MATERI SUHU DAN KALOR

Suhu dan kalor
1. Hubungan antara skala C, R, F dan K
C : R : ( F - 32  ) : ( K – 273) =  5 : 4 : 9 : 5

2. Keuntungan air raksa sebagai pengisi termometer
a. mudah dilihat karena mengkilat
b. volumenya berubah secara teratur
c. tidak membasahi kaca
d. jangkauan lebar

Kelemahan air raksa sebagai pengisi termometer
a. mahal
b. tidak dapat mengukur suhu yang sangat rendah
c. zat berbahaya

3. Keuntungan alkohol sebagai pengisi termometer
a. lebih murah
b. lebih teliti
c. dapat mengukur suhu yang sangat rendah

Kelemahan  alkohol sebagai pengisi termometer
a. titik didih rendah (78⁰C)
b. tidak berwarna
c. membasahi kaca
4. Termometer klinis : untuk mengukur suhu manusia (35⁰C – 42⁰C)

Pirometer digunakan untuk mengukur suhu yang sangat tinggi, dengan mengukur radiasi yang dipancarkan oleh benda.

5. Pemuaian zat padat
Alat untuk mengetahui pemuaian zat padat : Musschenbroek
a. Muai panjang
Δl = L₀  α  Δt
Lt = L₀ (1 + α Δt)
Δl = pertambahan panjang
L₀, L_t = panjang mula-mula, akhir
α = koefisien muai panjang ( /0C atau /K)
Δt = kenaikan suhu

b. Muai luas
ΔA = A₀ β Δt
At = A₀ (1 + β Δt)
β = 2α =  koefisien muai luas

c. Muai volume
ΔV = V₀ γ Δt
Vt = V₀ (1 + γ β Δt)
γ = 3α = koefisien muai ruang

Hubungan α, β dan γ
β = 2α, γ = 3α

6. Pemuaian zat cair
Pada kenaikan suhu yang sama, muai volume zat cair lebih besar daripada zat padat.
Misalnya teko yang berisi air hampir penuh, akan tumpah ketika mendidih.

7. Pemuaian gas
Misalnya, balon akan meletus saat terkena terik matahari. Pemuaian gas diselidiki dengan alat dilatometer.
Untuk semua jenis gas, berlaku : γ = 1/273

8. Bimetal adalah dua keping logam, yang berbeda koefisien muai panjangnya dan dikeling menjadi satu. Jika dipanaskan, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang koefisien muainya lebih kecil dan sebaliknya.

9. Anomali air adalah keanehan air pada suhu 40C mengalami volume mengecil sedangkan massa jenisnya membesar.

10. Pengaruh kalor (Q) terhadap perubahan suhu (Δt)
Q = m c Δt atau Q = C Δt
Q = kalor (J)
c = kalor jenis (J/kg⁰C)
C = kapsitas kalor (J/⁰C)
Δt = kenaikan suhu (⁰C)
cair = 1 kal/g0C = 4200 J/ kg⁰C

11. Pengaruh kalor (Q) terhadap perubahan wujud zat
Melebur dan membeku :
Q = m L
L = kalor lebur (J/kg)
Melebur dan membeku :
Q = m U
L = kalor uap (J/kg)
Kalor lebur dan kalor uap ini disebut kalor laten (untuk merubah wujud/suhu tetap).

12. Perubahan kalor
a. membutuhkan kalor : melebur, menguap, menyublim
b. melepaskan kalor : membeku, mengembun, mengkristal/deposisi

13. Faktor-faktor yang mempercepat penguapan :
a. memanaskan
b. memperluas permukaan
c. meniupkan udara di atas permukaan
d. menyemburkan zat cair
e. mengurangi tekanan pada permukaan

14. Kenaikan tekanan akan meningkatkan titik didih dan sebaliknya
Misalnya : air di daerah pegunungan (tekanan rendah) akan mendidih < 100⁰C.
Kenaikan tekanan akan menurunkan titik leburnya dan sebaliknya
Ketidakmurnian zat meningkatkan titik didih
Ketidakmurnian zat menurunkan titik leburnya.
Dimanfaatkan dalam pembuatan es krim.

15. Hubungan peralatan listrik dengan kalor yang dihasilkan
P x t = m x c x Δt
P = daya alat (W)
t = waktu (s)
Δt = kenaikan suhu (⁰C)

16. Azas Black
Q lepas = Q terima

Perpindahan kalor

1.     Secara alami, kalor berpindah dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Ada 3 perpindahan kalor, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi.

2.      Konduksi (hantaran ) : perpindahan kalor melalui zat tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat itu.
Misalnya : ujung besi yang dipanaskan maka ujung yang lain menjadi panas.

3.      Konveksi (aliran) : perpindahan kalor melalui zat disertai perpindahan partikel-partikel zat itu. Konveksi terjadi karena perbedaan massa jenis.
Misalnya : pergerakan air saat direbus, sistem ventilasi udara, terjadinya angin darat dan angin laut

4.      Radiasi (pancaran) : perpindahan kalor tanpa zat perantara (medium)
Misalnya : pancaran sinar matahari sampai ke bumi.
Permukaan yang hitam dan kusam adalah penyerap kalor radiasi yang baik sekaligus pemancar kalor yang baik.
Permukaan yang putih dan berkilap adalah penyerap kalor radiasi yang buruk sekaligus pemancar kalor yang buruk.
Termoskop adalah alat yang digunakan untuk mengetahui adanya pancaran kalor.

5.     Termos dapat menghambat kalor dari air panas keluar
a. lapisan dinding dalam berupa perak mengkilat, berfungsi memantulkan radiasi klaor kembali ke dalam termos
b. dinding terbuat dari kaca (konduktor jelek)
c. adanya ruang vakum (menghambat perpindahan kalor secara konduksi dan konveksi)
d. tutup terbuat dari gabus (bahan isolator)