SUHU DAN KALOR

Posted: September 3, 2010 in Fisika

Standar Kompetensi Lulusan

  • Menentukan proses perpindahan kalor dan Azas Black

A. Suhu dan Alat Ukur Suhu

Suhu adalah derajat atau tingkat panas suatu benda. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu disebut thermometer. Thermometer yang sering digunakan adalah Celcius. Reamur, Fahrenheit dan Kelvin. Perbandingan skala suhu untuk thermometer tersebut adalah :

C : R : (F-32) : (K-273) = 5 : 4 : 9 : 5

B. Kalor

Kalor adalah energi panas zat yang dapat berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah.

Kalor jenis

Perbandingan kalor dengan massa dikalikan dengan perubahan suhu disebut kalor jenis.

Atau

Kapasitas kalor

Kapasitas kalor didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang perlukan untuk menaikkan suhu suatu benda sebesar 10 C atau 1 K.

C = c.m

Maka

C. Perubahan Wujud

Skema perubahan wujud suatu zat dapat dilihat seperti berikut

Gambar 6.1. Skema perubahan wujud suatu zat

Grafik perubahan wujud dan suhu air pada  1 atm adalah

Keterangan :

»     Proses A-B

Terjadi perubahan suhu dan kalor yang deperlukan sebesar

»     Proses B-C

Tidak terjadi perubahan suhu dan kalor yang diperlukan sebesar

»     Proses C-D

Ada perubahan suhu dan kalor yang diperlukan sebesar

»     Proses D-E

Tidak terjadi perubahan suhu dan kalor yang diperlukan sebesar

»     Proses E-F

Terjadi perubahan suhu dan kalor yang diperlukan sebesar

Dengan        c  : kalor jenis

L  : kalor lebur es

U : kalor uap air

Azas Black

Jumlah kalor yang serap benda sama dengan jumlah kalor yang dilepas benda

D. Perpindahan Kalor

1. Konduksi

Laju konduksi didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang mengalir tiap satuan waktu.

Besar laju konduksi:

  1. sebanding dengan luas penampang (A)
  2. sebanding dengan perbean suhu (DT)
  3. berbanding terbalik dengan panjang (L)
  4. sebanding dengan konduktivitas termal zat (k), dan secara matematis :

2. Konveksi

Pada konveksi maka partikel-partikel zat mengalami perpindahan dalam menghantarkan kalor. Konveksi hanya dapat terjadi pada fluida yaitu zat cair dan gas. Banyaknya kalor yang dipindahkan ke fluida setiap satuan waktu disebut laju konveksi yang besarnya :

  1. sebanding denga  luas permukaan benda yang bersentuhan dengan fluida (A) dalam satuan m2
  2. sebanding dengan perbedaan suhu (DT) dalam satuan K
  3. sebanding dengan koefisien konfeksi (h) dalam satuan W/m2K

Laju konveksi dirumuskan sebagai berikut:

3. Radiasi

Perpindahan kalor secara konduksi dan konveksi memerlukan media, sedangkan radiasi tidak memerlukan media. Contohnya matahari mampi meradiasikan enerdi panasnya hingga bumi padahal tampa ada media perantara antara matahari dan bumi. Suatu benda yang memiliki suhu lebih tinggi dari pada lingkungan akan meradiasikan kalornya ke lingkungan hingga terjadi kesetimbangan termal. Banyaknya kalor setiap satuan waktu yang diradiasikan (dipancarkan) sebanding dengan :

  1. luas permukaan (A) dalam satuan m2
  2. pangkat 4 suhu mutlak (T4) dalam satuan K4
  3. konstanta Stefan Boltzmann (s=5,67 x 10-8 W/m2K2)
  4. emisivitas (e)

secara matematis dapat dituliskan :

Jika suatu benda bersuhu tinggi T2 berada pada lingkungan bersuhu rendah T1 maka laju kalor radiasi neto adalah

About these ads

Tinggalkan Balasan

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s