkan

Te

mp

era

tur

(0C

)

Qtot = Q1 + Q2 + Q3

Page 17: suhu dan kalor

Kalor laten untuk mengubah cairan Kalor laten untuk mengubah cairan menjadi gas tidak hanya pada titik didih menjadi gas tidak hanya pada titik didih (100(10000C) tetapi juga pada suhu ruang. Hal C) tetapi juga pada suhu ruang. Hal ini disebut evaporasiini disebut evaporasi

Page 18: suhu dan kalor

Perpindahan kalorPerpindahan kalor

Kalor berpindah dari satu tempat atau benda ke yang lain dengan tiga cara :

1. konduksi 2. konveksi 3. radiasi

Page 19: suhu dan kalor

KonduksiKonduksi

l

TKA-

t

Q

H

Berpindahnya kalor dari satu tempat ke tempat lain dengan cara tumbukan antar molekul, dengan laju aliran kalor

K = Konduktivitas termal (J/s.m.0C)

A = Luas penampang (m2)

T = Suhu (0C)

L = Tebal / panjang (m)

T1 T2

L

K besar konduktor

K kecil isolator

Page 20: suhu dan kalor

ContohContoh1. Berapa laju aliran kalor melalui jendela

kaca yang luasnya 2.0 m x 1.5 m dan tebalnya 3.2 mm, jika temperatur pada permukaan dalam dan luar jendela 150C dan 300C dengan konduktivitas termal 0.84 J/s.m.0C

Page 21: suhu dan kalor

KonveksiKonveksikalor ditransfer dari satu tempat ke kalor ditransfer dari satu tempat ke tempat yang lain dengan pergerakan tempat yang lain dengan pergerakan molekul, zat atau materimolekul, zat atau materiKonveksi paksa Konveksi alami

•Aliran udara panas/dingin dipantai

•Arus samudra yang hangat/dingin karena perubahan cuaca

Sepanci air dipanaskan

Page 22: suhu dan kalor

Radiasi

Kecepatan sebuah benda meradiasikan energi/ persamaan stefan-Boltzmann

4AT e t

Q

e =koefisien pemancaran

= 5.67 x 10-8 W/m2K4

A = Luas permukaan

T = suhu