Rabu, 02 Juni 2010

SUHU DAN KALOR

SUHU DAN KALOR

Standar Kompetensi

Menerapkan konsep kalor dan prinsip konservasi energi pada berbagai perubahan energi.

Kompetensi dasar

Menganalisis pengaruh kalor terhadap suatu zat.

Menganalisis cara perpindahan kalor.

Menganalisis asas black dalam pemecahan masalah.

Indikator.

  1. Menganalisis pengaruh perubahan suhu benda terhadap ukuran benda
  2. Memaparkan factor-faktor yang mempengaruhi besar pemuaian zat padat,cairdan gas.
  3. Membedakan besar pemuaian (panjang ,luas,volum) pada berbagai zat secara kuantitatif.
  4. Menganalisis pengaruh kalor terhadap perubahan suhu benda
  5. menganalisis pengaruh kalor terhadap perubahan wujud zat.
  6. Menjelaskan peristiwa perubahan wujud zat
  7. Memberikan gambaran tentang factor yang mempengaruhi peristiwa perubahan wujud zat.
  8. Melakukan analisis kuantitatif tentang perubahan wujud.
  9. Membedakan peristiwa perpindahan kalor secara konduksi, konveksi dan radiasi.
  10. Menentukan factor-faktor yang berpengaruh pada peristiwa perpindahan kalor melalui konduksi,konveksi dan radiasi.
  11. Mendeskripsikan perbedaan kalor yang diserap dan kalor yang diterima.
  12. MEnerapkan asas Black dalam peristiwa pertukaran kalor.

RINGKASAN MATERI

Suhu dan kalor dalamkehidupan sehari-hari ada yang menganggap sama. Dalam fisika suhu dan kalor merupakan dua hal yang berbeda namun memiliki hubungan yang sangat erat. Perubahan suhu menunjukkan adanya kalor. Pengaruh kalor terhadap suatu zat :

  1. Menimbulkan perubahan suhu
  2. Mengakibatkan pemuaian
  3. Mengakibatkan perubahan wujud zat.

1. Suhu dan thermometer.

Suhu didefinisikan sebagai ukuran atau derajat panas dingin suatu benda. Suhu juga didefinisikan sebagai ukuran energi kinetic rata-rata yang dimiliki molekul-molekul suatu benda.Jadi suhu menggambarkan gerakan molekul-molekul benda. Apabila kita memanaskan suatu benda atau mendinginkan suatu benda sampai suhu tertentu., beberapa sifat fisik benda berubah. Misal air dipanaskan terus sampai suhu 100 derajat maka air akan memuai,air didinginkan sampai suhu dibawah nol maka air akan membeku menjadi es. Sifat-sifat benda yang dapat berubah akibat perubahan suhu

Disebut sifat termometrik.Contoh sifat termometrik antara lain panjang logam, Volume zat cair, hambatan listrik suatu kawat, tekanan dan volum gas, serta warna filament lampu pijar . Sifat termometrik ini digunakan sebagai prinsip dasar pembuatan thermometer.Termometer merupakan alat yang digunakan untukmengukur suhu.

Jenis-jenis thermometer.

Termometer

Sifat termometrik

Jangkauan ukur (°C)

Karakteristik

Gas ideal

Hambatan Platina

Termokopel

Pyrometer

Air raksa dalam pipa.

Tekanan dan volume gas

Hambatan listrik.

Tegangan listrik logam yang berbeda.

Warna cahaya yang terpancar.

Ekpansi dan kontraksi fluida.

- 270 - 1500

- 200 - 1200

- 250 - 1500

Diatas 1000

- 39 - 500

Jangkauan luas sangat teliti, ukuran relative besar,reaksi lambat.

Jangkauan luas, sangat akurat , tidak cocok untuk perubahan suhu mendadak.

Jangkauan luas, sangat akurat, sangat cocok untuk perubahan suhu mendadak.

Tanpa kontak dengan benda yang diukur,cocok untuk suhu tinggi.

Sederhana,murah ,Portebel,langsung bias dibaca.

Pembuatan skala pada thermometer memerlukan dua titik referensi yaitu titik tetap bawah dan titik tetap atas.

Macam skala thermometer yang dikenal :

1. Skala Celsius ( ° C)

Digunakan titik lebur es murni sebagai titik tetap bawah ditandai dengan angka nol. Sedangkan titik tetapatas digunakan titik didih air pada tekanan atmosfer ditandai dengan angka 100, sehingga ada 100 pembagian skala.

2. Skala fahrenheit ( ° F).

Titik tetap bawah dan titik tetap atasnya adalah 32 dan 212, sehingga ada 180 pembagian skala

3. Skala reamur (° R)

Titik tetap bawah dan titik tetap atasnya adalah 0 dan 80 , sehingga ada 80 pembagian skala

4. Skala kelvin (° K)

Pada skala Kelvin penentuan suhu nol derajat digunakan suhu terendah yang dimiliki suatu partikel yang setara dengan – 273 ° C, yaitu keadaan dimana energi kinetic partikel sama dengan nol, sehingga tidakada panas yang terukur.Titik tetap atas skala Kelvin dan titik tetap bawahnya adalah 273 dan 373. Pada skala Kelvin tidak ada suhu yang bernilai negative sehingga disebut sebagai skala suhu mutlak atau skala termodinamik dan sekaligus Kelvin digunakan sebagai satuan SI untuk suhu.

Kita dapat melakukan konversi skala dari satu thermometer ke thermometer yang lain. Sebagai contoh suhu suatu benda menunjukkan skala x ketika diukur dengan thermometer X yang memiliki Tb = Xb dan Ta = Xa. Maka ketika suhu benda diukur dengan thermometer y yang memiliki Tb = Yb dan Ta = Ya. Skala Y akan menunjukkan angka yang dapat di hitung dengan rumus :

X - Xb Y - Yb

───── = ────

Xa - Xb Ya – Yb

Dimana X = Suhu yang ditunjukkan thermometer X.

Xb = Titik tetap bawah thermometer X.

Xa = Titik tetap atas thermometer X.

Y = Skala suhu yang ditunjukkan thermometer Y.

Ya = Titik tetap atas thermometer Y.

Yb = Titik tetap bawah thermometer Y.

Rumus konversi skala thermometer

Dari celcius ke Fahrenheit Dari reamur ke Celsius

F = 9/5 C + 32 C = 5/4 R

Dari Farenheit ke Celsius Dari Celsius ke Kelvin

C = 5/9 (F – 32) K = C + 273

Dari Reamur ke Celsius Dari Kelvin ke celsius

R = 4/5 C C = K - 273

2. Pemuaian

Pada umumnya apabila suatu benda dipanaskan maka benda itu kan memuai . Besarnya pemuaian benda tergantung pada :

  1. Ukuran benda semula
  2. Kenaikan suhu
  3. Jenis benda.

A. Pemuaian zat padat

Zat padat dapat mengalami muai panjang, muai luas dan muai volum.

1). Muai panjang /muai linier.

Apabila tiga batang logam dari bahan yang berbeda (aluminium, tembaga, dan besi) dipanaskan dan mengalami kenaikan suhu sama. Pertambahan panjang ketiganya berbeda.Halini disebabkan oleh perbedaan koefisien muai panjang(α).

Dari hasilpercobaan diperoleh kesimpulan bawah besar pertambahan panjang :

a). Berbanding lurus dengan panjang batang semula.

b). Berbanding lurus dengan kenaikan suhu

c). tergantung jenis batang.

Pertambahan batang benda dirumuskan :

Δ l = α lo Δt dengan Δ l = lt - lo

lt - lo = α lo Δt

lt = lo + α lo Δt

lt = lo (1 + αΔt )

Dimana : lt = Panjang batang pada suhu t (m)

lo = Panjang batang mula-mula (m)

α = koefisien muai panjang( ° c -1 )

Δt = Perubahan suhu ( °C )

Koefisien muai panjang adalah bilangan yang menunjukkan besarnya pertambahan panjang tiap satumeter batang jika suhunya naik 1 °C

Table Koefisien muai panjang beberapa zat padat

Zat

α (/°C )

zat

α (/°C )

Aluminium

Kuningan

Tembaga

Gelas(biasa)

Gelas (pirex)

23 x 10-16

19 x 10-6

17 x 10-6

9 x 10-6

3,2 x 10-6

Karet keras

Es

Invar

Timbale

baja

80 x 10-6

51 x 10-6

0,7 x 10-6

29 x 10-6

11 x 10 -6

2). Muai luas

Apabila benda yang berbentuk pelat atau lembaran dipanaskan maka panjang maupun lebarnya bertambah.Jadi luasnya bertambah atau memuai.

Misalnya sebuah pelat segi empat ukuran mula-mula panjang pod an lebar lo. Pelat tersebut dipanaskan hingga suhunya bertambah Δt, maka ukurannya menjadi:

Pt = Po( 1+ αΔt) dan Lt = Lo(1 + αΔt )

Luas pelat mula-mula Ao = Po Lo dan setelah dipanaskan adalah :

At = Pt Lt

= Po( 1+ αΔt) Lo(1 + αΔt )

= Ao (1 + 2 α Δ t + α2 Δt 2)

Karena α kecil, maka α2 menjadi sangat kecil dan α2 Δt 2 dapat diabaikan. Dan persamaan tersebut dinyatakan :

At = Ao ( 1 + 2 α Δt )

Jika koefisien muai luas dinyatakan dalam β maka :

At = Ao ( 1 + β Δt )

At = Ao + β Ao Δt

At – Ao = β Ao Δt

ΔA = β Ao Δt

Di mana : At = Luas bidang setelah dipanaskan ( m 2 )

Ao = Luas bidang mula-mula ( m2 )

Δt = Perubahan suhu ( °C)

ΔA = Perubahan luas ( m2 )

β = Koefisien muai luas (/ ° C)

3). Muai volum

Apabila benda berbentuk balok memiliki ukuran mula mula Po, Lodan to maka setelah dipanaskan selama Δt akan mengalami muai volum. Sama dengan pemikiran pada muai luas tadi didapatkan :

Vt = Vo (1 + 3 α Δt)

Jika koefisien muai ruang diberi simbol γ , dimana γ = 3 α maka :

Vt = Vo (1 + γ Δt)

V t = Vo + γ Vo Δt

Vt - Vo = γ Vo Δt

Δ V = γ Vo Δt

Di mana Vt = Volum setelah dipanaskan (m3 )

Vo = Volum mula-mula ( m 3 )

Δ t = Perubahan suhu ( ° C)

ΔV = Perumahan Volum ( m 3 )

γ = Koefisien muaivolum/ ruang ( / ° C atau / ° K )

B. Pemuaian zat cair

Sifat zat cair salah satunya adalah selalu mengikuti bentuk tempat yang ditempati.Oleh karena itu zat cair hanya mengalami muai volum saja.Jika zat cair dipanaskan maka akan mengalami pertambahan volume :

ΔV = γ Vo Δt

Vt – Vo = γ Vo Δt

Vt = V0 + γ Vo Δt

Vt = Vo ( 1 + γ Δt)

Di mana Vt = Volum setelah dipanaskan (m3 )

Vo = Volum mula-mula ( m 3 )

Δ t = Perubahan suhu ( ° C)

ΔV = Perumahan Volum ( m 3 )

γ = Koefisien muaivolum/ ruang ( / ° C atau / ° K )

Apabila zat cair dipanaskan maka diwadahkan dalam suatu tempat/ wadah. Wadah terbuat dari suatu bahan. Apabila pemuaian wadah diabaikan untuk menghitung volum setelah dipanaskan gunakan rumus diatas. Tetapi apabila wadah tidak diabaikan berarti wadah juga mengalami pemuaian. Maka perhatikan penjelasan berikut.

Gambar dibawah menunjukkan sebuah wadah/bejana yang berisi zat cair. Mula-mula ketinggian zat cair adalah A. Jika dipanaskan ketinggian permukaan zat cair akan turun ke B, setelah dipanaskan terus permukaan naik ke C. . Penurunan permukaan zat cair dari A ke B bukan disebabkan oleh penyusutan zat cair, tetapi karena pemuaian bejana sehingga volum bertambah. Ketika zat cair telah panas permukaan zat cair akan naik ke C akibat pemuaian zat cair lebih besar dari pemuan zat padat. Dari uraian tersebut dapat kita simpulkan bahwa pemuain nyata zat cair lebih besar dari pemuaian tampak zat cair. Sehingga dapat dirumuskan :

Pemuaian Zat cair = Pemuaian tampak + pemuaian Bejana/ wadah

Pemuaian Tampak = Pemuaian zat cair - Pemuaian bejana.

γ tampak = γ zat cair - γ bejana

Jadi rumus yang digunakan untuk menghitung pertambahan volum apabila wadah tidak diabaikan adalah :

ΔV = γ tampak Vo Δt

Anomali air

Beberapa zat tidak selalu memuai jika dipanaskan di antara suhu-suhu tertentu, volum zat dapat menyusut.Sifat pemuaian air yang tidak teratur inilah yang disebut Anomali air(anomali berarti ketidakteraturan). Jika kalian panaskan es dari suhu – 10 ° C, maka es memuai sampai es bersuhu 0 ° C, diantara suhu 0 ° - 4 ° C volum air menyusut dan mencapai volum minimum pada suhu 4° C. Sewaktu menyusut massa air tetap, sehingga massa jenis air mencapai maksimum pada suhu 4 °C. Diatas 4° C air akan memuai jika dipanaskan. Zat lain yang memiliki sifat anomaly adalah paraffin dan bismuth.

B. Pemuaian Gas

Seperti halnya zat padat dan zat cair gas juga memuai jika dipanaskan dan menyusut ketika didinginkan. Namun demikian volum gas bertambah lebih banyak dibandingkan zat padat dan zat cair untuk kenaikan suhu yang sama. Perbedaan yang lain adalah bahwa volum gas sangat dipengaruhi oleh tekanannya.Jadi yang berpengaruh pada pemuaian gas adalah volum(V), takanan(P) dan suhu (T). Hukum- hukum tentang gas yang berkaiatan dengan pemuaian gas adalah :

1). Hukum Gay –lusac

Dari hasil percobaan paea ahli, jika pengukuran suhu gas dimulai dari 0° C, gas mempunyai koefisien muai ruang γ = 1/273 / ° C. Jika gas mula-mula berada pada suhu 0 C,volumnya Vo, kemudian dipanaskan sampai suhu t °C maka volumnya bertambah Δ V = Vo γ Δ t. Volum gas yang dipanaskan menjadi :

Vt = Vo ( 1 + γ Δt)

Karena t = Δ t dan γ = 1/273 / ° C

1

Vt = Vo ( 1 + ─── t)

273

t

Vt = Vo ( 1 + ─── )

273

273 + t

Vt = Vo ( ────── )

273

Apabila suhu dinyatakan dalam skala Kelvin maka :

273 + t = T

273 = To

Sehingga persamaan diatas menjadi :

T

Vt = V0 ── jika Vt ditulis V saja maka :

To

T V Vo

V = V0 ── atau ──── = ──── = Konstans

To T To

Ternyata pada tekanan tetap volum gas di bagi dengan suhu mutlaknya selalu tetap. Dan ini dinamakan sebagai hokum gay-lusac.

Misalkan pada tekanan tetap,sejumlah gas memiliki volum V1 dan suhu T1. Jika dipanaskan hingga suhunya T2 menurut hokum gay lusac berlaku :

V1 V2

─── = ────

T1 T2

2). Hukum Boyle

Hukum Boyle mempelajari hubungan antara tekanan dan volum yang dirumuskan :

P V = Konstan

P1 V1 = P2 V2

3). Hukum Boyle gay lusac(persamaan gas ideal)

Hukum ini mempelajari keterkaitan antara suhu,tekanan dan volum. Yang dirumuskan sebagai berikut:

PV

─── = Konstan

T

P1 V1 P2 V2

──── = ─────

T1 T2

3. Kalor

Kalor adalah suatu bentuk energi yang berpindah dari benda yang suhunya tinggike benda yang suhunya rendah jika kedua benda bersentuhan.

Satuan kalor sama dengan satuan energi yaitu Joule (J) selain itu adalah Kalori (kal).

Hubungan antara joule dan kalor disebut sebagai tara kalor mekanik.

1 kalori =4,184 joule = 4,2joule

1 joule = 0,24 kalori.

Kalor jenis

Dari hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa jumlah kalor yang dibutuhkan tergantung dari massa, kenaikan suhu dan jenis zat yang di kenal dengan nama kalor jenis zat (c)

Hubungan tersebut dirumuskan sebagai ;

Q = m c Δt

Q J

c = ─── = ────

m Δt Kg K

Dimana Q = Kalor yang diserap atau dilepas.(J atau kal)

m = massa zat (kg atau gr)

Δt = Perubahan suhu ( K atau °C)

c = Kalor jenis zat ( J/ Kg K atau Kal/ gr.° C )

Kalor jenis suatu zat didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan atau dilepas tiap satu kilogram massa,untuk menaikan atau menurunkan suhu sebesar satu Kelvin.

Kapasitas Kalor

Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu yang sama dari benda yang berbeda pada umumnya berbeda besarnya.Perbandingan banyaknya kalor yang diberikan terhadap kenaikan suhu benda dinamakan kapasitas kalor atau kapasitas panas.

Kapasitas kalor suatu benda adalah kemampuan suatu benda dalam menerima atau melepas kalor untuk menaikan atau menurunkan suhu benda itu sebesar 1 ° C atau 1 K.

Jika kalor yang dibutuhkan sebesar Q untuk menaikan suhu benda sebesar Δt, maka kapasitas kalor(C) benda tersebut dirumuskan :

Q

C = ──── atau Q = C Δt

Δt

Kapasitas kalor juga dirumuskan :

C = m c.

Dimana C = Kapasitas kalor ( J/ K atau Kal / ° C )

c = Kalor jenis (J/ Kg K atau Kal/ gr.° C )

m = Massa zat ( Kg atau gr)

Q = Kalor yang diserap atau dilepas ( J atau Kal)

Δt = Perubahan suhu ( K atau °C)

4. Perubahan wujud Zat

Melebur adalah perubahan wujud dari padat menjadi cair ,membeku adalah perubahan wujud cair menjadi padat. Menguap adalah perubahan wujud cair menjadi gas. Mengembun adalah perubahan wujud gas menjadi air. Dan menyublim adalah perubahan dari padat langsung menjadi gas.

Diagram perubahan wujud zat.

Grafik suhu terhadap kalor

Melebur dan membeku

Proses melebur digambarkan oleh garis bc.Tampak bahwa pada saat melebur membutuhkan kalor,meskipun tidak mengalami kenaikan suhu. Kalor yang dibutuhkan untuk mengubah wujud 1 kg zat padat menjadi cair dinamakan kalor laten lebur atau kalor lebur.

Membeku adalah perubahan wujud zat dari cair menjadi beku atau padat. Ketika membeku zat melepaskan kalor yang disebut sebagai kalor beku.Pada zat yang sama titik lebur sama dengan titik bekunya dan kalor leburnya sama dengan kalor bekunya. Apabila Q menyatakan banyak kalor yang digunakan untuk meleburkan zat bermassa m. Kalor lebur zat dirumuskan :

Q

L = ──── atau Q = mL

m

Di mana L = Kalor laten lebur atau beku (J/Kg)

Q = Kalor yang dilepas atau diterima ( J)

m = massa( Kg)

Menguap dan mengembun

Banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menguapkan satu satuan massa zat pada titik didih normalnya disebut kalor laten uap atau kalor uap.Sedangkan banyaknya kalor yang dilepas untuk mengembunkan satu satuan massa zat disebut kalor laten embun atau kalor embun.Pada zat yang sama kalor uapsama dengan kalor embun. Jika banyaknya kalor yang digunakan untuk menguapkan zat yang bermassa m adalah Q maka :

Q

U = ──── atau Q = m u

m

Di mana U = Kalor uap atau embun (J/kg)

Q = Kalor yang di lepas atau diterima.(J)

m = Massa zat ( kg)

5. Asas Black

Apabila dua buah benda yang suhunya berbeda dipertemukan atau dicampur maka akan terjadi perpindahan kalor dari suhu tinggi ke suhu rendah sehingga suhu kedua benda menjadi sama. Jika kalor jenis suatu zat diketahui maka kalor jenis zat lain dapat dihitung dengan hukum kekekalan energi yang berbunyi :

“ Banyaknya kalor yang dilepas sama dengan banyaknya kalor yang diterima.”

Secara matematis dituliskan :

Q lepas = Q terima.

Kalorimeter

Kalorimeter adalah alat untuk mengukur kalor. Kalorimeter umumnya digunakan untuk menentukan kalor jenis suatu zat. Kalorimeter menggunakan teknik pencampuran dua zat dalam satu wadah. Untuk menentukan kalor jenis suatu zat digunakan hokum kekekalan energi atau asas Black. Jika kalor jenis suatu zat diketahui kalor jenis suatu zat yang lain yang dicampur dengan zat tersebut dapat dihitung.

6. Perpindahan Kalor

Perpindahan kalor pada benda melalui 3 cara ;

  1. Konduksi
  2. Konveksi
  3. Radiasi

a. Konduksi

Konduksi merupakan perpindahan kalor yang tidak disertai dengan perpindahan partikel zat pengantarnya.Contoh merambatnya energi panas pada sendok yang dipanaskan. Laju perpindahan kalor tergantung dari panjang benda(l), luas penampang benda (A), konduktivitas termal (k), beda suhu (Δt) sehingga dirumuskan sebagai :

Q Δt

H = ─── = k A ────

t l

Δt

Q = k A t ────

L

Q

Di mana H =─── = banyak kalor yang merambat tiap detik / laju perpindahan

t kalor

k = Konduktivitas termal ( W/ mk)

A = Luas permukaan ( m2 )

Δ t = Perubahan suhu

l = panjang benda

b. Konveksi

Konveksi merupakan berpindahan kalor yang disertai perpindahan partikel-partikel zat pengantarnaya. Terdapat 2 macam konveksi yaitu konveksi yaitu konveksi alamiah dan konveksi paksa. Konveksi alamiah terjadi akibat perbedaan massa jenis. Contoh aliran asap,ventilasi udara. Pada konveksi paksa aliran panas dipaksa dialirkan ke tempat yang dituju dengan bantuan alat tertentu.. Contoh pendingin mesin pada mobil,hair dryer.

Banyak kalor secara konveksi dapat dihitung dengan rumus :

Q

H =──── = h A. Δt

t

Q = h.A. Δt t

Q

Di mana H = ─── = Kalor yang merambat tiap satu satuan waktu = laju

t perpindahan kalor

h = Koefisien konveksi(w/ m2 k )

A = Luas penampang ( m2)

Δt = Perubahan suhu

t = waktu (sekon)

c.Radiasi

Radiasi merupakan pancaran energi dari sebuah benda dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang dalam perambatannya tidak memerlukan medium perantara. Contohnya sinar matahari sampai ke bumi. Stefan boltman menyatakan bahwa banyaknya energi yang dipancarkan oleh suatu permukaan per satuan waktu persatuan luas sebanding dengan pangkat empat suhu mutlaknya.Halitu dapat di tulis :

E = e σ T4

Di mana E = Energi yang dipancarkan atau diserap tiap satu satuan per satuan l

Luas ( J/s m2 atau W / m2 )

e = emisivitas permukaan(Koefisien pancaran serapan benda)

σ = tetapan Stefan boltmant= 5,67 x 10 -8 W/ m2 K4

T4= Suhu mutlakj(K)

Harga e tergantung warna permukaan benda. Untuk permukaan berwarna hitam sempurna e = 1, sedangkan permukaan berwarna putih sempurna e =0.Sehingga nilai e sebesar : 0 <>

Apabila suatu benda memiliki emisifitas e dan suhu benda T1, seluruhnya dilingkupi oleh dinding yang bersuhu T2 maka benda tersebut akan menyerap atau melepas energi sehingga suhunya setimbang. Adapun energi total yang diserap atau dilepas tiap satuan waktu tiap satuan luas dirumuskan :

E = e σ ( T1 4 - T24).

LATIAN SOAL

1. Suhu suatu benda menunjukkan angka 303 K. Tentukan suhu benda tersebut bila diukur dengan thermometer a). skala farenheit b). Skala Celsius c). skala Reamur.

2. Pada thermometer skala X titik lebur air diberi angka 20 X dan titik didih air diberi angka 160 X. Apabila suatu benda suhunya 30 C, berapakah suhu benda tersebut bila diukur dengan thermometer skala X. Pada skala berapa kedua thermometer menunjukkan hasil pengukuran yang sama.

3. Sebuah termomerter menunjuk a °, thermometer Celsius menunjuk 0 °.Saat thermometer celsius menunjuk 100 °C thermometer tersebut menunjuk 2a°. Berapaskala yang ditunjuk thermometer tersebut saat thermometer Celsius menunjukkan 40 °C.

4. Dua Batang besi A dan B yang sama jenisnya masing-masing mempunyai panjang 4 meter dan 6 meter erta suhu 20 °C. Apabila besi A dipanasi hingga 50 °C panjangnya menjadi 4,000015 meter. Berapa panjang besi B jika dipanasi hingga 60 °C.

5. Ketika suhunya dinaikan sebesar 60 °C, sebuah batang logam yang mula-mula panjangnya 3 m berubah menjadi 3,00091 m. Berapa koefisien panjang batang tersebut.

6. Koefisien muai panjang bahan botol sama dengan 8,3 x 10 -6 /°c. jika sebuah botol mampu menampung 50 cm 3 pada suhu 15 °c berapa kasitasnya pada suhu 25 °C.

7. Sebuah leempeng tipis lebarnya 20cm dan panjangnya 50 cm, terbuat dari logam yang koefisien muai panjangnya 1,2 x 10 -5 / °c dengan suhu 25 °c. Jika logam tersebut dipanaskan sampai suhu 100 °c tentukan luasnya sekarang.

8. Sebuah tabung gelas diisi penuh dengan 50 cm 3 raksa pada suhu 18 °C. Bila tabung dan isinya dipanaskan menjadi 38 °C. Berapa volum raksa yang tumpah,jika α gelas = 9 x 10-6/ °c dan γ raksa = 180 x 10-6/°c.

9. Suatu bejana terbuka berukuran 10 liter dan terbuat dari baja diisi penuh dengan aseton( koefisien muai ruang = 1,5 x 10 -3/ °c ). Jika bejana dan aseton dipanaskan sehingga suhunya naik dari 0°c menjadi 40 °c berapa volum aseton yang tumpah.

10. Suatu gas yang suhunya 20°c dipanaskan sampaisuhunya 111°c pada tekanan tetap.Bilavolum gas sebelum dipanaskan adalah v, berapa volum gassetelah dipanaskan.

11. Suatu gas yang suhunya 27 °C dipanaskan pada tekanan tetap sehingga volumnya menjadi 4 kali semula. Berapa suhunya sekarang.

12. Es massanya 125 gram suhu 0 °c dimasukkan ke dalam 500 gram air suhu 20 °c. Ternyata es melebur seluruhnya.Bila kalor es = 80 kal/gram dan kalor jenis air 1 kalori/ gram °c berapa suhu akhir campuran.

13. Dua buah bola tembaga masing-masing massanya 200 gram dan 500 gram(kalor jenis tembaga = 0,09 kal / gram °c memiliki suhu yang sama 25 °c. Kedua bolabersama-sama dimasukkan dalam air panas dan setelah terjadi kesetimbangan suhunya 75 °c. Apabila 1 kalori =4,2 joule . berapa selisih kalor yang diserap oleh masing-masing bola.

14. satu kilogram es suhunya -2 °c. Bila kalor lebur es 0 °c, kalor jenis es 0,5 kal /g °c, kalor jenis air 1 kal / g °c, kalor lebur es 80 kal /g, dan 1 kalori = 4,2 joule. Maka berapa joule kalor yang diperlukan untuk meleburkan seluruh es.

15. Bola besi dan bola aluminium mempunyai massa dan suhu yang sama sebesar 1 kg dan 30 °c,kalor jenis masing-masing 0,11 kal / gram °c dan 0,22 kal/gram °c. Kemudian kedua bola tersebut dimasukkuan ke dalam air yang temperaturnya 100 °c. Apabila suhu campuran 60 °c. Berapa perbedaan jumlah kalor yang diserap oleh masing-masing bola.

16. Sebuah es berubah wujud dari -5 °c sampai 60 °c seperti gambar. Berapa banyak kalor yang di berikan sehingga suhunya menjadi 60 °c.

17.Perhatikan grafik kalor terhadap suhu diatas(kanan) Apabila kalor lebur es= 80 kal/gram dan 1 kalori=4,2 joule. Berapa kalor didih air.

18.Dalam gelas berisi 200 cc air 40 °c, kemudian dimasukkan 40 gram es 0 °c. Jika kapasitas kalor gelas 20 kal/ °c dan kalor lebur es 80 kal /gram.berapa suhu setimbangnya.

19.Grafik ini adalah pemanasan 10 gram zat padat yang menerima kalor 100 joule tiapdetik,sehingga seluruhnya berubah menjadi uap.Bepapa kalor penguapan zat tersebut.

20. Dua batang logam A dan B yang mempunyai ukuran sama disambung satu sama lain pada salah satu ujungnyaJika suhu ujung bebas logam A dan ujung bebas logam B berturut turut 210 °c dan 30°c serta koefisien konduksi logam A= 2 kali koefisien konduksi logam B. Berapa suhu sambungan kedua logam.

21. Dua batang P dan Q dengan ukuran yang sama tapi jenis logam berbeda diletakkan seperti gambar di bawah.Ujung kiri P bersuhu 90 °C, dan ujung kanan Q bersuhu 0°C Jika koefisien konduksi termal P adalah dua kali koefisien konduksi termal Q .Berapa suhu pada bidang batas P dan Q.

22.Udara dalam sebuah kamar bersuhu 25 °c, sedangkan suhu permukaan jendela kaca kamar 25 °C. Tentukan laju kalor yang diterima oleh jendela kaca seluas 0,6 m2, jika koefisien konduksi 7,5 x 10 -5 kal/ s cm2 °c.

23. Bola yang permukaanya hitam sempurna mempunyai suhu konstans 1000 k. Berapa besar energi yang dipancarkan tiap detik oleh permukaan bola jika kontanta Stefan boltman 5,67 x 10 -8W/ m2 K4.

24. Dalam bejana yang massanya diabaikan terdapat a gram air 43 °C di campur dengan b gram es – 6 °C.Setelah diaduk ternyata 50 % es melebur.Titiklebures 0 °C, c es = 0,5 kal/gram °c dan L es = 80 kal/ g.Tentukan perbandingan a dan b.

25. Bila seluruh energi potensial kembali menjadi kalor pada suatu air terjun, agar perbandingan suhu diatas dan dibawah air terjun 1 °c berapa tinggi air terjun (g= 10 m/ s2).

26. Suhu filament sebuah lampu pijar (e = 0,5 dan σ =6 x 10 -8 w/m2 K 4.Jika daya lampu 60 watt berapa luas permukaan filament.

3 komentar:

  1. kok soalny gk ada pembahasannya?

    BalasHapus
  2. soalnya harusnya ada pembahasannya biar kita tau jawaban kita bener atau salah

    BalasHapus