Sifat Panas Zat (Suhu dan Kalor)

SIFAT PANAS ZAT
(SUHU DAN KALOR)
Hukum 0 Thermodinamika
Pengukuran Temperatur
Pemuaian dan Kalor
Transfer Kalor
HUKUM KE-NOL THERMODINAMIKA
THE ZEROTH LAW OF THERMODYNAMICS
Jika dua buah benda bertemperatur berbeda
disentuhkan satu sama lain, temperatur
keduanya akan berangsur menjadi sama. Dan
apabila setiap bagian pada kedua benda tersebut
temperaturnya tidak lagi berubah, maka kedua
benda itu kita katakan berada dalam
kesetimbangan termal.
 Jika benda A dan B berada dalam
kesetimbangan termal dengan suatu benda
ketiga T, maka A dan B berada dalam
kesetimbangan termal satu sama lain.

PENGUKURAN TEMPERATUR
TEMPERATURE MEASUREMENT

Dalam pengukuran temperatur dikenal berbagai
macam derajat pengukuran. Antara lain:
Skala
Titik Beku Air
Titik Didih Air
Celcius
0 0C
100 0C
Reamur
0 0R
80 0R
Fahrenheit
32 0F
212 0F
Kelvin
273 K
373 K
Konversi nilai antar skala pengukuran:
 X X

 Y Y
CONTOH

Pada laporan cuaca di suatu kota, disebutkan
bahwa temperatur rata-rata pada suatu hari
adalah 140F. Berapakah nilai temperatur ratarata pada kota tersebut dalam skala Celcius?
CONTOH

Pada temperatur berapakah termometer skala
Celcius dan termometer skala Fahrenheit
menunjukkan angka yang sama?
KALOR DAN TEMPERATUR
HEAT AND TEMPERATURE












Q = C.ΔT
Q = m.c.ΔT
Q = Kalor / Panas (J)
Kalor Perubahan Wujud
Q = m.Lf
Q = m.Lv
Materi
c (kal/g.K)
c (J/Kg.K)
Perak
0.0564
236
Tembaga
0.0923
386
es
0.530
2220
air
1
4180
C = Kapasitas Kalor (J/0C)
c = Kalor Jenis (J/Kg.0C)
m = massa (Kg)
ΔT = Perubahan Suhu (0C)
Lf = Kalor Lebur (J/Kg)
Lv = Kalor Uap (J/Kg)
(Lf air = 333000 J/Kg)
(Lv air = 2256000J/Kg)
CONTOH

Hitung kalor yang dibutuhkan untuk
memanaskan 1 Kg es -200C sampai menjadi uap
1000C
CONTOH

Berapa banyak air yang tetap beku setelah 50,2
kJ energi kalor dipindahkan dari 260g es 0oC?
(kalor lebur es = 80kal/g)
ASAS BLACK  (QLEPAS = QTERIMA)

100 mL air 200C dicampur dengan 200 mL air
800C. Berapakah suhu akhir campuran?
ASAS BLACK  (QLEPAS = QTERIMA)

1Kg es -200C disiram dengan 200 mL air 800C.
Bagaimana kondisi terakhir es dan air?
ASAS BLACK  (QLEPAS = QTERIMA)

Berapa massa uap 100oC yang harus dicampur
dengan 118g es 0oC untuk menghasilkan air 50oC
pada tempat yang terisolasi energi panasnya?
PEMUAIAN
THERMAL EXPANSION
Pemuaian linier ΔL=L0 α ΔT
 Pemuaian Volume ΔV=V0 γ ΔT
 Dengan γ = 3α

Bahan
α (10-6/0C)
Timbal
29
Aluminium
23
Perunggu
19
Tembaga
17
Besi/Baja
11
Gelas (biasa)
9
Gelas (Pyrex)
3.2
Permata
1.2
CONTOH

Pada suatu hari yang panas di Las Vegas,
Sebuah truk mengangkut 37000 L BBM ke
Payson, Utah dimana temperaturnya 23K lebih
rendah. Berapa liter BBM yang dihantarkannya?
(γBBM = 9,50.10-4/0C, αtangki = 11.10-6/0C)
CONTOH

Suatu cangkir aluminium 100cm3 diisi penuh
dengan glycerin pada temperatur 22oC. Berapa
banyak glycerin yang tumpah apabila
temperatur cangkir dan glycerin meningkat
menjadi 28oC? (koefisien muai termal
glycerin=5,1x10-4/oC, koefisien muai panjang
aluminium=23x10-6/oC)
PERPINDAHAN KALOR












Panas dapat berpindah dari suatu benda ke benda
lain dengan 3 macam cara:
Konduksi (antar permukaan padat)
Q/t = k.A.ΔT / d
Konveksi (melibatkan fluida)
Q/t = h.A.ΔT
Radiasi (tanpa perantara)
Q/t = e.A.σ.T4
Q/t = Laju perpindahan kalor (J/s = Watt)
k = konduktivitas thermal (J/m K s)
h = konveksivitas thermal (J/m2 K s)
e = emisivitas bahan
σ = tetapan Stevan-Boltzmann = 5.6704.10-8W/m2K4
CONTOH

Dua buah balok dengan ketebalan yang sama
diapit oleh dua tembok dengan suhu masingmasing 300C dan 800C. Apabila konduktivitas
termal balok pertama dan kedua 3:7, Berapakah
temperatur sambungan balok?
CONTOH

Suatu kolam sedalam 1,4m, setimbang pada
kondisi lapisan air di bagian atas membeku dan
di bawahnya berupa air. Jika suhu udara di atas
es -50C dan suhu air di dasar 40C, hitung
ketebalan es! Jika konduktivitas thermal es dan
air 0,40 dan 0,12 cal/m.0C.s
CONTOH

Misalkan seseorang berada di angkasa luar
tanpa baju luar angkasa, maka orang itu akan
memancarkan energi secara radiasi tanpa
menyerap energi. Seberapa cepat orang tersebut
kehilangan energi? Berapa energi yang hilang
dalam 30s? Anggap emisivitas orang itu 0,90,
dan suhu tubuh orang itu 37oC.