Suhu dan Kalor -

Suhu & Kalor – Pengantar

Suhu yaitu ukuran yg menyatakan energi panas tersimpan dlm suatu benda. Benda bersuhu tinggi mempunyai arti memiliki energi panas yg tinggi, begitu juga sebaliknya. Kalor yaitu perpindahan energi panas yg terjadi dr benda bersuhu yg lebih tinggi ke benda bersuhu lebih rendah.

Lihat pula materi Sosiologiku.com lainnya:

Dioda

GLBB & Gerak Jatuh Bebas

Daftar Isi

Skala Termometer

Termometer yaitu alat yg dipakai untuk mengukur suhu benda. Terdapat 4 skala umum yg digunakan untuk termometer

Celcius (^oC)

Reamur (^oR)

Fahrenheit (^oF)

Kelvin (K)

Konversi antar 4 skala tersebut ditunjukkan oleh tabel berikut.

	Celcius	Reamur	Fahrenheit	Kelvin
Celcius	T	$\frac 5 4$ T	$\frac 9 5$ T + 32	T + 273
Reamur	$\frac 5 4$ T	1	$\frac 9 4$ T + 32	$\frac 4 5$ T + 273
Fahrenheit	$\frac 5 9$ (T-32)	$\frac 4 9$ (T-32)	1	$\frac 5 9$ (T-32) + 273
Kelvin	T-273	$\frac 4 5$ (T-273)	$\frac 9 5$ T (T-273)+32	1

Skala Celcius & Fahrenheit biasa digunakan pada pengukuran suhu di kehidupan sehari-hari, sedangkan skala suhu yg ditetapkan selaku Satuan Internasional yakni skala Kelvin.

Perhitungan Kalor Perubahan Zat

Kalor mampu berakibat pada pergeseran suhu atau wujud suatu zat. Penerimaan kalor akan mengembangkan suhu & dapat mengubah zat padat menjadi cair atau zat cair menjadi gas, sedangkan pelepasan kalor akan menurunkan suhu & dapat mengganti zat cair menjadi padat atau zat gas menjadi zat cair. Kalor yg diterima atau dilepas oleh suatu benda dapat dijumlah dgn rumus berikut.

$Q = m \cdot c \cdot \Delta T + m \cdot L$

Dimana Q yaitu banyak kalor (J), m ialah massa benda (Kg), c yakni kalor jenis (J/Kg^oC) & ialah pergeseran suhu (^oC). Apabila benda mengalami perubahan wujud, maka jumlah energi yg digunakan tersebut dihitung dgn rumus m.L, dimana L adalah kalor jenis pergantian wujud zat. Satuan ukur kalor yakni kalori, dimana satu kalori yakni jumlah energi panas yg diperlukan untuk mengoptimalkan suhu 1 gram air sebesar 1^oC. 1 Kalori disetarakan dgn 4.2 Joule.

Perpindahan Panas

Perpindahan panas mampu dibagi menjadi tiga jenis menurut medium perantaranya. Tiga jenis perpindahan panas tersebut yaitu konduksi, konveksi, & radiasi.

1. Konduksi

Konduksi memiliki arti energi panas bergerak tanpa dibarengi pergerakan permanen medium yg menjadi penghantar panas. Contoh konduksi yakni rambatan panas pada material logam mirip besi, kawat, & alumunium. Pada level molekuler, konduksi terjadi alasannya adanya tubrukan antara molekul berkecapatan lebih tinggi dgn molekul berkecepatan lebih rendah. Hal ini menciptakan peningkatan energi kinetik molekular yg berikutnya memajukan suhu.

2. Konveksi

Konveksi ialah perpindahan panas yg terjadi seiring dgn perpindahan zat mediator atau medum. Contoh dr konveksi yakni pendinginan ruangan dgn AC & pemanasan air. Pada level molekular, kenaikan suhu akan besar lengan berkuasa pada kenaikan volume & pula kerapatan medium. Medium yg lebih renggang akan bergerak ke bawah, & medium yg rapat bergerak ke atas. Medium yg lebih renggang ialah medium yg bersuhu lebih rendah, sebaliknya medium lebih rapat mempunyai arti suhu lebih tinggi. Pergerakan antar medium inilah yg mengakibatkan perpindahan panas.

3. Radiasi

Radiasi yakni pengiriman energi panas tanpa dibutuhkan penghantar. Panas ditransmisikan dgn emisi gelombang elektromagnetik. Pada level molekular, radiasi panas terjadi alasannya pergerakan acak momentum & atom akibat radiasi elektromagnetik. Setiap benda akan mengeluarkan radiasi termal, bergantung dr panas yg dimiliki. Semakin panas objek tersebut makan kian besar radiasinya. Salah satu pola radiasi panas ialah perpindahan energi panas dr matahari ke bumi & benda-benda antariksa lainnya.

Ketiga jenis perpindahan panas tersebut dapat terjadi sekaligus pada suatu proses pemanasan. Contohnya adalah proses memanaskan panci berisi air di atas kompor mirip pada gambar berikut. Rambatan panas api dr kompor ke panci yaitu proses radiasi, kemudian air yg panas di potongan bawah panci akan bergerak ke atas bertukar posisi dgn air di cuilan atas menghasilkan transfer panas melalui konveksi, & panas yg terdapat di pemegang panci yg terbuat dr logam mampu dihantarkan ke tangan lewat proses konduksi.

suhu & kalor - konduksi konveksi radiasi

Sumber gambar: machinedesign.com

Asas Black

Asas Black ialah aturan yg menyatakan bahwa untuk semua pertukaran energi panas (kalor), maka kalor yg diterima materi bersuhu lebih rendah akan sama besar dgn kalor yg dilepas oleh materi bersuhu lebih tinggi. Secara matematis, Asas Black dinyatakan selaku berikut.

$Q_ lepas = Q_ terima$

Jika terdapat dua materi dgn suhu berlainan dicampurkan menjadi satu, asas black mampu digunakan untuk mengetahui suhu akhir adonan. Penerapannya dengan-cara matematis ialah selaku berikut.

$Q_ lepas = Q_ terima$

$m_1 \cdot c_1 \cdot (T_1 - T_m) = m_2 \cdot c_2 \cdot (T_m - T_2)$

Keterangan:

m₁ = Massa materi bersuhu lebih tinggi

c₁ = Kalor jenis materi bersuhu lebih tinggi

T₁ = Suhu materi bersuhu lebih tinggi

m₂ = Massa materi bersuhu lebih rendah

c₂= Kalor jenis materi bersuhu lebih rendah

T₂= Suhu materi bersuhu lebih rendah

T_m= Suhu final campuran

Contoh Soal Suhu & Kalor + Pembahasan

Soal Suhu & Kalor 1

Kratos mencampur 4 kg air bersuhu 100^oC dgn 8 kg air bersuhu 50^oC. Berapa suhu simpulan gabungan?

Jawab

Diketahui:

m₁ = 4 Kg

m₂ = 8 Kg

c₁ = c₂= c

T₁ =100 ^oC

T₂= 50 ^oC

Ditanyakan: T_m?

$Q_ lepas = Q_ terima$

$m_1 \cdot c_1 \cdot (T_1 - T_m) = m_2 \cdot c_2 \cdot (T_m - T_2)$

$4 \cdot c \cdot (100 - T_m) = 8 \cdot c \cdot (T_m - 50)$

$(100 - T_m) = 2(T_m - 50)$

$200 = 3T_m \Longrightarrow T_m = \frac 200 3 = 66,67 ^circ C$

Soal Suhu & Kalor 2

Perhatikan grafik pemanasan 1 Kg es berikut ini!

contoh soal suhu & kalor jenis

Jika kalor jenis es 2.100 J/Kg^oC, kalor lebur es 336.000 J/Kg^oC, & kalor jenis air ialah 4.200 J/Kg^oC, maka kalor yg diperlukan dlm proses dr P-Q-R yakni …. (UN Fisika SMP/MTs 2015)

Jawab

Diketahui:

c_es = 2.100 J/Kg^oC

c_air = 4.200 J/Kg^oC

m = 1 Kg

$\Delta T_ PQ 0 - (-5) = 5 ^circ C$