Title Goes Here - Binus Repository

Matakuliah : D0684 – FISIKA I
Tahun
: 2008
TEMPERATUR DAN KALOR
Pertemuan 26
1. Skala Temperatur
Temperatur menyatakan ukuran kuantitatif keadaan
panas-dinginnya suatu benda.
Skala Thermometer
Celcius ( TC )
: 0C
Kelvin ( TK )
:K
Fahrenheit ( TF ) : 0F
Hubungan ketiga skala thermometer tersebut :
TK = TC + 273 dan TF = (9/5) TC + 32
Standar Skala suhu :
titik didih air
: 373 K = 100 0C = 212 0F
titik beku air
: 273 K = 0 0C = 32 0F
Nol mutlak
: 0 K = -273 0C = - 460 0F
Bina Nusantara
3
2. Ekspansi Termal
Setiap benda akan mengalami perubahan betuk/ukuran dan
keadaan/wujud , bila temperatur benda tersebut berubah.
(1). Koefisien muai panjang (  )
L =  L T
L = perubahan panjang
L = panjang mula-mula
T = perubahan temperatur
(2) Koefisien Muai luas (  )
A =  A T
A = perubahan luas
A = luas mula-mula
Untuk benda padat :  = 2 
Bina Nusantara
(3) Koefisien Muai Volume (  )
V =  V T
V = perubahan volume
V = volume mula-mula
Untuk benda padat :  = 3 
Bina Nusantara
3. Kalor
Kalor
Kalor merupakan energi yang mengalir dari suatu benda
ke benda lain karena adanya perbedaan temperatur
antara kedua benda
Satuan kalor : - SI : kalori ( cal )
- British : BTU
1 BTU = 252 Cal
AZAS BLACK
Jika dua benda yang berlainan suhu digabung menjadi satu
maka akan terjadi perpindahan kalor dari benda panas ke
benda dingin , hingga mencapai kesetimbangan ( suhu
kedua benda menjadi sama )
Qdilepas + Q diterima = 0
Qdilepas : bertanda negatif
Qditerima : bertanda positif
Bina Nusantara
4. Mekanisme Perpindahan Kalor
Kalor akan mengalir dari sistem yang suhunya tinggi ke
sistem yang suhunya lebih rendah hingga tercapai
kesetimbangan thermal .
Cara perpindahan kalor tergantung pada medium yang
dilewati :
(1) Cara konduksi
Perpindahan kalor dimana tidak terjadi gerakan molekul
medium perantara. Kalor dipindahkan karena vibrasi
molekul dan menumbuk molekul tetangga.
Cara ini terjadi pada medium padat
Kalor yang mengalir dalam arah tegak lurus permukaan
dalam waktu dt :
Bina Nusantara
dQ/dt = H = - k A dT/dX
cal /s
k = konduktivitas panas A = luas penampang benda
dT/dX = perubahan temperatur( = gradien temperatur)
Untuk batang yang homogen :
H = { k A ( T2 – T1 ) / L }
T2 > T1
Jika batang terdiri atas n lempengan :
H = { A ( T2 – T1 ) / ∑ ( Li / ki ) }
(2) Secara konveksi
Perpindahan kalor dimana molekul dari medium perantaranya
berpindah sambil membawa kalor .
Hal ini terjadi pada medium fluida.
Panas yang mengalir dalam fluida yang beda temperaturnya
T adalah :
H = h A T
Bina Nusantara
h = koefisien konveksi
(3). Secara radiasi
Perpindahan kalor melalui pancaran radiasi (gelombang ) .
Kecepatan energi meninggalkan suatu benda yang suhunya
T ( Kelvin), dan luas penampangnya A :
dQ/dt = e  A T4
Watt/m2
 = 5,67x10-8 W/m2K4
=konstanta Boltzman
e = faktor emisivitas permukaan
(0<e<1)
Bina Nusantara
5. Hk. Thermodinamika I
Sering terjadi transformasi dari kalor menjadi usaha
ataupun sebaliknya . Proses ini harus memenuhi
hukum kekekalan energi yaitu :
Kalor yang diterima = Usaha + perubahan energi
internal (dakhil )
dQ = dW + dU
( Hukum Termodinamika I )
Usaha :
W = ∫ p dV
Berbagai proses perubahan dari kalor ke usaha atau
sebaliknya
(1) Proses adiabatik:
Bina Nusantara
Dalam proses ini, tidak ada kalor yang masuk
ataupun keluar dari sistem, dQ = 0
maka : dW = - dU
PVγ = konstan dengan γ = CP / CV
(2) Proses isotermal (temperatur tetap):
Proses yang berlangsung pada suhu tetap, dan
perubahan energi internal : dU = 0
Maka : dQ = dW
(3) Proses isobar (tekanan tetap) :
Proses berlangsung pada tekanan sistem tetap, maka
W = P (V2 - V1)
(4) Proses isovolum (volume tetap):
Proses berlangsung pada volume tetap, maka :
dW = 0
Bina Nusantara
dan
dU = dQ