Created by Mrs Mary
Created by Mrs Mary
Suhu adalah derajat panas atau dingin suatu benda
Defenisi Suhu
kalor merupakan salah satu bentuk perpindahan energi dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu lebih rendah
Defenisi Kalor
Termometer zat cair
00C
1000C
Titik tetap bawah
Titik tetap atas
Suhu es melebur
Suhu air mendidih
(XB)
(XA)
Titik tetap bawah
Titik tetap atas
B
AT
x
BABxT
100
Contoh 1Sebuah termometer ketika diletakkan dalam es yang meleleh, ketinggian raksanya 20 mm. Lalu ketika diletakkan dalam air yang mendidih, ketinggian raksanya 100 mm. Ketika termometer itu diletakkan dalam cairan tertentu, ketinggian air raksa adalah 45 mm. Berapa suhu cairan itu?PenyelesaianB = 20 mm
A = 100 mm
x = 45 mm
T ?
BABxT
100
Contoh 1
201002045
100
T
8025
100
T
1002580 T250080 T
802500
T 025,31
Suhu cairan 31,250
BABxT
100
Kelvin
00C
1000C
273 K
373 K
320F
2120F
00R
800R
Celcius Farenheit Reamur
Titik tetap bawah
Titik tetap atas
100 skala
100 skala
180 skala
80 skala
K
00
1000
273
373
320
2120
00
800
C F R
100
100
180
80
RKFC :::
4:5:9:5
RCFCKCC 000
5432
59273
80:100:180:100
Contoh 2
FCC
000 32
59
FC
000 3237
5937
FC 00 326.6637
Suhu badan manusia rata-rata 370 C, nyatakan dalam skala Fahrenheit
PenyelesaianC = 370CF?
FC 00 6.9837
Pengaruh kalor pada sebuah zat
Memuai atau Menyusut
Naik atau Turun Suhu
Berubah wujud
Pemuaian
Benda Padat
Benda Cair
Benda gas
Pemuaian volume
Pemuaian luas
Pemuaian panjang
Pemuaian volume
Pemuaian volume
Pemuaian PanjangTerjadi pada benda padat satu dimensi (hanya memiliki panjang)
l0
Sebelum dipanaskan, suhu T0Sesudah dipanaskan, suhu Tl
l0 = panjang awal benda (m)
l = panjang akhir benda (m)
Δl
Δl = pertambahan panjang (m)
T0 = suhu awal benda (0C atau K)
T = suhu akhir benda (0C atau K)
Δl = l – l0
ΔT = kenaikan suhu (0C atau K)
ΔT = T – T0
Pemuaian Panjang
Tll 0
Δl = pertambahan panjang (m) = l – l0
α = koefisien muai panjang ( /0C )
l0 = panjang awal benda (m)
ΔT = kenaikan suhu (0C atau K)
= T – T0
Koefisien muai panjang (α )berbagai zat pada suhu kamar
Zat α (0C) -1
Kaca 9 x 10-6
Baja 11 x 10-6
Tembaga 17 x 10-6
alumunium 24 x 10-6
Timah hitam 29 x 10-6
invar 0,9 x 10-6
1 m kaca bila dipanaskan 10C akan bertambah panjang 9 x 10-6 m1 cm kaca bila dipanaskan 10C akan bertambah panjang 9 x 10-6 cm1 m baja bila dipanaskan 10C akan bertambah panjang 11 x 10-6 m
Contoh 3
Sebuah jembatan yang terbuat dari baja memiliki panjang 500 m. Suhu minimum yang dicapai pada musim hujan adalah 100C dan suhu maksimum yang dicapai pada musim kemarau adalah 400C. Tentukan lebar celah yang harus disediakan pada salah satu ujung jembatan untuk memperhitungkan efek pemuaian!(koefisien muai baja 11 x 10-6 /0C)Diketahuil0 = 500 m
T0 = 100C
T = 400Cα = 11 x 10-6 /0C
DitanyaΔl?
Tll 0
Penyelesaian
Tll 0
)( 00 TTll )1040(5001011 6 l
30105500 6 lml 165,0
Panjang celah pada salah satu ujung jembatan adalah 0,165 m
Contoh 3
Pemuaian LuasTerjadi pada benda padat dua dimensi (memiliki panjang dan lebar)
Sebelum dipanaskan, suhu T0Sesudah dipanaskan, suhu T
A0 = luas awal benda (m2)
A = luas akhir benda (m2)
ΔA = pertambahan luas (m2)
T0 = suhu awal benda (0C atau K)
T = suhu akhir benda (0C atau K)
ΔA = A – A0
ΔT = kenaikan suhu (0C atau K)
ΔT= T – T0
A0A
Pemuaian Luas
TAA 0
ΔA= pertambahan luas (m2) = A – A0
β = koefisien muai luas ( /0C )
A0 = luas awal benda (m2)
ΔT = kenaikan suhu (0C atau K)= T – T0
= 2α
Contoh 4
20 4 rA
Sebuah bola berongga terbuat dari perunggu (koefisien muai linier α = 18 x 10-6 ?0C) pada suhu 00C. Jari-jarinya 1 m. Jika bola tersebut dipanaskan sampai 800C, berapa pertambahan luas permukaan bola?
α = 11 x 10-6 /0CDiketahui
T0 = 00C
T = 800C
r0 = 1 m
Ditanya ΔA?
20 14 A
40 A
Penyelesaian
TAA 0
Penyelesaian
TAA 0
)(2 00 TTAA )080(410182 6 A
8041036 6 A21152,0 mA
Pertambahan luas permukaan bola adalah 0,1152π m2
Contoh 4
Pemuaian VolumeTerjadi pada benda padat tiga dimensi (memiliki panjang dan lebar dan tinggi)
Sebelum dipanaskan, suhu T0Sesudah dipanaskan, suhu T
V0 = volume awal benda (m3)
V = volume akhir benda (m3)
ΔV = pertambahan volume (m3)
T0 = suhu awal benda (0C atau K)
T = suhu akhir benda (0C atau K)
ΔV = V – V0
ΔT = kenaikan suhu (0C atau K)
ΔT= T – T0
V0V
Pemuaian Volume
TVV 0
ΔV = pertambahan luas (m3)= V – V0
γ = koefisien muai volume ( /0C )
V0 = volume awal benda (m3)
ΔT = kenaikan suhu (0C atau K) = T – T0
= 3α
Koefisien muai volume (γ) berbagai zat cair pada suhu kamar
Zat γ (0C) -1
air 2,1 x 10-4
alkohol 1,12 x 10-3
raksa 1,82 x 10-3
bensin 9,6 x 10-3
udara 3,67 x 10-3
helium 3,665 x 10-3
1 L air bila dipanaskan 10C akan bertambah volumenya 2,1 x 10-4 L1 cm3 air bila dipanaskan 10C akan bertambah volumenya 2,1 x 10-4 cm31 L bensin bila dipanaskan 10C akan bertambah volumenya 9,6 x 10-3 L
Contoh 5Sebuah tangki bensin pada mobil memiliki kapasitas 40 L pada suhu 200C. Jika tangki diisi bensin sampai penuh, berapa banyak bensin akan meluber jika mobil dipanaskan di bawah sinar terik matahari sehingga suhu tangki mencapai 450C. (Abaikan pemuaian kecil dari tangki itu sendiri!)
Diketahui
T0 = 200CT = 450C
V0 = 40 LDitanya
γ bensin = 9,6 x 10-3 /0C
ΔV?
TVV 0
Penyelesaian
TVV 0
)( 00 TTVV
)2045(40106,9 3 V
2540106,9 3 V
LV 6,9
Bensin yang meluber adalah 9,6 L
Contoh 5
Contoh 6Sebuah bejana kaca pada 00X terisi penuh dengan 100 cm3 raksa. Jika suhu dinaikkan menjadi 200C, berapa cm3 raksa yang akan tumpah?
Diketahui
T0 = 00C
T = 200C
V0 kaca = V0 kaca = 100 cm3
Ditanya
α kaca = 9 x 10-6 /0C volum raksa yang tumpah (ΔV)?
γ raksa = 1,82 x 10-3 /0C
ΔV = ΔVraksa - ΔVkaca
TVV 0
PenyelesaianTVV 0
)(3 00 TTVV kacakacakaca
)020(1001093 6 kacaV
33 054,01054 cmVkaca
)( 00 TTVV raksaraksaraksa
)020(1001082,1 3 raksaV
364,3 cmVraksa
333 586,3054,064,3 cmcmcmVVV kacaraksa
Contoh 6
HUBUNGAN KALOR DAN KENAIKAN SUHU
m1m2
Bagaimana hubungan banyaknya kalor (Q) yang diperlukan untuk menaikan suhu dengan massa benda (m)?Semakin besar massa (m) benda semakin banyak kalor (Q) yang dibutuhkan untuk menaikkan suhunya
Q ~ m
HUBUNGAN KALOR DAN KENAIKAN SUHU
Apakah jumlah kalor (Q) yang diperlukan untuk menaikkan suhu bergantung pada jenis zat (c)?Jumlah kalor (Q) yang diperlukan untuk menaikan suhu berbeda untuk setiap jenis zat
Q ~ c
airminyak
HUBUNGAN KALOR DAN KENAIKAN SUHU
Bagaimana hubungan kenaikan suhu (ΔT) dengan jumlah kalor yang diperlukan?Semakin besar kenaikkan suhunya semakin besar jumlah kalor yang diperlukan
Q ~ ΔT
ΔT = 800CΔT = 400C
HUBUNGAN KALOR DAN KENAIKAN SUHU
TcmQ
Q = Jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat ( joule)
m = Massa zat (kg)
c = Kalor jenis zat (joule/kg0C)
ΔT = Kenaikan suhu zat (0C) = T – T0
Suhu akhir zat (0C)Suhu awal zat (0C)
Q ~ m Q ~ c Q ~ ΔT
Kalor Jenis Zat (c)
Jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 10C
Zat c (J/kg0C)
air 4200alumunium 900
raksa 140tembaga 390
besi atau baja 450alkohol 2400
Sifat khas suatu zat
Kapasitas Kalor (C)
Jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu benda sebesar 10C
Sifat khas suatu zat
TQC
TcmQ
TTmcC
mcC
Contoh 70,5 kg besi dinaikkan suhunya 30OC diperlukan
kalor 6750 joule, tentukan:a. kapasitas kalorb. kalor jenisc. kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhunya sebesar 40OC
Diketahui
ΔT = 300Cc. Q? bila ΔT = 450C
m = 0.5 kgDitanya
Q = 6750 J
a. C?
b. c?
Penyelesaian
Contoh 7
CJT
QCa 0/22530
6750.
ckgJ
mCc
mcCb
04505.0
225.
JQQ
TcmQc
9000404505.0
.
HUBUNGAN KALOR & PERUBAHAN WUJUD ZAT
LmQ
Q = Jumlah kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud suatu zat ( joule)
m = Massa zat (kg)
L = Kalor laten (joule/kg)
Pada perubahan wujud zat tidak terjadi perubahan suhu
Kalor Lebur (L)
Jumlah kalor yang dibutuhkan untuk mengubah wujud 1 kg
Zatkalor lebur (kJ/kg)
Lf
Kalor uap (kJ/kg) LU
air 334 2256alkohol 104 853raksa 11,8 272
tembaga 134 5069emas 64,5 1578perak 88,3 2336
Sifat khas suatu zat
GAS
CAIR
Perubahan Wujud
PADAT membekumencair
men
yubl
im
medeposisi
mengembunmenguap
Azas Black
“Bila sebuah sistem/benda melepas kalor maka akan ada sistem/benda lain yang
menerima kalor dengan jumlah yang sama”
Qlepas = Qterima
Contoh 8
Diketahui
T1 = 280C
m1 = 200 g
Dua ratus gram air bersuhu 280C dicampur dengan 20 gr air bersuhu 720C. Maka suhu air campuran yang terjadi adalah…0C (kalor jenis air 4200 J/kg0C)
T2 = 720C
m2 = 200 g
cair = 4200 J/kg0CQ (J)
T (0C)
28
72
TC
Q terima
QlepasΔT1
ΔT2
Penyelesaian
Contoh 8
DiketahuiT1 = 280Cm1 = 200 g
T2 = 720Cm2 = 20 gcair = 4200 J/kg0C
22 TcmQ airlepas
11 TcmQ airterima 1122 TcmTcm airair
1122 TmTm
282007220 CC TT: 20
281072 CC TT
Contoh 8
281072 CC TT
2801072 CC TT
CC TT 171028072
CT11352
CTC032
11352
Suhu akhir campuran adalah 320C
Contoh 9
Lima ratus gram air teh bersuhu 700C akan dibuat es teh. Ketika sejumlah es bersuhu -50c dicampurkan, ternyata hanya setengahnya yang meleleh. Berapa banyak es yang dicampurkan?
Q (J)
T (0C)
-5
70
TQ terima
Qlepas
ΔT2
ΔT1
A
B C
D
Diketahui
T1 = 700C
m1 = 500 g
T2 = -50C
ces = 0,5 kal/g0Ccair = 1 kal/g0CLf = 80 kal/g0C
Contoh 9
Q (J)
T (0C)
-5
70
TQ terima
Qlepas
ΔT2
ΔT1
A
B C
DDiketahui
T1 = 700C
m1 = 500 g
T2 = -50C
ces = 0,5 kal/g0C
cair = 1 kal/g0C
Lf = 80 kal/g0C
11 TcmQ airterima
Penyelesaian
BCABlepas QQQ
0701500 0
fes LmTcm 221
22
80505.0 221
2 mm
22 405,2 mm 25,42 m
35000
Contoh 9
kalQterima 35000
25,42 mQlepas lepasterima QQ
25,4235000 m
5,4235000
2 m
gm 5,8232
Banyaknya es yang dimasukkan adalah 823,5 g