Kalor Dan Perpindahan Kalor: Bab V

BAB V

KALOR DAN PERPINDAHAN KALOR

Pengertian Kalor Kalor Adalah bentuk energi yang berpindah dari benda yang suhunya tinggi ke benda yang suhunya rendah. Satuan kalor adalah Joule (J) atau 1kalori  4,2 Joule

1Joule  0,24kalori

Pengaruh Kalor terhadap Suhu Zat • Jika suatu zat menyerap kalor, maka suhu akan naik dan Jika suatu zat melepas kalor, maka suhu akan turun

Air panas

Es batu

Air hangat

Jumlah kalor (Q) yang diserap atau dilepaskan oleh suatu zat adalah

Q  c.m.T Dengan : Q m c ∆T

Q : c x m x ΔT

= jumlah kalor (J atau kal) = massa benda (kg) = kalor jenis zat (J/kg oC) = kenaikan suhu (oC atau K) = suhu akhir – suhu awal ( T-To)

Q

Contoh soal : To m 1. Berapakah kalor yang diperlukan untuk mendidihkan 1 kg air jika suhu awalnya 25oC sampai 100oC dan kalor jenis air 4,2 x 103 J/kg oC? T c

Q

: m x c x ΔT

Penyelesaian : Diketahui : m  1kg c  4,2 x103 J / kg oC To  25o C

T  100o C T  T  To  100o C  25o C  75o C

Ditanya : Q = …? Jawab :

Q  m.c.T

 1kgx(4,2 x103 J / kg oC ) x75o C  315 x103 J  315kJ Jadi, jumlah kalor yang diperlukan 315 kJ

• Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg zat sebesar 1oC atau 1 K Persamaannya :

Q c m.T • Kapasitas kalor adalah kemampuan suatu zat menyerap kalor untuk menaikkan suhunya menjadi 1oC lebih tinggi Persamaannya : Q atau C  m.c C T H = kapasitas kalor (J/oC)

Pengaruh Kalor terhadap Perubahan Wujud Zat Gas

Mencair / melebur

Cair

Padat Membeku

• Perubahan wujud zat yang melepaskan kalor adalah

membeku

mengembun

mengkristal

• Perubahan wujud zat yang memerlukan kalor adalah

Mencair / melebur

menyublim

menguap

•

Kalor laten adalah kalor yang dilepas atau diserap pada saat perubahan wujud zat. Satuannya J/kg. Kalor laten terdiri dari 2, yaitu : a. Kalor lebur (L) = Kalor beku

Q L m atau .

Q  m.L

Q : m x L

• Kalor lebur adalah kalor yang diperlukan oleh satu satuan massa zat padat untuk mencair (melebur) pada titik leburnya • Titik lebur adalah suhu zat ketika melebur. • Kalor beku adalah kalor yang diperlukan oleh satu satuan massa zat cair untuk membeku pada titik bekunya. • Titik beku adalah suhu zat ketika membeku

Gambar 1.4 Grafik Perubahan wujud air

Keterangan : A – B : wujud es B – C : wujud es dan air (proses melebur) Titik lebur es = titik beku air = 0oC

b. Kalor Uap (U) = Kalor Embun Q atau Q  m.U U

m

Q : m x U

Kalor uap adalah kalor yang diperlukan oleh satu satuan massa zat cair untuk menguap pada titik didihnya Titik didih adalah suhu zat ketika mendidih. Kalor embun adalah kalor yang diperlukan oleh satu satuan massa gas untuk mengembun pada titik embunnya. Titik embun adalah suhu zat ketika mengembun

Gambar 1.4 Grafik Perubahan wujud air

Keterangan : C – D : wujud air D – E : wujud air dan uap (menguap) Titik uap air = titik embun uap = 100oC

Gambar 1.4 Grafik Perubahan wujud air

Qtotal  Q1  Q2  Q3  Q4  Q5

•

Penguapan dapat dipercepat dengan cara: a. Pemanasan (menaikkan suhu) Contoh : menjemur pakaian di bawah sinar matahari

b. Memperluas permukaan zat cair (a)

Contoh : (a) Kopi panas dituangkan di atas cawan agar cepat dingin (b) pakaian basah dijemur dengan cara direntangkan (diperluas permukaannya)

(b)

c. Mengalirkan udara di atas permukaan zat cair atau mengurangi tekanan udara pada permukaan zat cair Contoh : Meniup minuman kopi panas

• Mendidih Zat cair dikatakan mendidih jika gelembung-gelembung uap terjadi di seluruh zat cair dan dapat meninggalkan zat cair. • Titik didih dipengaruhi oleh tekanan udara diatas permukaan zat cair dan jenis zat

Asas Black • Asas Black berbunyi : “ Kalor yang diterima oleh suatu zat sama dengan kalor yang dilepas oleh suatu zat”

Qlepas  Qterima

Perpindahan Kalor • 1. 2. 3.

Perpindahan kalor ada 3 cara, yaitu Konduksi Konveksi Radiasi

Konduksi • Konduksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Contoh : B A Memanaskan logam

• Penghantar kalor yang baik disebut konduktor Contoh : besi, baja, tembaga, seng, dan aluminium (jenis logam)

besi

baja

kuningan

tembaga

• Penghantar kalor yang kurang baik/buruk disebut isolator Contoh : kayu, kaca, wol, kertas, dan plastik (jenis bukan logam)

Konveksi • Konveksi adalah perpindahan kalor melalui zat disertai perpindahan partikelpartikel zat tersebut. • Konveksi terjadi karena perbedaan massa jenis zat • Konveksi terjadi dalam zat cair dan gas

• Contoh : 1. Terjadinya angin laut

Angin laut terjadi pada siang hari

Terjadinya angin darat

Angin darat terjadi pada malam hari

2. sistem pendinginan mobil (radiator)

3. pembuatan cerobong asap

4. Lemari es

Radiasi • Radiasi (pancaran) adalah perpindahan kalor tanpa zat perantara (medium) Contoh : sinar matahari sampai ke bumi melalui radiasi

Permukaan hitam dan kusam merupakan penyerap dan pemancar radiasi yang baik

Permukaan putih dan mengkilap merupakan Penyerap dan pemancar radiasi yang buruk

Termoskop adalah alat yang digunakan untuk mengetahui adanya pemancaran kalor

Pemanfaatan Kalor dalam kehidupan sehari-hari 1. Panci masak dari bahan konduktor

mengkilap

dari bahan isolator

2. Termos

3. Setrika

thermodinamika • Thermos (Yunani) yang artinya Panas • Dynamics (Inggris) yang artinya Perubahan

Jadi termodinamika merupakan ilmu yang mempelajari tentang perubahan panas

Keadaan termodinamika

Lingkungan Sistem

• Dalam termodinamika dikenal sistem dan lingkungan