SUHU
Suhu menunjukkan derajat panas benda. Mudahnya, semakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis, suhu menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap atom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa getaran. Makin tingginya energi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut.
Suhu juga disebut temperatur yang diukur dengan alat termometer. Empat macam termometer yang paling dikenal adalah Celsius, Reumur, Fahrenheit dan Kelvin. Perbandingan antara satu jenis termometer dengan termometer lainnya mengikuti:
C : R : (F-32) = 5 : 4 : 9, dan K = C - 273.
Karena dari Kelvin ke derajat Celsius, Kelvin dimulai dari 273 derajat, bukan dari -273 derajat. Dan derajat Celsius dimulai dari 0 derajat. Suhu Kelvin sama perbandingannya dengan derajat Celsius yaitu 5 : 5, maka dari itu, untuk mengubah suhu tersebut ke suhu yang lain, sebaiknya menggunakan atau mengubahnya ke derajat Celsius terlebih dahulu, karena jika kita menggunakan Kelvin akan lebih rumit untuk mengubahnya ke suhu yang lain.
Alat Ukur Suhu
Alat ukur suhu adalah Termometer
Secara kualitatif, kita dapat mengetahui bahwa suhu adalah sensasi dingin atau hangatnya sebuah benda yang dirasakan ketika menyentuhnya. Secara kuantitatif, kita dapat mengetahuinya dengan menggunakan termometer. Suhu dapat diukur dengan menggunakan termometer yang berisi air raksa atau alkohol. Kata termometer ini diambil dari dua kata yaitu thermo yang artinya panas dan meter yang artinya mengukur.
Beberapa tipe termometer antara lain:
- termometer alkohol
- termometer infra merah
- termometer cairan kristal
- silicon bandgap temperature sensor
- six's thermometer, juga dikenal sebagai maximum minimum thermometer
Termometer yang biasanya dipakai sebagai berikut:
· Termometer bulb (air raksa atau alkohol)
· Termometer non kontak
· Termometer elektronik
KALOR
Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit.
Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda(zat) bergantung pada 3 faktor :
1. massa zat
2. jenis zat (kalor jenis)
3. perubahan suhu
Sehingga secara matematis dapat dirumuskan :
Q = m.c.
Kalor dapat dibagi menjadi 2 jenis :
- Kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu
- Kalor yang digunakan untuk mengubah wujud (kalor laten), persamaan yang digunakan dalam kalor laten ada dua macam Q = m.U dan Q = m.L. Dengan U adalah kalor uap (J/kg) dan L adalah kalor lebur (J/kg)
Dalam pembahasan kalor ada dua kosep yang hampir sama tetapi berbeda yaitu kapasitas kalor (C) dan kalor jenis (c). Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1 derajat celcius. Alat yang digunakan untuk menentukan besar kalor jenis adalah kalorimeter. Secara matematis ditulis :
c = 
Dimana :
Q = kalor atau kalori yang dibutuhkan
m = massa benda (kg)
c = kalor jenis (kalg-1 0C atau Jkg-1 oC-1)
= perubahan suhu (oC)
Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan suatu zat untuk menaikkan suhu sebesar 1oC. Secara matematis ditulis :
mc = C = 
Pengaruh Kalor Terhadap Perubahan Wujud Zat
Kalor yang diserap oeh suatu zat tidak selalu menyebabkan suhunya naik. Kadang kala kalor yang diserap suatu zat dapat megubah wujud zat tersebut, misalnya es dipanaskan akan mencair, dan air yang didinginkan akan membeku menjadi es. Pada saat terjadi perubahan wujud, hanya wujudnya saja berubah kecuali suhunya yang tetap.
a. Proses melebur dan membeku
Kalor yang dubutuhkan untuk melebur disebut kalor laten peleburan atau kalor lebur ( L ), sedangkan kalor yang dilepaskan ketika zat membeku disebut kalor laten pembekuan atau kalor beku ( L ), berarti kalor lebur = kalor beku. Jadi, kalor lebur suatu zat didefinisikan sebagai kalor yang diperlukan leh satu satuan massa zat untuk melebur seluruhnya pada titik leburnya. Jika suatu zat massanya m kg, untuk melebur dibutuhkan kalor sebesar Q joule. Satuan kalor lebur adalah joule per kilogram atau Jkg-1 . Berdasarkan definisi ini, kalor lebur (L) zat tersebut dapat ditulis menjadi :
b. Proses menguap dan mengembun
Besar kaor yang digunakan untuk menguap zat disebut I kalor laten penguapan atau kalor uap ( L ). Kalor uap suatu zat didefinisikan sebagai kalor yang dibutuhkan oleh suatu satuan massa zat untuk menguap pada titik uapnya. Besarnya kalor yang dibebaskan oleh suatu zat ketika terjadi pengembunan disebut kalor laten pengembunan atau kalor embun. Kalor embun suatu zat didefinisikan sebagai kalor yang ilepaskan oleh suatu satuan massa zat untuk mengembun pada titik embunya. Berdasarkan percobaan, menunjukkan bahwa kalor uap suatu zat sama dengan kalor embunnya. Jika suatu zat massanya m kg, untuk menguap pada titik didihnya, diperlukan kaloe sebesar Q joule. Berdasarkan hal tersebut, pada saat zat tersebut menguap, berlaku persamaan :
Walaupun mempunyai persamaan yang sama tapi mempunyai pengertian yang berbeda. Satuan L pada kedua persamaan tersebut juga sama Jkg-1.
Hubungan antara Perubahan Suhu dan Perubahan Wujud
Analisis grafik perubahan wujud pada es yang dipanaskan sampai menjadi uap. Dalam grafik ini dapat dilihat semua persamaan kalor digunakan.
Keterangan :
Pada Q1 es mendapat kalor dan digunakan menaikkan suhu es, setelah suhu sampai pada 0 C kalor yang diterima digunakan untuk melebur (Q2), setelah semua menjadi air barulah terjadi kenaikan suhu air (Q3), setelah suhunya mencapai suhu 100 C maka kalor yang diterima digunakan untuk berubah wujud menjadi uap (Q4), kemudian setelah berubah menjadi uap semua maka akan kembali terjadi kenaikan suhu kembali (Q5).
Kesetaraan kalor
a. Kesetaraan kalor mekanik
Dari hasil percobaan James Prescott Joule, beluai mendapat kesetaran kalor mekanik, yaitu 1 kalori = 4,186 joule ( 4,2 J ). Pada percobaan Joule, berlaku hubungan kekekalan energi dan terjadi perubahan energi mekanik menjadi energi dalam bentuk kalor.
b. Asas Black
Hukum kekekalan energi dalam bentuk kalor sering disebut dengan asas Black. Hokum ini menyatakan bahwa utnuk berbagai benda yang dicampur dan diisolasi serpuena terhadap lingkungan, banyak kalor yang dilepas bennda sama dengan kalor yang diterima benda lainya.
Qlepas=Qterima
Pemuaian zat padat
a. Pemuaian panjang
Zat padat jika dinaikkan suhunya akan megalami pemuaian ke segala arah.dirumuskan :
dengan :
= penambahan panjang ( m)
= panambahan suhu (oC atauoK)
= panjang mula mula ( m )
= panjang akhir ( m)
= koefisien muai panjang (/oC
atau /K)
b. Pemuaian luas
Bila benda padat berbentuk persegi panjang dipanaskan, maka akan memuai dalam arah memanjang dan melebar. Dengan rumus :
Dengan :
= penambahan luas ( m2 )
= penambahan suhu (oC atau K)
= luas mula mula ( m2)
= panjang akhir ( m2 )
= koefisien mula luas ( /oC atau /K )
= 2α
c. Pemuaian volume
Bila benda berbentuk balok dipanaskan akan terjadi pemuaian dalam arah panjang, lebar, dan tinggi. Dengan rumus :
Dengan :
= penambahan volume ( m3 )
= penambahan suhu (oC atau K)
= volume mula mula ( m3)
= panjang akhir ( m3 )
= koefisien mula volume ( /oC atau /K )
= 3α
Pemuaian zat cair dan gas
a. Pemuaian zat cair
Jika zat padat memiliki koefisien panjang, luas dan volume,zat cair hanya mempunyai koefisien volume saja yang dilambangkan dengan . Hal ini kerena zat cair tidak dapat diukur dalam satudimensi dan dua dimensi. Jika volume zat cair pada saat suhunya 
adalah 
, kemudain zat cair itu dipanaskan sehinggasuhunya menjadi 
, akan terjadi pemuaian. Jika volumenya bertambah sebesar , dapat ditulis :
)
Setelah suhunya naik, volumenya menjadi
Pada persamaan tidak berlaku pada air yang bersuhu antara 0oC sampai dengan 4oC karena ada anomali air. Akan tetapi, diluar batas suhu 0oC – 4oC persamaan tersebut tetap berlaku.
b. Pemuaian Gas
Jika gas pada tekanan 
, volum 
, dan suhu mutlak dipanaskan sehingga tekanannya menjadi 
, volum 
, dan suhu mutlak 
, maka hubunganantara kedua keadaaan gas ini dinyatakan oleh hukum Boyle – Gay lussac
Perpindahan kalor
a. Konduksi
Konduksi adalah perpindahan kalor memalui zat perantara dan selam terjadi perpindahan kalor tida disertai dengan perpindahan prtikel – partikel zat perantaranya.p pepindaham kalorsecara konduksi per satuan waktu adalah :
b. Konveksi
Konveksi terbagi atas dua bagian yaitu konveksi alamiah dan konveksi paksa. Secara matematis dapat dirumuskan :
c. Radiasi
Radiasi atau pancara adalah perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik tanpa memerlukan medium.
1 komentar:
wow, thanks, membantu banget inii :)
Silahkan coment yang sopan ....