Zat dan kalor

Zat dan Kalor
KLIK
http://about.me/muafriz

Zat dan Kalor
Peristiwa perubahan suhu dan perubahan wujud zat
akibat perbindahan kalor sering Anda alami dalam
kehidupan sehari-hari. Akan tetapi, tahukah Anda
perbedaan suhu dan kalor? Apakah akibat-akibat dari
perubahan suhu dan perpindahan kalor pada suatu
zat?
KLIK KLIK
Untuk lebih jelasnya, Anda dapat mempelajari
pembahasan berikut ini mengenai suhu, kalor dan
perpindahannya, serta fenomena-fenomena yang
disebabkan oleh perubahan suhu dan perpindahan
kalor.
Zat dan Kalor

Rangkuman
Zat dan Kalor
Pengaruh Kalor terhadap Zat
Kesetaraan Kalor
Pemuaian Zat
Perpindahan Kalor
Daftar Pustaka
Peta Konsep

Kalor Merupakan salah satu energi. Pengertian kalor sebagai bentuk energi, baru
berkembang pada awal abad ke-19. Sebelumnya, kalor dianggap sebagai suatu zat
yang dapat mengalir dari benda ke benda lainya. Jika kalor dianggap sebagai suatu
zat, kalor haruslah memiliki massa karena setiap zat memiliki massa. Ternyata, kalor
tidak memiliki massa. Jadi, kalor bukanlah suatu zat.
Suhu adalah derajat panas atau dinginya sebuah benda, sedangkankalor adalah
energi yang dipindahkan oleh benda ke benda lain karena perbedaan suhu. Oleh
karena kalor merupakan salah satu bentuk energi, satuan kalor sama dengan satuan
energi, yaitu joule (J). Sebelum diketahui bahwa kalor merupakan salah satu bentuk
energi, orang sudah membuat satuan dari kalor, yaitu kalori. Sampai saat ini pun
satuan kalori masih digunakan, misalnya dalam bidang kesehatan.
Secara unmum, 1 kalori didefinisikan sebagai berikut.
Satu kalori adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu satu
gram air sebesar 1°C
Selanjutnya

1. Pengaruh Kalor terhadap Kenaikan Suhu Zat
2. Pengaruh Kalor terhadap Perubahaan Wujud Zat
Kembali

Pengaruh Kalor terhadap Kenaikan Suhu Zat
a. Kalor Jenis
b. Kapasitas Kalor
Kembali

Kalor Jenis
Jika suatu zat menerima kalor, suhu benda zat tersebut akan naik. Hasil Percobaan
menunjukan bahwa besarnya kenaikan suhu dari zat berbanding lurus dengan
banyaknya kalor yang diterima oleh zat tersebut, dan berbanding terbalik dengan
massa zat. Besarnya kalor untuk menaikan sugu satu satuan massa zat bergantung
pada jenis zat. Oleh karena itu, kalor jenis adalah banyaknya kalor yang deperluan
suatu zat untuk menaikan suhu 1 kg zat tersebut sebesar 1°C.
Berdasarkan definisi tersebut maka hubungan antara banyaknya kalor aynag diserap
oleh suatu benda dan kalor jenis benda serta kanaikan suhu benda dituliskan dalam
bentuk persamaan berikut.
Q = kalor (kalori atau joule)
m = massa benda (gram atau kg)
c = kalor jenis (kalg-1 °C-1 atau Jkg-1 ° C-1 )
ΔT= Perubahan Suhu (°C)
KLIK
Contoh soal
Kembali

Contoh Soal
Jika suatu zat memiliki kalor jenis tinggi, zat itu….
a. Lambat mendidih
b. Cepat mendidih
c. Lambat melebur
d. Lambat naik suhunya jika dipanaskan
e. Cepat naik suhunya jika dipanaskan
Pilih (klik) salah satu jawaban

Kapasitas Kalor
Untuk benda yang Bermassa etap, nilai mc pada persamaan kalor jenis memiliki nilai
tetap pula. Nilai mc dapat dipandang sebagai kesatuan. Oleh karena itu, mc diberi
nama khusus, yaitu kapasitas kalor. Kapasitas kalor dapat diartikan sebagai
kemamampuan menerima atau melepaskan kalor dari suatu benda untuk perubahan
suhu sebesar 1°C.
Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu suatu benda sebanding
dengan kapasitas kalor benda tersebut, dan sebanding dengan kapasitas kalor benda
tersebut, dan sebanding pula dengan perubahan suhunya. Kapasitas kalor (C) dapat
diartikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan suatu zat menaikan suhu sebesar
1°C
Hubungan antara benyaknya kalor yang diserap oleh suatu benda dan kapasitas klor
benda serta kenaikan suhu benda dituliskan dalam bentuk persamaan:
KLIK
Q = kalor (kalori atau joule)
C = kapasitas kalor (kal°C-1 atau J°C-1 )
ΔT= Perubahan Suhu (°C)
Contoh soal

Contoh Soal
Kalor jenis air 1 kalg-1 ° C-1 . Tentukanlah kapasitas kalor dari 5 liter air
dalam satuan J°C-1 , jika 1 kal = 4,2 J.
Jawab:
Diketahui:
1 kal = 4,2 J
Kalor jenis air (ca) = 1 kalg-1 ° C-1 = 4.200 Jkg-1 °C-1
Massa air (ma) = 5 liter = 5 kg
Diperoleh: C = mc = (5 kg) (4.200 Jkg-1 °C-1)
= 21.000 J°C-1 = 21 k J°C-1
Kembali

WOOW!! SAYANG
SEKALI!!Jawaban Anda
Sudah Tepat
Pembahasan:
Diketahui
KLIK
Untuk pembahasan
Dari persamaan ini, dapat ditentukan bahwa untuk nilai
c yang besar, ΔT mejadi kecil. Hal ini berarti, zat
tersebut lambat naik suhunya
Kembali

WOWW!! Selamat!!!
Jawaban Anda Belum
Tepat
Kembali ke soal

Pengaruh Kalor terhadap Perubahan Wujud Zat
Proses Melebur dan Membeku
Proses Mengup dan Mengembun
Hubungan antara Perubahan suhu dan
Perubahan Wujud
Kembali

Perubahan wujud zat dari padat menjadicair disebut mencair atau mencair, sebaliknya
perubahan wujud zat dari cair menjadi padat disebut membeku.
Kalor yang dibutuhkan 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). Berdasrkan hasil percobaan menunjukan bahwa kalor
lebur = kalor beku. Jadi, kor lebur suatu zat dapat didefinisikan sebagai kalor yang
diperlukan oleh satu satuan massa zat untuk melebur seluruhnya pada titik
leburnya.
Jika suatu zat massanya m kg, untuk meleburnya seluruhnya dibutuhkan kalor
sebesar Q joule. Berdasarkan definisi ini, kalor lebur (L) zat tersebut dapat dituliskan
menjadi
KLIK
Dari persamaan ini, dapat Anda tentukan satuan dari kalor lebur adalah joule per
kilogram atau Jkg-1.
Selanjutnya

Setiap jenis zat memiliki kalor Lebur atau kalor beku yang berbeda-beda bergantung
pada jenis zatnya. Misalnya kalor lebur es berbeda dengan kalor lebur alkohol atau klor
lebur raksa.
Dari hasil percobaan di[eroleh kalor lebur es pada suhu 0°C dan tekanan 1 atmosfer
adalah 3,36 105 Jkg-1.
 Kembali Grafik perubahan wujud dari es menjadi air

Proses Menguap dan Mengembun
Menguap merupakan proses perubahan wujud dari cair menjadi uap. Peristiwa
menguap sangat penting bagi kehidupan di Bumi. Air di permukaan laut dan di
permukaan bumi menguap karena pengaruh pemanasan oleh sinar matahari. Setelah
uap mencapai keadaan jenuh di udara, akan terjadi proses pengembunan, dan akan
turun kembali ke Bumi menjadi huja. Jadi, tanpa adanya proses penguapan tidak akan
ada hujan, sungai, dan danau pun akan kering. Tumbuhan dan makhluk hidup lainnya
tidak dapat melangsungkan kehidupan.
Selanjutnya

Setiap zat membutuhkan kalor yang berbeda untuk menguap. Untuk
menguap. Untuk menguapkan 1 kg air dibutuhkan kalor yang berbeda dengan
untuk menguapkan 1 kg alkohol. Besar kalor yang digunakan untuk
menguapkan zat disebut kalor laten penguapan atau kalor uap (U). Kalor uap
suatu zat didefinisikan sebagai kalor yang dibutuhkan oleh satu 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. Setiap zat yang berbeda
akan memiliki kalor embun yang berbeda pula. Kalor embun suatu zat
didefinisikan sebagai kalor yang dilepaskan oleh suatu satuan massa zat untuk
mengembun pada titik embunnya.
Kembali Selanjutnya

Hasil percobaan menunjukan bahwa kalor yang dibutuhan ketika suatu zat
menguap sama dengan kalor yang dilepaskan ketika zat tersebut
mengembun. Oleh karena itu, kalor uap suatu zat sama dengan kalor
embunnya
Jika suatu zat massanya m kg, untuk menguap pada titik didihnya, diperlukan
kalor sebesar q joule. Bedasarkan definisi uap (U), saat zat tersebut menguap,
akan berlaku persamaan
KLIK
Kembali Selanjutnya

Kembali
Tabel Laten

Hubungan antara Perubahan Suhu dan Perubahan
Wujud
Kembali
A
D
B C
C
E
1. Proses A-B
Q1= mes ces ΔTes
2. Proses B-C
Q2 = mes L (kalor lebur)
3. Proses C-D
Q3= mair cair ΔTair
4. Proses D-E
Q4 = mair U (kalor uap)

Kesetaraan Kalor
Kesetaraan Kalor Mekanik
Asas Black
Kembali

Sesuai dengan hukum kekekalan energi, enenrgi tidak dapat diciptakan dan tidak
dapat dimusnahkan, tetapi energi dapat diubah dari bentuk energi lainnya. Dengan
demikian, energi dalam bentuk kalor dapat berasal dari energi dalam bentuk lain.
Dengan menerapkan hukum kekekalan energi tersebut dapat dilakukan pengukuran-pengukuran
kalor. Alat untuk mengukur kalor disebut kalorimeter.
James Pescott Joule melakukan suatu percobaan
dengan menggunakan sebuah peralatan, seperti yang
terlihat pada gambar di samping. Air dalam silinder
diaduk oleh sudu-sudu yang dapat berputar kerena
dihubungkan dengan sebuah massa. Pada saat M
dilepaskan, tali yang dihubungkan denagn sebuah
katrol akan memutar sudu-sudu di dalam silinder.
Sudu-sudu bergesekan dengan air sehingga manaikan
suhu air. Berdasarkan kenaikan suhu air tersebut dapat
dihitung bersarnya kalor yang diterima oleh air.
Selanjutnya

Dari hasil percobaan tersebut, Joule mendapatkan kesetaraan kalor mekanik,
yaitu 1 kalori = 4,186 joule, dan sering dibulatkan 1 kal = 4,2 J
o
Kembali

Asas Black
Hukum kekekalan energi dalam bentuk kalor sering disebut dengan asas Black. Asas
Black menyatakan bahwa kalor yang dilepaskan oleh sebuah benda yang sama dengan
kalor yang diterima oleh benda lain. Dengan menggunakan asas Black, kalor jenis
suatu zat dapat ditentukan dengan menggunakan kalorimeter. Termos merupakan
salah satu alat yang menerapkan prinsip kerja kalorimeter. Tahukah Anda fungsi dan
prinsip kerja kalorimeter?
Kalormeter terdiri atas sebuah wadah air yang dilengkapi dengan isolator supaya
tidak terjaid pertukaran energi antara aklorimeter dan lingkungannya. Selain itu,
kalorimeter juga dilengkapi dengan sebuah termometer untuk mengukur suhu air dan
pengaduk supaya suhu air di dalam kalorimeter merata.
Setelah terjadi keseimbangan termal antara air dan zat yang akan diukur kalor
jenisnya, misalnya kalor jenis logam, akan berlaku persamaan:
KLIK
Selanjutnya
Kembali

Asas Black
Jika kalorimeter tidak menyerap kalor, kalor yang dilepaskan oleh logam akan sama
dengan kalor yang akan diterima oleh air. Perlu diketahui, sebelum dimasukkan ke
dalam kalorimeter, massa logam, massa air, suhu logam, dan suhu air harus diukur.
Setelah terjadi kesetimbangan termal, suhu logam akan menjadi sama dengan suhu air
sehingga persamaan dapat ditulis menjadi
KLIK
Dengan:
mℓ = massa logam (kg)
cℓ = kalor jenis logam (Jkg-1℃-1 )
ΔTℓ = perubahan suhu (℃ )
m풶 = massa air (kg)
c풶 = kalor jenis air (Jkg-1℃-1 )
ΔT풶 = perubahan suhu (℃ )
Kembali

Pemuaian Zat
Zat tersusun atas atom. Kumpulan atom-atom membentuk molekul. Molekul-molekul
pembentuk zat senantiasa bergerak dan menimbulkan gaya tarik-menarik.
Jika dipanaskan, gerakan molekul-molekulnya makin cepat. Hal
tersebut menyebabkan terjadinya dorongan antara satu molekul dan molekul
yang lain sehingga jarak antarmolekulnya menjadi lebih besar. Molekul-molekul
akan menempati ruang yang lebih besar. Peristiwa tersebut
dinamakan pemuaian.
Sebaliknya, jika suatu zat didinginkan, gerakan molekul-molekulnya
menjadi lebih lambat. Gaya tarik-menarik antarmolekulnya menjadi lebih
besar sehingga jarak anatrmolekul menjadi kecil. Zat tersebut mengalami
penyusutan. Jadi, dapat disimpulkan bahwa pada umumnya semua zat jika
dipanaskan akan memuai dan jika didinginkan akan menyusut.
Kembali
Selanjutnya

Pemuaian Zat
Kembali
1. Pemuaian Zat Padat
2. Pemuaian Zat Cair dan Gas

Pemuaian Zat Padat
Pemuaian Panjang
Pemuaian Luas
Pemuaian Volume
Manfaat Pemuaian
Permasalahan Akibat Pemuaian
Kembali

Pemuaian Panjang
Untuk membedakan sifat muai berbagai macam zat digunakan konsep koefisien muai
dan untuk pemuaian panjang disebut koefisien muai panjang. Koefisien muai panjang
didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang batang dari
panjangnya semula untuk setiap kenaikan suhu sebesar satu satuan suhu. Pada
umumnya satuan suhu yang digunakan adalah derajat Celcius, sedangkan dalam SI
digunakan skala Kelvin. Pelu diingat kembaliselang antarskala dalam skala Celcius
sama dengan skala Kelvin sehingga ΔT dalam ℃ sama dengan ΔT dalam K. Koefisien
muai panjang dinyatakan dalam α. Secara matematis, dapat dirumuskan sebagai:
KLIK
Dengan:
Δℓ = pertambahan panjang batang (m)
ℓ0 = panjang batang mula-mula
ΔT =perubahan suhu (℃ )
Kembali Selanjutnya

Pemuaian Panjang
Satuan dari α adalah ℃-1 (per derajat celsius) atau dalam SI adalah K-1 (per
kelvin)
Sebuah batang logam pada suhu T0 memiliki panjang ℓ0 . Logam tersebut
dipanaskan hingga mencapai suhu T1 dan pertambahan panjangnya
ditentukan dari persamaan :
Dapat diukur pula bahwa Δℓ = ℓT − ℓ0 (dengan ℓT = panjang logam setelah
pemuaian) sehingga
ℓT − ℓ0 = α ℓ0 ΔT
ℓT = ℓ0 + α ℓ0 ΔT
atau
KLIK
Kembali KLIK

Pemuaian Luas
Jika Anda memiliki sebuah pelat besi atau pelat tembaga ataupun selembar kaca
yang akan dipasang sebagai kaca jendela, benda-benda tersebut akan memuai ke arah
panjang dan lebar. Pemuaian dalam dua arah ini disebut muai luas. Jadi, pemuaian luas
adalah perkalian antara muai panjang dan mulai lebar. Oleh karena muai lebar juga
merupakan muai panjang maka koefisien muai luas dapat diartikan sebagai koefisien
muai panjang ditambah koefisien muai panjang.
Koefisien muai luas (β) suatu bahan adalah fraksi pertambahan luas benda (ΔA)
terhadap luas awal benda (A0) per satuan kenaikan suhu (ΔT). Secara matematis, β
dinyatakan
Pemuaian luas
dengan
ΔA = A – A0 = pertambahan luas (m2),
A = luas akhir benda (m2).
KLIK
KLIK
Kembali

Walaupun di dalam kehidupan sehari-hari yang banyak digunakan adalah
perhitungan koefisien muai panjang, perlu disadari bahwa benda tidak memuai hanya
dalam arah panjang saja, tetapi dalam semua arah. Oleh karena itu, kita perlu
mengetahui perubahan yang terjadi pada volume sebuah benda jika terjadi perubahan
suhu pada benda tersebut. Dalam hal ini yang digunakan adalah koefisien muai
volume.
Koefisien muai volume (γ) suatu bahan adalah fraksi pertambahan volume
terhadap volume awal benda (V0) per satuan kenaikan suhu (ΔT). Secara matematis, γ
dinyatakan
Pemuaian volume
dengan
ΔV = V – V0’
V = volume akhir benda.
Pemuaian Volume
KLIK
KLIK
Dengan cara seperti sewaktu kita menentukan hubungan
koefisien muai luas dan koefisien muai panjang, buktiakn bahwa
koefisien muai volume adalah 3 kali koefisien muai panjang.
Kembali

Manfaat Pemuaian
Mengeling Pelat Logam
Bimetal
Kembali

Mengeling Pelat Logam
Pernahkah Anda mendengar kata keling atau mengeling? Mengeling, yaitu
menyambung dua pelat dengan menggunakan paku keling. Paku keling dalam
keadaan panas akan berpijar dimasukan ke dalam lubang sambungan kedua
pelat. Supaya paku pelat dapat menjepit pelat dengan kuat, bagian tajam
paku dipukul sehingga melebar. Paku seolah-olah memiliki dua kepala untuk
menjepit kedua pelat. Setelah dingin, kedua paku akan menjepit kedua pelat
lebih kuat lagi.
Animasi:
www.youtube.com/watch?v=qvY3a2B64Og
Kembali

Bimetal
Setiap logam meiliki koefisien muai yang berbeda sehingga dapat dimanfaatkan untuk
dibuat sebuah keping bimetal. Bimetal merupakan dua buah pelat logam yang terbuat
dari bahan yang memiliki koefisien yang berbeda dan direkatkan satu sama lain
dengan cara dilas atau dikeling. Bimetal berfungsi sebagai sakelar otomatis pada
beberapa peralatan elektronik. Bimetal pada saat dingin bentuknya lurus. Akan tetapi,
jika suhunya naik bimetal akan melengkung ke arah logam yang memiliki koefisien
muai yang lebih kecil.
Jika Anda akan membuat alarm kebakaran untuk digunakn di rumah attau
perkantoran, Anda dapt menggunakan skema rangkaian pada gambar. Dalam
rangkaian alarm kebakaran, bimetal digunakan sebagai sakelar atau sensor otomatis
pengubung atau pemutus rangkaian. Ktika suhu udara di sekitar bimetal meningkat,
bimetal akan melengkung sehingga terjadi sentunhan pada kontak penghubung.
Sentuhan antara kedua kontak penghubung akan mnyebabkan mengalirnya alur listrik
dalam rangkaian sehingga bel listrik akan mendering secara otomatis .
Kembali

Permasalahan Akibat Pemuaian
Dalam kehidupan sehari-hari, permasalahan yang paling umum akibat pemuaian
adalah pecahnya kaca-kaca jendela pada musim panas. Peristiwa tersebut dapat
terjadi karena kaca jendela tidak diberi ruang yang cukup untuk memuai ketika udara
panas pada siang hari. Cara mengatasinya adalah dengan membuat kaca jendela
sedikit lebih kecil dari ukuran tempat kaca tersebut.
Demikian juga rel kereta api memerlukan ruang untuk memuai. Jika Anda perhatikan
sambungan rel kereta api, antara satu sambungan dan sambungan lainnya disediakan
celah untuk ruang pemuaian ketika hari panas. Selain itu, jembatan yang terbuat dari
logam juga harus diberikan ruang untuk pemuaian panjang jembatan. Tanpa adanya
ruang untuk pemuaian, jembatan pada siang hari yang terik dapat melengkung.
Kembali

Pemuaian Zat Cair dan Gas
Pemuaian Zat Cair
Pemuaian Gas
Kembali

Pemuaian Zat Cair
Jika zat padat memiliki koefisien muai panjang, luas, dan ruang, zat cair hanya memiliki
koefisien muai volume (ruang) saja, yang dilambangkan dengan γ . Hal ini
disebabkan zat cair tidak dapat diukur dalam satu dimensi dan dua dimensi.
Zat cair hanya dapat diukur dalam tiga dimensi, yaitu volumenya. Jika volume
zat cair pada saat suhunya T0 adalah V0 , kemudian zat cair itu dipanaskan sehingga
suhunya menjadi T1 , akan terjadi pemuaian. Jika volumenya bertambah sebesar ΔV,
pertambahan volume tersebut dapat dituliskan sebagai berikut.
Setelah suhunya naik, volumenya menjadi Vt = V0 + ΔV
KLIK
KLIK
Catatan:
Perlu diingat kembali bahwa persamaan
ini tidak berlaku pada air yang bersuhu
antara 0° sampai dengan 4° karena
adanya anomali air. Kan tetapi, di luar
batas suhu tersebut persamaan ini tetap
berlaku.
Kembali

Pemuaian Gas
Pengaruh Suhu terhadap Volume Gas
Pengaruh Suhu terhadap Tekanan
Pengaruh Tekanan terhadap Volume Gas
Kembali

Pengaruh Suhu terhadap Volume Gas
Untuk tekanan (p) tetap, kenaikan suhu gas akan meningkatkan volume gas. Jika Anda
ingin menentukan muai volume suatu gas yang disebabkan oleh kenaikan suhu maka
tekanan gas harus dijaga agar tetap. Berdasarkan hasil percobaan , muai volumenya
pada tekanan tetap memenuhi persamaan:
dengan 훾adalah koefisien muai volume gas pada tekanan tetap. Berdasarkan hasil
percobaan, diperoleh bahwa koefisien muai volume untuk semua gas berlaku
sehingga persamaannya akan menjadi
KLIK
KLIK
Kembali

Pengaruh Suhu terhadap Tekanan
Jika Anda ingin menyelidiki hubungan antara kenaikan suhu dan tekanan gas, volume
gas harus dibuat tetap. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa hubungan antara
kenaikan suhu dan tekanan gas untuk volume tetap memenuhi persamaan:
KLIK
dengan sehingga persamaan dapat dituliskan menjadi
KLIK
dengan p0 adalah tekanan gas awal dan pT adalah tekanan gas setelah suhunya
dinaikan. Dalam SI, tekanan gas diukur dalam satuan pascal (Pa) Nm-2 .
Kembali

Pengaruh Tekanan terhadap Volume Gas
Pemuaian gas juga dapat berlangsung tanpa adanya kenaikan suhu gas, yaitu dengan
cara menurunkan tekanan gas. Jika tekanan gas dalam sebuah tabung diturunkan
dengan cara menggeser pengisap yang berfungsi sebagai penutup gas ke atas, dengan
sendirinya volume gas akan meningkat atau terjadi pemuaian gas.
Dalam termodinamika, yang akan dibahas kemudian, untuk suhu tetap aakan
berlaku persamaan:
p V = tetap
atau
KLIK
dengan p1 dan V1 adalah tekanan dan volume awal gas. Adapun p2 dan V2 adalah
tekanan dan volume gas setelah terjadi perubahan pada suhu tetap.
Kembali

Perpindahan Kalor
Konduksi
Konveksi
Radiasi
Kembali

Konduksi
Jika sebatang logam yang salah satu ujungnya dipanaskan, dalam selang
waktu tertentu ujung lainnya pun akan terasa panas. Hal tersebut menunjukan
bahwa pada batang logam tersebut terjadi aliran atau perpindahan kalor dari
bagian logam yang bersuhu tinggi ke bagian logam yang bersuhu rendah
Perpindahan kalor pada logam yang tidak diikuti perpindahan massa ini
disebut dengan perpindahan kalor secara konduksi. Jadi konduksi adalah
perpindahan kalor melalui zat perantara dan selama terjadi perpindahan kalor
tidak disertai perpindahan partikel-partikel zat perantaranya.
Syarat terjadinya konduksi kalor suatu benda adalah adanya perbedaan
suhu antara dua tempat pada benda tersebut. Kalor akan berpindah dari
tempat bersuhu tinggi ke tempat bersuhu rendah. Jika suhu kedua tempat
sudah menjadi sama, rambatan kalor pun akan terhenti.
Kembali Selanjutnya

Konduksi
Dari hasil percobaan didapatkan bahwa perpindahan kalor secara konduksi
bergantung pada jenis logam, luas penampang penghantar kalor, perbedaan suhu dari
kedua ujung- ujung logam tempat kalor merambat, serta panjang jaln yang dilalui oleh
kalor tersebut.
Perpindahan kalor secara konduksi per satuan waktu adalah
dengan:
KLIK
H = perpindahan kalor pada batang per satuan waktu (Js-1 atau watt)
k = koefisien konduksi termal logam (Jm-1 s-1 ℃-1)
A = luas penampang perpindahan kalor dari batang logam (m2 )
ℓ = panjang batang (m)
T1 = suhu ujung batang logam bersuhu rendah (℃ )
T2 = suhu ujung batang logam bersuhu tinggi (℃ )
ΔT= beda suhu antara T2 dan T1 (℃ )
Kembali

Konveksi
Pada saat kita memanaskan air di atas kompor menggunakan sebuah
panci, akan terjadi perambatan kalor dari air yang ada di dasar panci ke
permukaannya secara konveksi. Berdasarkan hasil pengamatan, perpindahan
kalor seperti ini terjadi pada zat yang mengalir, seperti pada zat cair dan gas.
Perpindahan kalor secara konveksi disertai gerakan massa atau gerakan
partikel-partikel zat perantaranya. Perpindahan tersebut terjadi karena
adanya perbedaan massa jenis. Akibat panas, massa jenis zat akan berkurang
dan partikel-partikelnya akan cenderung mengalir ke atas. Sebaliknya,
partikel-partikel yang memiliki massa jenis lebih besar, yaitu yang suhunya
lebih rendah akan mengalir ke bawah. Demikian seterusnya, hingga air di
dalam panci akan berputar trus, naik dan turun. Adapun kalor dari panci ke air
berpindah secara konduksi. Aliran kalor pada air yang terdapat di dalam panci
karena adanya perbedaan massa disebut konveksi alamiah.
Kipas angin dapat digunakan untuk menghembuskan udara dari tempat
dingin ke tempat yang panas. Aliran udara semacam ini disebut konveksi
paksa.
Kembali Selanjutnya

Konveksi
Persoalan konveksi juga sangat rumit. Akan tetapi, jika persoalan tersebut
disederhanakan, akan diperoleh bahwa rambatan kalor secara konveksi bergantung
pada koefisien konveksi termal zat yang memindahkan kalor, luas permukaan
perpindahan kalor, dan beda suhu antara tempat kalor dialirkan dan tempat
pembuangan kalor. Secara matematis, dapat dirumuskan sebagai berikut.
KLIK
dengan:
H = kalor yang merambat per satuan waktu (Js-1 atau watt)
k = koefisien konveksi termal (Jm-1 s-1 ℃-1)
A = luas penampang perpindahan kalor pada tabung (m2 )
ΔT= beda suhu antara T2 dan T1 (℃ )
Kembali Selanjutnya

Konveksi
Untuk menentukan besarnya kalor yang dilepaskan dalam selang waktu
tertentu dapat digunakan persamaan:
KLIK
dengan:
Q = jumlah kalor yang merambat dalam satuan joule
H = kalor yang merambat per satuan waktu (Js-1 atau watt)
t = lamanya waktu perambatan kalor
Kembali

Radiasi
Energi yang dihasilkan oleh Matahari dapat sampai ke Bumi karena radiasi. Radiasi
adalah perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Pada radiasi,
kalor atau energi merambat tanpa membutuhkan zat perantara, berbeda dengan
halnya konduksi dan konveksi. Radiasi dapat berlangsung di ruang hampa.
Yosef Stefan menemukan bahwa laju rambat kalor secara radiasi satuan luas
permukaan benda bergantung pada sifat dan suhu permukaan benda. Benda yang
mengkilap lebih sukar memancarkan kalor daripada benda hitam dan kusam. Keadaan
tersebut juga berlaku untuk benda yang menyerap kalor. Benda yang permukaannya
mengkilap, lebih sukar menyerap kalor daripada benda hitam dan kusam. Jadi benda
hitam dan kusam memilik sifat pemancar dan penyerap kalor yang baik.
Laju pancaran kalor per satuan luas yang dipancarkan oleh sebuah benda memiliki
suhu T kelvin memenuhi persamaan:
KLIK
P = rambat kallor per satuan luas (Js-1m-2 ) atau daya per satuan luas (wattm-2 )
e = koefisien emisivitas (pancaran) benda (tidak bersatuan
σ = tetapan Stefan-Boltzmann (σ = 5,672 x 108 wattm-2 K-4 )
T4= suhu mutlak permukaan benda (kelvin)
Kembali Selanjutnya

Radiasi
Telah dijelaskan bahwa koefisien emisivitas permukaan benda bergantung pada sifat
permukaan benda itu. Untuk benda hitam sempurna, nilai e = 1, sedangkan untuk
benda lainnya 0 < e < 1.
Untuk menentukan besarnya kaloe atau energi yang dipancarkan oleh suatu benda
dapat digunakan persamaan:
KLIK
Dengan A = luas permukaan benda dan t = lamanya waktu perambatan kalor.
Jika benda berada di lingkungan yang bersuhu T0, selain benda memancarkan kalor kr
lingkungannya, lingkungan juga akan memancarkan kalor ke benda. Keadaan tersebut
akan berlangsung terus-menerus hingga terjadi keseimbangan termal antara benda
dan lingkungannya akan memenuhi persamaan
KLIK
Oleh karena suhu tubuh manusia normal selalu lebih tinggi dari suhu lingkungan,
tubuh manusia juga dapat memancarkan kalor ke lingkungannya
Kembali

Rangkuman
1. Pada umumnya, jika suatu zat dipanaskan
akan memuai, pemuaian zat padat
mengikuti persamaan
muai panjang
muai luas
Muaqi ruang
2. Untuk zat cair dan gas hanya dikenal
pemuaian ruang dan vulume saja. Khusus
untuk gas . Pada gas, untuk
perubahan tekanan pada volume tetap
berlaku
dengan
3. Volume air akan menyusut jika suhunya
dinaikan dari 0°C sampai 4°C. Peristiwa
tersebut dinamakan anomali air.
4. Kesetaraan kalor mekanik menyatakan
bahwa 1 kalori = 4,186 joule
5. Jika suatu zat diberi kalor atau
dipanaskan, zat tersebut dapat mengalami
kenaikan suhu dan perubahan wujud.
6. Persamaan untuk kenaikan suhu
Persamaan untuk perubahan wujud
Ketika terjadi perubahan wujud, suhu zat
tetap.
7. Faktor-faktor yang memengaruhi
perubahan fase suatu zat adalah suhu dan
tekanan zat. Pada titik tripel, zat berada
pada kesetimbangan fase padat, cair, dan
gas.
8. Kalor dapat berpindah secara konduksi,
konveksi, dan radiasi.
9. Pada umunya, konduksi terjadi pada zat
padat. Pada konduksi, zat-zat
perantaranya tidak ikut berpindah:
Persamaannya:
Kembali Selanjutnya

Rangkuman
10. Konveksi terjadi pada zat yang dapat mengalir
(zat cair dan gas). Pada konveksi zat-zat
perantaranya ikut berpindah.
Persamaannya:
11. Radiasi tidak membutuhkan zat perantara,
jadi radiasi dapat terjadi dalam ruang hampa.
Persamaannya:
Kembali

Peta Konsep
Kembali
Perpindahannya
secara
Kalor
Perubahan Suhu
Perubahan Wujud
Pemuaian
Konduksi
Konveksi
Radiasi
Menyebabkan
Terdiri
atas
Kalor Jenis Kapasitas Kalor
Asas
Black
Mengikuti

Daftar Pustaka
Kamajaya. 2007. Cerdas Belajar Fisika untuk Kelas X SMA/MA. Bandung:
Grafindo Media Pratama .
Kanginan, Marthen. 2013. Fisika untuk SMA/MA Kelas X. Cimahi: Penerbit
Erlangga
www.physics.hku.hk
www.mrkscience.com
Kembali Penutup

Wassalamu’alaikum wr. wb.

Zat dan kalor

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Zat dan kalor

Similar to Zat dan kalor (20)

More from Muhammad Afdhol Rizaldi

More from Muhammad Afdhol Rizaldi (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Zat dan kalor