Suhu dan Kalor
Kemampuan dasar yang akan Anda miliki setelah mempelajari bab ini adalah sebagai berikut:
terhadap suatu zat.
kalor.
pemecahan masalah.
a. Ada Berapa Jenis Termometer?
Jenis-jenis termometer adalah termometer bimetal, termometer hambatan, termokopel, termometer gas, dan pirometer.
Suhu dan Pemuaian
b. Kalibrasi Termometer
Suhu termasuk besaran pokok dalam fisika. Standar untuk suhu disebut titik tetap.
Ada dua titik tetap, yaitu titik tetap bawah dan titik tetap atas.
Hubungan Panjang Kolom Raksa dan Bacaan Suhu
Saat suhu mencapai kira-kira -273,16°C, gerak partikel berhenti, sehingga tidak ada lagi panas yang dapat diukur, disebut nol mutlak.
Skala Kelvin
Skala Kelvin disebut juga skala termodinamik atau skala mutlak.
Hubungan antara skala Celsius dan skala Kelvin
Hubungan antara skala Fahrenheit dan skala Celcius
ΔF : ΔC = 180 : 100
ΔF : ΔC = 9 : 5
Skala Fahrenheit
(tf – 32) : tc = 9 : 5
Jika sebuah benda dipanasi, partikel-partikel di dalamnya bergetar lebih kuat sehingga saling menjauh disebut memuai.
Jika benda didinginkan, getaran-getaran partikel lebih lemah, dan partikel-partikel saling mendekatan disebut menyusut.
Pemuaian
Pemuaian Zat Padat
Koefesien muai panjang (α)suatu bahan adalah perbandingan antara pertambahan panjang (Δl) terhadap panjang awal benda (l₀)per satuan kenaikan suhu (ΔT).
Pemuaian Panjang
Bagaimana rumus kuantitatif untuk pertambahan panjang?
Alat Muschenbrock untuk membandingkan muai panjang dari berbagai logam yang dipanaskan.
Koefisien muai luas (β) suatu bahan adalah perbandingan antara pertambahan luas benda (ΔA) terhadap luas awal benda (A₀) persatuan kenaikan suhu (ΔT).
Pemuaian Luas
Pemuaian dalam arah memanjang dan arah melebar.
Hubungan koefisien muai luas dengan koefisien muai panjang.
Pemuaian Volum
Koefisien muai volum (Υ) suatu bahan adalah perbandingan pertambahan volum terhadap volum awal benda (V₀) per satuan kenaikan suhu (ΔT).
Pemuaian volum
dengan ΔV = V – V₀
Pemuaian Volum Zat Cair
Pemuaian volum zat cair lebih besar daripada pemuaian volum zat padat untuk kenaikan suhu yang sama.
Pemuaian volum zat cair
dengan ΔV = V – V₀
Pada suhu 0°C dan 4°C air menyusut dan di atas suhu 4°C air memuai. Sifat pemuaian air yang tidak teratur disebut anomali air.
Apa yang dimaksud dengan anomali air?
Untuk jumlah gas yang tetap, keadaan suatu gas dinyatakan oleh tiga variabel, yakini tekanan, volum, dan suhu mutlaknya.
Pemuaian Gas
Kalor sebagai energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah ketika kedua benda bersentuhan.
Apakah Perbedaan antara Suhu, Kalor,
dan Energi Dalam?
energi kinetik satu molekul zat
Suhu
perpindahan sebagian energi dalam dari suatu zat ke zat lain karena adanya perbedaan suhu
Kalor
ukuran energi seluruh molekul dalam zat
Energi dalam
Teori Kalorik dan Teori Kinetik
benda yang suhunya tinggi mengandung lebih banyak kalorik daripada benda yang suhunya rendah
Teori Kalorik
dalam benda yang panas, partikel-partikel bergerak lebih cepat, dan memiliki energi yang lebih besar daripada partikel-partikel dalam benda yang lebih dingin
Teori Kinetik
Ada hubungan antara kalor yang diberikan (Q) dengan kenaikan suhu (ΔT).
Persamaan Kalor
Kalor jenis didefinisikan sebagai kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg suatu zat sebesar 1 K atau 1°C.
Apakah Kalor Jenis Itu?
Kapasitas kalor adalah banyak kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu benda sebesar 1⁰C.
Kapasitas Kalor
Prinsip kekalan energi (Asas Black) kalor yang dilepaskan oleh air panas (Qlepas) sama dengan kalor yang diterima air dingin (Qterima).
Asas Black
Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kalor.
Kalorimeter
Perubahan Wujud Zat
Grafik Pemanasan dan
Pendinginan Lilin
Titik lebur adalah suhu pada waktu zat melebur.
Kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud 1 kg zat padat menjadi cair dinamakan kalor laten lebur atau kalor lebur.
Melebur dan Membeku
Kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud 1 kg zat cair menjadi uap pada titik didih normalnya dinamakan kalor laten uap atau kalor uap.
Kalor yang dilepaskan untuk mengubah wujud 1 kg uap menjadi cair pada titik didih normalnya dinamakan kalor laten embun atau kalor embun.
Menguap, Mendidih, dan Mengembun
Lemari Es
Peristiwa menyumblim dimanfaatkan dalam teknik pengeringan beku (freeze drying).
Menyumblim
Kalor berpindah dari benda yang suhunya tinggi ke benda yang suhunya rendah.
Perpindahan Kalor
Ada tiga cara perpindahan kalor, yaitu :
Konduksi dapat terjadi dalam dua proses berikut.
Perpindahan Kalor secara Konduksi
Proses perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan partikel dinamakan konduksi.
Berdasarkan kemampuan menghantar kalor, zat dibagi atas dua golongan besar, yaitu konduktor dan isolator.
Faktor-faktor apa yang Memengaruhi
Laju Kalor Konduksi?
ΔT₁ = T₁ - T dan ΔT₂ = T₂ - T, suhu pada titik sambungnya T.
Bagaimana Suhu pada Sambungan Dua Batang Logam yang Berbeda Jenis?
Proses perpindahan kalor dari satu bagian fluida ke bagian lain fluida oleh pergerakan fluida itu sendiri dinamakan konveksi.
Perpindahan Kalor Secara Konveksi
Konveksi dalam Keseharian
Konveksi dalam Keseharian
Faktor-faktor yang Memengaruhi
Laju Kalor Konveksi
Laju kalor Q/t sebanding dengan luas permukaan benda A yang bersentuhan dengan fluida dan benda suhu ΔT di antara benda dan fluida.
h adalah koefisien konveksi
nilai h untuk tubuh manusia adalah 7,1 Js⁻1 m⁻2 K⁻1.
Perpindahan kalor melalui ruang hampa karena energi kalor dibawa dalam bentuk gelombang elektromagnetik disebut radiasi.
Perpindahan Kalor secara Radiasi
Penyerap Kalor Radiasi yang Baik dan Buruk
Faktor-faktor yang Memengaruhi
Lajur Kalor Radiasi
Hukum Stefan-Boltzmann, yang berbunyi: energi yang dipancarkan oleh suatu permukaan hitam dalam bentuk radiasi kalor tiap satuan waktu (Q/t) sebanding dengan luas permukaan (A) dan sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak permukaan itu (T⁴).
e adalah koefisien yang disebut emisivitas.
Emisivitas adalah suatu ukuran seberapa besar pemancaran radiasi kalor suatu benda dibandingkan dengan benda hitam sempurna.
Pemanfaatan Radiasi
Pendingin Rumah
Rumah Kaca
Panel Surya