BAB SUHU DAN KALOR IPA KELAS 7 SMP


A.   KALOR 
Kalor adalah suatu bentuk energi yg secara alamiah dapat berpindah dari benda yang suhunya tinggi menuju suhu yang lebih rendah saat bersinggungan.
Kalor adalah suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya. Kalor berbeda dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam satuan derajat panas. Kalor merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik yang diserap maupun dilepaskan oleh suatu benda

                1. Kalor Mengubah Suhu Benda
     Besarnya kalor (Q) yang dibutuhkan untuk mengubah suhu berbanding lurus dengan
     massa benda (m), kenaikan suhu dan kalor jenis.

Q=m x c x ∆t          atau          Q= C x ∆t
Dengan:
Q  = kalor yang dibutuhkan (joule)
m  = massa benda (kg)
c   = kalor jenis (J/kg°C)
∆t = perubahan suhu (°C)
C  = m x c = kapasitas kalor (J/°C)

Selain joule (J), terdapat satuan kalor yang sering dipergunakan dalam kehidupan sehari-sehari, yaitu kalori. Satu kalori dapat didefinisikan kalor yang diperlukan tiap 1 gram air , sehingga suhunya naik 10C. Terdapat kesetaraan antara satuan joule dan satuan kalori yang biasa disebut tara kalor mekanik.
1 kalori = 4,2 joule
1 joule = 0,24 kalori

Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan tiap satu satuan massa zat untuk menaikkan suhu 1 kilogram zat sebesar 1°C. Secara matematis dapat dituliskan
\!c=\frac{Q}{\!m\times\Delta\!t}

Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan suatu zat untuk menaikkan suhu sebesar 1°C. Secara matematis dapat dituliskan
C=m x c

2.       Kalor Mengubah Wujud Benda
Besarnya energi kalor (Q) yang dibutuhkan untuk mengubah wujud suatu zat berbanding lurus dengan massa benda (m) dan kalor laten (L)

Q= m x L
Dengan L = kalor laten
Kalor Laten adalah kalor yang dibutuhkan tiap satu satuan massa zat untuk mengubah wujudnya tanpa mengalami perubahan suhu. Terdapat dua kalor laten yaitu:
a)    Kalor Lebur (L) : Banyaknya kalor ynag dibutuhkan tiap satu satuan massa zat untuk melebur pada titik leburnya. Besar energi kalor yang dibutuhkan:
Q= m x L ,  dengan L= kalor lebur (J/kg)
b)    Kalor uap  (U) : Banyaknya kalor ynag dibutuhkan tiap satu satuan massa zat cair untuk menjadi uap pada titik didihnya. Besar energi kalor yang dibutuhkan:
Q= m x U ,  dengan U= kalor uap (J/kg)
Faktor yang dapat dilakukan mempercepat penguapan pada zat cair antara lain: 
a)    Memanaskan atau dipanaskan 
b)    Memperluas permukaan
c)    Meniup udara di atas permukaan
d)    Mengurangi tekanan udara di permukaan

Secara umum wujud zat adalah padat, cair dan gas. Zat mampu berubah wujud jika diberi kalor dari luar sistem ataupun melepas kalor ke lingkungan. Terdapat 6 macam perubahan wujud zat, yakni :


Dari keenam perubahan wujud tersebut, dapat dikelompokkan menjadi 2 jenis perdasarkan penyerapan atau pelepasan kalor oleh sistem.

1. Perubahan wujud yang memerlukan kalor (menyerap kalor)a. Mencair
b. Menguap
c. Menyublim
2. Perubahan wujud yang melepaskan kalor
a. Membeku
b. Membeku
c. Mengkristal


B.   ASAS BLACK
Dua buah benda yang berbeda suhunya jika dicampur maka benda yang bersuhu rendah akan menyerap kalor dan benda yang bersuhu tinggi akan melepas kalor. Sesuai dengan asas Black menyatakan bahwa besarnya kalor yang diserap sama dengan kalor yang dilepas.


Qlepas = Qterima
 m x c x Δt = m x c x Δt

Hubungan konversi energi listrik menjadi energi kalor dirumuskan:

W = Q
P x t = m x c x Δt

Keterangan:
W = energi listrik (joule)
Q = jumlah kalor yang diserap atau dilepaskan (joule)
P = daya listrik (watt)
t = selang waktu pemakaian listrik (sekon)
m = massa benda (kg)
c = kalor jenis zat (joule/kg °C)  

C.   PERPINDAHAN KALOR
1.    Konduksi
Konduksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Contoh:
a)    Pemanas batang besi
b)     Alat masak yang terbuat dari logam
2.    Konveksi
Konveksi adalah perpindahan kalor pada suatu zat yang disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Contoh:
a)    Peristiwa memasak air
b)     Terjadinya angin darat dan angin laut
3.    Radiasi
Radiasi adalah perpindahan panas tanpa melalui perantara. Contoh:
a)    Cahaya matahari dapat sampai ke bumi
b)    Api unggun untuk menghangatkan anak pramuka
c)    Pembuatan pengapian di rumah

SUHU
Ukuran derajat panas dan dingin suatu benda tersebut dinyatakan dengan besaran suhu. Jadi, suhu adalah suatu besaran untuk menyatakan ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda.

Termometer sebagai Alat Ukur Suhu

Termometer yang menggunakan alkohol 

Termometer yang menggunakan air raksa

Suhu termasuk besaran pokok. Alat untuk untuk mengukur besarnya suhu suatu benda adalah termometer. Termometer yang umum digunakan adalah termometer zat cair dengan pengisi pipa kapilernya adalah raksa atau alkohol. Pertimbangan dipilihnya raksa sebagai pengisi pipa kapiler termometer adalah sebagai berikut:

  • raksa tidak membasahi dinding kaca,
  • raksa merupakan penghantar panas yang baik,
  • kalor jenis raksa rendah akibatnya dengan perubahan panas yang kecil cukup dapat mengubah suhunya,
  • jangkauan ukur raksa lebar karena titik bekunya -39 ºC dan titik didihnya 357ºC.
Pengukuran suhu yang sangat rendah biasanya menggunakan termometer alkohol. Alkohol memiliki titik beku yang sangat rendah, yaitu -114ºC. Namun demikian, termometer alkohol tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu benda yang tinggi sebab titik didihnya hanya 78ºC. Pada pembuatan termometer terlebih dahulu ditetapkan titik tetap atas dan titik tetap bawah. Titik tetap termometer tersebut diukur pada tekanan 1 atmosfer. Di antara kedua titik tetap tersebut dibuat skala suhu. Penetapan titik tetap bawah adalah suhu ketika es melebur dan penetapan titik tetap atas adalah suhu saat air mendidih.

Berikut ini adalah penetapan titik tetap pada skala termometer.
  1. Termometer Celcius. Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 100. Diantara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 100 skala.
  2. Termometer Reaumur. Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 80. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi menjadi 80 skala.
  3. Termometer Fahrenheit. Titik tetap bawah diberi angka 32 dan titik tetap atas diberi angka 212. Suhu es yang dicampur dengan garam ditetapkan sebagai 0ºF. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 180 skala.
  4. Termometer Kelvin. Pada termometer Kelvin, titik terbawah diberi angka nol. Titik ini disebut suhu mutlak, yaitu suhu terkecil yang dimiliki benda ketika energi total partikel benda tersebut nol. Kelvin menetapkan suhu es melebur dengan angka 273 dan suhu air mendidih dengan angka 373. Rentang titik tetap bawah dan titik tetap atas termometer Kelvin dibagi 100 skala.

Perbandingan skala antara temometer Celcius, termometer Reaumur, dan termometer Fahrenheit adalah:
C : R : F = 100 : 80 : 180
C : R : F = 5 : 4 : 9
Rumus Suhu

  Celcius ke Fahrenheit   =  (9/5 x C) + 32
  
  Celcius ke Reamur       =  4/5 x C
  
  Fahrenheit ke Celsius   =  5/9 x (F - 32)
  
  Fahrenheit ke Reamur    =  4/9 x (F - 32)
  
  Reamur ke Fahrenheit    =  (9/4 x R) + 32
  
  Reamur ke Celsius       =  5/4 x R

RUMUS UMUM SUHU:
T = t + 273 derajat

T= suhu dalam Kelvin
t = suhu dalam Celcius


Komentar

Posting Komentar