amateri 10 _fisika-dasar 1 suhu & kalor

7/23/2019 AMateri 10 _Fisika-Dasar 1 Suhu & Kalor.

http://slidepdf.com/reader/full/amateri-10-fisika-dasar-1-suhu-kalor 1/14

09/01/2014

1

SUHUSUHU & KALOR & KALOR

Physic-10

Pendahuluan

• Dalam kehidupan sehari-hari sangat

banyak didapati penggunaan energi

dalam bentuk kalor:

Memasak makanan

Ruang pemanas/pendingin

Dll.

Physic-10



09/01/2014

2

Suhu dan Pemuaian

Pada kehidupan sehari-hari temperatur

merupakan ukuran mengenai panas atau

dinginnya benda.

•Es dikatakan memiliki temperatur rendah• Api dikatakan panas atau

bertemperatur tinggi

Physic-10

Temperatur merupakan sifat sistem yangmenentukan apakah sistem berada dalamkeadaan kesetimbangan dengan sistem lain

Kesetimbangantermal ?

Physic-10



09/01/2014

3

• 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

Physic-10

Physic-10

Hukum ke-nol Thermodinamika

“ Jika benda A dan B masing-masing dalam keadaan

setimbang thermal dengan benda ke tiga C, maka

benda A dan B dalam keadaan setimbang thermal terhadap satu sama lain” .

Benda ketiga C ini nanti yangakan kita sebut thermometer.

Dua benda A dan B yang

dalam kesetimbangan thermal

mempunyai tempertur yangsama.

A B

C



09/01/2014

4

► Alat yang digunakan untuk mengukur temperatur

disebut termometer

► Untuk mengukur temperatur secara kuantitatif,perlu skala numerik seperti oC, oF, K, oR

Physic-10

Common Temperature

Scales

Temperatures are reported in degrees

Celsius or degrees Fahrenheit.

Temperatures changed, on theother hand, are reported in Celsius

degrees or Fahrenheit degrees:

91 C F

5



09/01/2014

5

Converting from a Fahrenheit to a Celsius Temperature

A healthy person has an oral temperature of 98.6oF. What would this

reading be on the Celsius scale?

F6.66F32F98.6

degrees above ice point

C0.37 F

C1 F6.66

5

9

C0.37C0.37C0

ice point

Converting from a Celsius to a Fahrenheit

Temperature

A time and temperature sign on a bank indicates that the outdoor

temperature is -20.0oC. Find the corresponding temperature on

the Fahrenheit scale.

F0.36C1

FC0.20

5

9

degrees below ice point

F0.4F0.36F0.32

ice point



09/01/2014

6

PemuaianPemuaian

Suatu zat jika dipanaskan pada umumnyaakan memuai dan menyusut jika didinginkan

ΔL = α Lo ΔT

ΔA = β Ao ΔT

ΔV = γ Vo ΔT

ΔL, ΔA, ΔV = Perubahan

panjang, luas dan volume

L0, Ao, Vo = Panjang, luas dan

volume awal

T = Perubahan suhu (0C)

, , = Koefisien muai panjang,

Volume dan luas (0

C-1

)

Physic-10

= 3 dan = 2

Physic-10

Koefisien muai linear ( ) dari beberapa zat

padat :

Bahan (x 10-6 /Co)

Aluminium 25

Tembaga 17

Gelas (biasa) 9

Baja atau Besi 12

Kuningan 19

Timah 29

Gelas (pirex) 3,2

Invar (Ni-Fe alloy) 0,9



09/01/2014

7

Contoh soal

1. Sebuah cincin besi berdiameter 1,5 m pada

suhu 200C. Harus dipanaskan didalam ketel

dengan suhu berapakah cincin tersebut

agar diameternya menjadi 1,52 m, jika α besi

= 12 x 10-6 / 0C

T?Physic-10

•4oC → 0

oC : Volumenya membesar

•0oC → 4

oC : 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 AIR

Physic-10

memuai



09/01/2014

8

KalorKalor

Kalor merupakan transfer energi dari satu

benda ke benda lain karena adanyaperbedaan temperatur

Dalam satuan SI, satuan kalor adalah

joule dengan 1 kal = 4.186 J

1 kalori (kal) = kalor yang dibutuhkan

untuk menaikkan temperatur 1 gr airsebesar 1

oC

Physic-10

Jumlah kalor yang diperlukan untuk mengubahsuhu suatu sistem

Q = m c ΔTm = massa (gr)c = kalor jenis (kal/g0C)

ΔT = Perubahan suhu (0C)

Physic-10



09/01/2014

9

Jika bagian yang berbeda dari sistem

yang terisolasi berada pada temperatur

yang berbeda, kalor akan mengalir dari

temperatur tinggi ke rendah

Jika sistem terisolasi seluruhnya, tidak ada

energi yang bisa mengalir ke dalam atau

keluar, maka berlaku kekekalan energi

dengan

Qserap = Qlepas

Physic-10

Contoh soal

Hitunglah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 20 kg besi (c = 0,11 kal/g0C) dari100Cke900C

Jawab.

Q = m c ΔT

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

Physic-10



09/01/2014

10

Perubahan FasaZat dapat berbentuk padat, cair atau gas. Ketika

terjadi perubahan fasa, sejumlah kalor dilepasatau diserap suatu zat yaitu

Q=mL

Kalor penguapan air

(1000 C) = 530 kal/gr

Q = kalor (kalori)

m = massa (gr)

L = kalor laten (kal/gr)

Kalor peleburan es

(00C) = 80 kal/gr

Physic-10

Temperatur(0C)

Contoh

► Berapa banyak energi yang harus dikeluarkanlemari es dari 150 kg air pada 200 C untuk

membuat es pada – 120C

Jawab

-12

Q2=mes Les

Q3=mescesΔT

Q1=mair cair ΔT

0

20

Kalor yang ditambahkan

Qtot = Q1 + Q2 + Q3

Physic-10



09/01/2014

11

Kalor laten untuk mengubah cairan menjadi gas

tidak hanya pada titik didih (1000C) tetapi jugapada suhu ruang. Hal ini disebut evaporasi

Physic-10

22

Perubahan wujud benda

Wujud benda dapat dalam bentuk : padat , cair , gasPerubahan wujud benda dapat disebabkan oleh :perubahan tekanan dan atau temperatur benda.

P C

Padat cair

gasA

T

A : adalah titik triple , dimana wujud padat , cair danuap dalam kesetimbangan thermal ( temperatur sama)

C : adalah titik kritis (TC) , dimana pada temperatur >Tctidak terdapat wujud cairPada umumnya setiap benda mempunyai titik kritisdan titik triple sendiri



09/01/2014

12

Perpindahan kalor Kalor berpindah dari satu tempat

atau benda ke yang lain dengan tiga

cara :

1. konduksi

2. konveksi

3. radiasi

Physic-10

ΔQ

Δt

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

Konduksi

ΔT

l

Berpindahnya kalor dari satu tempat ke tempat lain

dengan cara tumbukan antar molekul, dengan laju

aliran kalor

H - KA

0

A = Luas penampang (m2)

T = Suhu (0C)

L = Tebal / panjang (m)

T1 T2

L

K besar

K kecil

konduktor

isolator

Physic-10



09/01/2014

13

Contoh

1. 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

Physic-10

Konveksi

kalor ditransfer dari satu tempat ketempat yang lain dengan pergerakanmolekul, zat atau materi

Konveksi paksa Konveksi alami

•Aliran udara panas/dingin dipantai

•Arus samudra yang hangat/dinginkarena perubahan cuaca

Sepanci air dipanaskanPhysic-10



09/01/2014

14

Radiasi

Kecepatan sebuah benda meradiasikan

energi/ persamaan stefan-Boltzmann

4e σATΔQ

Δt

e =koefisien pemancaran

σ= 5.67 x 10-8 W/m2K 4

A = Luas permukaan

T = suhu

Physic-10

ss l m ss l m

Physic-10

amateri 10 _fisika-dasar 1 suhu & kalor

Documents