Perpindahan Kalor
Andai saja energi tidak dapat dipindahkan dari satu tempat ke tempat lainnya, kecil kemungkinan bagi kita untuk dapat memanfaatkan energi, tersebut. Misalnya, bila energi listrik yang tidak bisa dipindahkan dari sumber pembangkit tenaga listriknya kepada konsumen yang akan memerlukannya, bisa dibayangkan keadaan dunia ini.
Demikian pula bila kalor tidak bisa pindah dari api sebuah kompor ke panci tempat masak hingga air dan beras yang dimasak dalam air panci matang. Sekali lagi, andai saja kalor tidak dapat dipindahkan, air di dalam air panci tidak bisa menjadi panas. Dengan kata lain, beras yang direndam oleh air di dalam panci tidak dapat berubah menjadi nasi.
Perpindahan kalor terjadi dari benda yang bersuhu tinggi atau panas ke benda yang bersuhu lebih rendah atau dingin. Dengan kata lain, benda yang panas akan memberikan kalor kepada benda yang dingin.
Perpindahan kalor terjadi melalui tiga cara, yaitu konduksi (hantaran), konveksi (aliran) dan radiasi (pancaran).
1. Konduksi (hantaran)
Bila kita mengamati kehidupan manusia sehari - hari, banyak sekali orang yang menggunakan energi kalor. Misalnya, memasak, menyetrika, dan mengeringkan pakaian.
Mengapa alat-alat memasak modern, seperti panci dan wajan, banyak menggunakan bahan baku dari logam? Mengapa tutup panci dan pegangan setrika tidak dibuat dari bahan logam?
Untuk membuktikannya, cobalah kamu lakukan percobaan berikut ini:
a. Siapkan sepotong logam dari bahan besi, spirtus, dan statif
b. Susunlah logam tadi seperti tampak pada gambar 1.8.
c. Nyalakan spirtus, dan panaskan ujung besi yang telah kamu sediakan itu. Kemudian sentuhlah besi yang terdiri dari bagian-bagian A,B dan C secara berturut-turut.
Berdasarkan percobaan di atas, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut:
a. Bagian manakah yang panasnya terasa lebih dulu?
b. Dari mana dan ke arah manakah energi kalor itu mengalir?
Percobaan di atas akan membuktikan, bahwa perpindahan kalor pada besi berlangsung melalui perantaraan atom-atomnva. Akan tetapi, atom-atom besi itu tidak ikut pindah. Pendek kata logam besi dapat memindahkan kalor, tetapi bagian-bagian besi itu tidak ikut pindah. Perpindahan kalor yang terjadi pada besi itu disebut konduksi (hantaran).
Dengan demikian dapat disimpulkan hahwa:
Konduksi adalah perpindahan energi kalor melalui suatu zat, tetapi bagian-bagian dari zat tersebut tidak ikut pindah
Seperti yang telah dikemukakan sebelumnya bahwa alat-alat memasak, panci misalnya, tidak menggunakan tutup yang juga terbuat dari logam. Demikian pula sertrika tidak menggunakan tutup yang juga terbuat dari logam. Ini menunjukkan, bahwa selain ada bahan yang dapat menghan tarkan listrik dengan baik, ada juga yang kurang baik. Untuk membuktikannya, cobalah kamu lakukan percobaan berikut ini.
a. Siapkan alat pembanding kalor yang terdiri dari tiga buah logam yang berbeda, yaitu tembaga, besi, dan aluminium.
b. Susunlah ketiga alat pembanding tersebut dengan susunan seperti gambar.
c. Letakkan lilin padat pada masing-masing ujung logam;
d. Nyalakan api spiritus dan tempatkan di tengah-tengah ketiga ujung logam hingga mendapatkan panas yang sama;
e. Perhatikanlah, lilin pada logam manakah yang paling cepat meleleh?
Berdasarkan percobaan di atas, kamu dapat menyimpulkan bahwa:
Zat yang daya hantar kalorinya lebih baik disebut konduktor, sedangkan yang kurang baik disebut isolator.
Tembaga, besi, aluminium, seng, kuningan, dan raksa merupakan konduktor dari jenis logam. Sementara konduktor dari jenis karbon atau batang arang dan larutan elektrolit adalah asam sulfal, karbonat, dan cuka. Kayu, plastik, ebonit, kaca, dan kertas merupakan isolator.
Di bawah ini contoh alat yang berkaitan dengan konduksi, antara lain :
a. Alat memasak yang terlihat dari logam (aluminium, tembaga, dan seng), karena logam tersebut cepat menghantarkan panas (kalor).
b. Pegangan setrika, solder, dan tutup panci dibuat dari bahan plastik atau kayu agar tidak panas. karena bahan ini bersifat isolator.
c. Selimut dari kain tebal dapat menghangatkan badan, sebab, kain adalah isolator yang mampu menghalangi terjadinya pepindahan kalor dari tubuh.
2. Konveksi (aliran)
Perpindahan kalor pada zat padat, tidak diikuti oleh bagian-bagian zat padat itu. Lalu,bagaimanakah dengan perpindahan kalor pada zat cair dan gas? Untuk mem- buktikannya. cobalah kamu lakukan percobaan berikut ini.
a. Siapkanlah alat konveksi zat cair, serbuk gergaji, dan lilin atau alat pemanas spiritus;
b. Isilah alat konveksi itu dengan air atau zat cair hingga penuh;
c. Masukkan serbuk gergaji secukupnya, lalu panaskan alat konveksi ini pada bagian sudut bawahnya;
d. Perhatikanlah perubahan yang terjadi.
Bila percobaan di atas dilakukan secara teliti dan seksama, kamu akan dapat melihat beberapa perubahan. Misalnya:
a. Serbuk gergaji tampak bergerak dari bawah ke atas;
b. Serbuk gergaji itu bergerak bersama-sama air karena memperoleh energi kalor sehingga berat jenis air panas mengecil dan menjadi lebih ringan. Aliran air itu disebahkan oleh perbedaan energi kalor.
c. Adanya perputaran air yang membawa energi kalor yang berasal dari alat pemanas.
Kalor bergerak pindah bersama-sama aliran air, karena terjadi perpindahan berat jenis akibat pemanasan. Perpindahan kalor yang demikian itu disebut konveksi (aliran).
Rumusan di atas disederhanakan menjadi:
Konveksi adalah perpindahan energi kalor melalui aliran zat akibat perbedaan berat jenis yang di timbulkan oleh pemanasan.
Selain itu, konveksi juga dapat terjadi pada aliran jika terdapat perbedaan suhu. Untuk membuktikannya, lakukan percobaan berikut ini.
a. Sediakan alat konveksi udara berupa kotak dengan dua cerobong;
b. Nyalakan lilin dan letakkan pada salah satu cerobong;
c. Bakarlah kertas atau rokok untuk memperoleh asap;
d. Letakkan sobekan bakaran kertas yang masih berasap itu di atas cerobong yang satu lagi;
e. Amati dan perhatikan ke arah mana asap itu berhembus?
Percobaan di atas membuktikan, bahwa udara yang lebih panas akan berubah menjadi lebih ringan sehingga mengalir ke atas. Sebaliknya, udara yang dingin akan mengalir ke bawah untuk mengisi kekosongan, sebab, udara dingin lebih berat akibat berat jenis yang lebih besar.
Di dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menjumpai penstiwa yang berkaitan dengan konveksi ini. Beberapa di antaranya adalah:
a. Corong lampu tempel dan cerobong asap pabrik
Untuk membuktikannya, sediakan sebuah lampu tempel, lalu nyalakan dengan korek api. Biarkan lampu itu tanpa penutup. Perhatikan nyala api lampu itu, bagaimana
Sekarang, tutuplah lampu itu dengan alat penutup lampu tempel yang terbuat dari kaca (semprong). Adakah perubahan yang terjadi setelah ditutup dengan semprong?
Lampu tempel yang dinyalakan tanpa penutup semprong akan tampak kurang terang (suram) daripada ditutup dengan lampu semprong. Mengapa demikian?
Lampu tempel yang ditutup dengan semprong mengalami konveksi udara. Udara panas dalam semprong lampu berputar-putar dan naik sehingga udara dingin yang mengandung banyak oksigen mengalir ke dalam api. Akibatnya, nyala api pada lampu akan menjadi semakin terang.
Bila kita perhatikan, tungku-tungku pemanas pada pabrik- pabrik besar pun selalu menggunakan cerobong asap. Cerobong ini berfungsi sebagai penyaring guna mengurangi pencemaran udara yang lebih parah. Juga dapat menyebabkan timbulnya konveksi sehingga terjadilah aliran udara. Aliran udara inilah yang menyebabkan timbulnya pembakaran secara sempuma.
b. Angin darat dan angin laut
Pernahkah kamu perhatikan proses terjadinya angin darat dan angin laut di pantai? Angin darat mengalir dari darat menuju ke laut. Ini terjadi pada malam hari, karena udara di atas laut masih lebih panas daripada di darat. Akibatnya, udara darat yang dingin mengalir ke laut yang berudara panas.
Sebaliknya, angin laut mengalir dari laut ke darat. Ini terjadi pada siang hari, karena daratan lebih cepat panas sehingga udara mengalir ke atas. Akibatnya, udara di atas permukaan laut yang masih dingin mengalir ke darat.
c. Angin lembah dan angin gunung
Pemahkah kamu pergi ke pegunungan? Angin apakah yang sering bertiup ke daerah pegunungan? Angin lembah mengalir dari lembah di daerah dataran rendah menuju ke lereng gunung. Ini terjadi pada pagi hari, karena lereng gunung lebih cepat panas akibat menerima sinar matahari secara tegak lurus. Sementara, udara di lereng gunung mengalir ke atas sehingga udara dingin dari lembah mengalir ke lereng.
Angin gunung mengalir dari gunung ke lembah. Ini terjadi pada sore hari, karena suhu lembah lebih panas daripada lereng gunung. Akibatnya, udara lembah mengalir ke atas dan diisi oleh udara dingin yang berasal dari gunung. Angin gunung inilah yang sering merusak tanaman dan yang menyebabkan tumbangnya pepohonan.
d. Air menjadi panas ketika direbus
Pernahkah kamu merebus air? Mengapa air bisa berubah menjadi panas? Bagaimanakah cara perpindahan energi kalor dan api menjadi panas hingga ke seluruh bagian air?
Untuk membuktikannya, ambillah bejana yang terbuat dari kaca. Lalu isilah dengan air jernih. Setelah itu, taburkan pewarna kue ke dalamnya sehingga air tampak berwarna. Panaskan bejana itu pada alat pemanas yang ada. Perhatikan dan amati gerak zat pewarna tersebut! Tahukah kamu, kemanakah arah gerakannya?
Percobaan di atas membuktikan bahwa pemanasan yang terjadi akibat energi kalor, yaitu dari api pemanas pindah menuju ke dinding bejana kaca. Perpindahan ini terjadi secara konduksi. Demikian pula perpindahan kalor dari dinding bejana ke sebagian air yang bersentuhan secara langsung.
Sementara pada pemanasan terhadap seluruh air, kalor akan berpindah secara konveksi, artinya pemanasan dari air yang tidak bersentuhan dengan dinding bejana terjadi secara langsung. Dengan demikian, pemanasan air energi kalor berpindah yang semula secara tidak langsung kemudian menjadi langsung.
3. Radiasi (pancaran)
Matahari adalah sumber energi yang paling utama bagi kehidupan manusia dan makhluk lain di muka bumi ini. Panas sinar matahari yang sampai ke bumi melalui ruang angkasa yang hampa udara. Rambatan kalor dari sinar matahari ke bumi tidak terjadi secara konduksi, melainkan secara pancaran (radiasi). Apakah sebabnya?
Sebab, bila rambatan kalor dari panas sinar matahari yang melewati ruang angkasa hampa udara berlangsung secara konduksi dan konveksi, sinar itu harus menggunakan medium (zat perantara). Sementara bila rambatan kalor dari sinar matahari menggunakan pancaran atau radiasi tidak perlu menggunakan medium, sebab, rambatan kalor dapat dihalangi oleh selembar tabir atau kain yang tidak tembus cahaya. Dengan demikian, radiasi ini tidak dapat melewati sebuah penghalang.
Alat yang digunakan untuk menyelidiki radiasi kalor dari sinar matahari disebut termoskop. Termoskop yang digunakan untuk menyelidiki sifat pancaran dan berbagai permukaan disebut termoskop diferensial.
Untuk dapat membuat alat termoskop sederhana, kila harus mengetahui lebih dulu apa dan bagaimana termoskop itu.
Termoskop terdiri dari dua buah bola kaca yang terbuat dari bekas bola lampu listrik. Kedua buah bola itu dihubungkan dengan pipa U berisi alkohol yang sudah diberi warna (zat pewarna). Kedua bola lampu dihubungkan dengan pipa U melalui las kaca. Berilah kode A dan B untuk masing-masing lampu.
Berilah warna hitam untuk bola lampu A, sedangkan bola lampu B dibiarkan tidak berwarna. Setelah itu, berilah pancaran kalor dari lampu pijar. Caranya, dekatkan keduabola A dan B pada sebuah lampu pijar dengan jarak yang sama agar keduanya mendapatkan pancaran yang sama. Jika tidak mendapatkan lampu pijar, radiasi sinar matahari pun dapat digunakan. Setelah itu, rabalah kedua bola lampu A dan B itu. Adakah perbedaan kadar panas antara kedua bola lampu itu?
Ternyata bola lampu A lebih cepat panas daripada B. Ini menunjukkan, bahwa bola lampu A yang herwarna hitam lebih cepat menerima kalor daripada bola lampu B yang tidak berwarna hitam.
Perhatikan kembali ketinggian permukaan alkohol yang ada pada pipa U di alas. Tekanan udara dibawah bola lampu A lebih panas sehingga mendorong permukaan alkohol di bawahnya. Sedangkan permukaan alkohol di bawah bola lampu akan naik. Akibatnya, terjadilah perbedaan tingkat alkohol pada kedua pipa U tersebut. Permukaan di bawah bola lampu A akan lebih rendah daripada bola lampu B.
Berkaitan dengan hal itu, termoskop digunakan sebagai alat untuk menyelidiki sifat pancaran berbagai permukaan. Benda yang permukaannya hitam kusam akan memancarkan atau menyerap kalor yang lebih baik daripada benda yang warnanya mengkilap.
4. Aplikasi Konsep Perpindahan Kalor Dalam Kehidupan Sehari-hari
Untuk mencegah terjadinya perpindahan kalor secara radiasi dapat digunakan sebuah tabir penghalang yang tidak temhus cahaya. Demikian pula untuk mencegah terjadinya perpindahan kalor secara konduksi ataupun konveksi dapat dilakukan dengan cara mempertimbangkan medium-nya.
Dengan kata lain, konduksi dan konveksi sangat memerlukan medium, karena bila medium tidak ada konveksi atau konduksi pun tidak akan terjadi. Untuk membuktikannya, perhatikan dan amatilah dengan teliti bagaimana susunan sebuah termos, baik termos air, es, maupun nasi.
Pada prinsipnya, termos berfungsi sebagai penyimpan es, air panas, atau nasi panas supaya tetap seperti semula. Dengan demikian, termos berfungsi sebagai pencegah terjadinya perpindahan kalor. Perpindahan ini terjadi melalui isolasi mangan yang ada di dalam termos dari pengaruh luar dan kalor yang masuk.
Jadi pada prinsipnya, termos berfungsi sebagai pencegah terjadinya perpindahan kalor, baik secara konduksi, konveksi, ataupun radiasi. Itulah sebabnya, dinding bagian dalam botol termos ini dibuat mengkilap dan berlapis dua. Sementara ruang di antara kedua dinding itu dihamparkan. Mengapa harus dibuat demikian? Jawabnya, agar daya serap dan pancar terhadap kalor sangat rendah. Selain itu, dinding bagian dalam botol termos pun dibuat berlapis dua agar kalor tidak dapat berpindah, baik secara konduksi, konveksi, ataupun radiasi. Dengan cara demikian, ruang di dalam termos benar-benar terisolasi sehingga mempunyai suhu yang tetap.
Pada termos air panas, nasi, dan sayur, kalor yang ada di dalam dicegah sedemikian rupa agar tidak pindah. Sementara pada termos es, kalor yang berasal dari luar dihambat sedemikian rupa agar tidak masuk ke dalam ruang. Oleh karena itu, tutup termos harus dibuat dari bahan isolator misalnya, gabus.
Pernahkah kamu melihat setrika?Perhatikanlah gagang setrikaan. Terbuat dari apakah gagang setrika di rumahmu?Gagang setrika terbuat dari kayu atau plastik. Mengapa demikian? Kayu atau plastik dipilih sebagi bahan gagang setrikaan dimaksudkan untuk mencegah perpindahan kalor. Kayu dan plastik termasuk isolator, yaitu bahan yang tidak bisa memindahkan panas. Dengan demikan tangan kita tidak akan merasakan panas pada saat gagang setrikaan dipegang.
Monday, 29 August 2016
KALOR JENIS LOGAM
Kalor Jenis Logam
Alat yang digunakan untuk menentukan kalor jenis suatu logam disebut kalorimeter. Kalorimeter adalah alat yang dibuat sedemikian rupa sehingga tidak ada pertukaran kalor dengan udara luar. Alat ini terbuat dari bahan tembaga tipis berbentuk bejana kecil yang ditutup kayu dan gabus. Kalori meter ini biasanya dilengkapi dengan sebuah termometer. Kalorimeter yang banyak digunakan biasanya menggunakan medium benda atau air, yang diketahui massa dan kalor jenisnya. Kalorimeter memiliki beberapa jenis, di antaranya adalah kalorimeter air, bom, es, adiabatik, dan Nerst.
Sebelum menggunakan rumus guna memperoleh kalor jenis suatu benda, terlebih dulu kita harus mengetahui istilah-istilah yang terdapat di dalamnya, yaitu:
n mk = massa kalorimeter
n mp = massa pengaduk
n ma = massa air dalam kalorimeter
n t1 = suhu kalorimeter, air, dan pengaduk mula-mula
n ma = massa zat padat yang akan diukur kalor jenisnya
n t2 = logam zat padat yang dipanaskan sehingga suhunya naik
n t3 = suhu akhir setelah zat padat dimasukkam ke dalam air dan kalorimeter
n C1 = kalor jenis bahan pembuat kalorimeter
n C2 = kalor jenis air
n C3 = Kalor jenis zat padat
n C4 = kalor jenis pengaduk
Setelah logam yang massanya m1, dipanaskan hingga mencapai suhu +3, masukkan ke dalam kalorimeter. Kemudian, aduk secara perlahan supaya suhu air menjadi rata. Setelah terjadi keseimbangan, suhu campuran akan menjadi tc yang terbaca pada kalorimeter.
Kalorimeter yang diperlukan oleh zat padat adalah m1 x C3 x (t3 –t2). Sementara kalor yang diterima oleh air, kalorimeter, dan pengaduk adalah ma x C2 x (t3 –t1) mk x C1 x (t3 –t1) + mp x C4 x (t3 –t1). Jika kedua rumus diatas dipadukan sesuai dengan asas Black, yaitu “kalor yang dilepas = kalor yang diterima”, rumus baru yang muncul adalah:
m1 x C3 x (t3 - t1)
ma x C2 x (t 2- t1) + mk x C1 x (t3 - t1) + mp x C4 x (t3 – t1)
Atau lebih disederhanakan hasilnya adalah:
m1 x C3 x (t3 - t2)
ma x C2 x (t3 - t1 ) + mk x C1 x (t3 - t1 ) + mp x C4 x (t3 - t,)
Dengan menggunakan rumus di atas, kita akan memperoleh kalor jenis untuk beberapa zat. Secara rinci, kalor jenis beberapa zat dapat dilihat dalam tabel berikut.
Tabel 2.1 Kalor jenis beberapa zat
.
Alat yang digunakan untuk menentukan kalor jenis suatu logam disebut kalorimeter. Kalorimeter adalah alat yang dibuat sedemikian rupa sehingga tidak ada pertukaran kalor dengan udara luar. Alat ini terbuat dari bahan tembaga tipis berbentuk bejana kecil yang ditutup kayu dan gabus. Kalori meter ini biasanya dilengkapi dengan sebuah termometer. Kalorimeter yang banyak digunakan biasanya menggunakan medium benda atau air, yang diketahui massa dan kalor jenisnya. Kalorimeter memiliki beberapa jenis, di antaranya adalah kalorimeter air, bom, es, adiabatik, dan Nerst.
Sebelum menggunakan rumus guna memperoleh kalor jenis suatu benda, terlebih dulu kita harus mengetahui istilah-istilah yang terdapat di dalamnya, yaitu:
n mk = massa kalorimeter
n mp = massa pengaduk
n ma = massa air dalam kalorimeter
n t1 = suhu kalorimeter, air, dan pengaduk mula-mula
n ma = massa zat padat yang akan diukur kalor jenisnya
n t2 = logam zat padat yang dipanaskan sehingga suhunya naik
n t3 = suhu akhir setelah zat padat dimasukkam ke dalam air dan kalorimeter
n C1 = kalor jenis bahan pembuat kalorimeter
n C2 = kalor jenis air
n C3 = Kalor jenis zat padat
n C4 = kalor jenis pengaduk
Setelah logam yang massanya m1, dipanaskan hingga mencapai suhu +3, masukkan ke dalam kalorimeter. Kemudian, aduk secara perlahan supaya suhu air menjadi rata. Setelah terjadi keseimbangan, suhu campuran akan menjadi tc yang terbaca pada kalorimeter.
Kalorimeter yang diperlukan oleh zat padat adalah m1 x C3 x (t3 –t2). Sementara kalor yang diterima oleh air, kalorimeter, dan pengaduk adalah ma x C2 x (t3 –t1) mk x C1 x (t3 –t1) + mp x C4 x (t3 –t1). Jika kedua rumus diatas dipadukan sesuai dengan asas Black, yaitu “kalor yang dilepas = kalor yang diterima”, rumus baru yang muncul adalah:
m1 x C3 x (t3 - t1)
ma x C2 x (t 2- t1) + mk x C1 x (t3 - t1) + mp x C4 x (t3 – t1)
Atau lebih disederhanakan hasilnya adalah:
m1 x C3 x (t3 - t2)
ma x C2 x (t3 - t1 ) + mk x C1 x (t3 - t1 ) + mp x C4 x (t3 - t,)
Dengan menggunakan rumus di atas, kita akan memperoleh kalor jenis untuk beberapa zat. Secara rinci, kalor jenis beberapa zat dapat dilihat dalam tabel berikut.
Tabel 2.1 Kalor jenis beberapa zat
.
KAPASITAS KALOR DAN KALOR BENDA
Kapasitas Kalor dan Kalor Benda
Percobaan yang telah kamu lakukan membuktikan bahwa bila dua jenis zat yang berbeda tetapi massanya sama diberikan kalor yang sama banyaknya, akan terjadi kenaikan suhu yang berbeda. Peristiwa ini menunjukkan adanya perbedaan kapasitas kalor antara air dan minyak kelapa.
1. Kapasitas kalor
Kapasitas kalor merupakan alat uji untuk berbagai teori tentang sifat termal bahan. Kapasitas kalor didefinisikan sebagai “banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu benda pada kenaikkan suhu sebesar 1° C”.
Rumus matematika dari definisi kapasitas kalor di atas adalah sebagai berikut.
Keterangan:
H = kapasitas kalor dengan satuan kalori/ oC.
Q = kalor yang diperlukan yang satuannya adalah kalori (kal)
(baca: delta T)= kenaikkan suhu dengan satuan °C
Agar lebih menguasai pemahaman di atas, perhatikan contoh soal berikut ini.Contoh soal :
Suatu zat menerima kalor sebanyak 300 kalori. Ternyata suhu zat tersebut naik dari 20° C menjadi 60° C. Hitunglah kapasitas kalor zat tersebut.
Jawab:
Q = 300 kalori
= 60° C - 20° C
= 40° C
=
= 7,5 kal / ° C
2. Kalor jenis
Bila kamu perhatikan, ada faktor-faktor tertentu yang menyebabkan kapasitas kalor suatu benda (zat) berbeda dengan zat lainnya. Perbedaan ini disebabkan oleh kalor jenis zat tersebut.
Dengan demikian, kalor jenis suatu zat menyatakan banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg zat itu sebesar 1° C .
Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, diperoleh simpulan bahwa banyaknya suatu zat yang menyerap kalor akan berbading lurus dengan massa zat, kenaikan suhu zat, dan jenis zatnya (kalor jenis zat yang disingkat C).
Keterangan:
C = kalor jenis bersatuan kal/gr ° C
Q = kalor yang diserap (satuannya kalori)
= kenaikan suhu zat dalam derajat celcius
Q = C x m x
Perhatikan pemakaian rumus di atas dalam dua soal berikut.
1. Air dengan massa 300 gram mempunyai kalor jenis 1 kal/gram° C lalu dipanaskan. Hitunglah berapa kalor yang diperlukan supaya terjadi kenaikan suhu sebesar 30° C?
Jawab:
m = 300 gram
C = 1 kal/gram “C
= 30°C
Q = m x C x
= 300 gram x 1 kal/gr ° C x 30° C
2. Dengan menggunakan asas Black, tentukanlah suhu campuran dari 40 gram air bersuhu 50° C dengan 100 gram air bersuhu 20° C, bila terjadi pertukaran kalor antara kedua air tersebut!
Jawab:
Misalnya “tc” adalah suhu akhir dari campuran, maka menurut hukum Asas Black:
kalor yang dilepaskan = kalor yang diterima
m1 C camp (t1 - tc) = m2 C camp (tc-t2)
40 (50 - tc) = 100 (tc –20)
2000 - 40 tc = 100 tc - 2000
4000 = 60 tc
tc = = 66,66 ° C
Percobaan yang telah kamu lakukan membuktikan bahwa bila dua jenis zat yang berbeda tetapi massanya sama diberikan kalor yang sama banyaknya, akan terjadi kenaikan suhu yang berbeda. Peristiwa ini menunjukkan adanya perbedaan kapasitas kalor antara air dan minyak kelapa.
1. Kapasitas kalor
Kapasitas kalor merupakan alat uji untuk berbagai teori tentang sifat termal bahan. Kapasitas kalor didefinisikan sebagai “banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu benda pada kenaikkan suhu sebesar 1° C”.
Rumus matematika dari definisi kapasitas kalor di atas adalah sebagai berikut.
Keterangan:
H = kapasitas kalor dengan satuan kalori/ oC.
Q = kalor yang diperlukan yang satuannya adalah kalori (kal)
(baca: delta T)= kenaikkan suhu dengan satuan °C
Agar lebih menguasai pemahaman di atas, perhatikan contoh soal berikut ini.Contoh soal :
Suatu zat menerima kalor sebanyak 300 kalori. Ternyata suhu zat tersebut naik dari 20° C menjadi 60° C. Hitunglah kapasitas kalor zat tersebut.
Jawab:
Q = 300 kalori
= 60° C - 20° C
= 40° C
=
= 7,5 kal / ° C
2. Kalor jenis
Bila kamu perhatikan, ada faktor-faktor tertentu yang menyebabkan kapasitas kalor suatu benda (zat) berbeda dengan zat lainnya. Perbedaan ini disebabkan oleh kalor jenis zat tersebut.
Dengan demikian, kalor jenis suatu zat menyatakan banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg zat itu sebesar 1° C .
Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, diperoleh simpulan bahwa banyaknya suatu zat yang menyerap kalor akan berbading lurus dengan massa zat, kenaikan suhu zat, dan jenis zatnya (kalor jenis zat yang disingkat C).
Keterangan:
C = kalor jenis bersatuan kal/gr ° C
Q = kalor yang diserap (satuannya kalori)
= kenaikan suhu zat dalam derajat celcius
Q = C x m x
Perhatikan pemakaian rumus di atas dalam dua soal berikut.
1. Air dengan massa 300 gram mempunyai kalor jenis 1 kal/gram° C lalu dipanaskan. Hitunglah berapa kalor yang diperlukan supaya terjadi kenaikan suhu sebesar 30° C?
Jawab:
m = 300 gram
C = 1 kal/gram “C
= 30°C
Q = m x C x
= 300 gram x 1 kal/gr ° C x 30° C
2. Dengan menggunakan asas Black, tentukanlah suhu campuran dari 40 gram air bersuhu 50° C dengan 100 gram air bersuhu 20° C, bila terjadi pertukaran kalor antara kedua air tersebut!
Jawab:
Misalnya “tc” adalah suhu akhir dari campuran, maka menurut hukum Asas Black:
kalor yang dilepaskan = kalor yang diterima
m1 C camp (t1 - tc) = m2 C camp (tc-t2)
40 (50 - tc) = 100 (tc –20)
2000 - 40 tc = 100 tc - 2000
4000 = 60 tc
tc = = 66,66 ° C
PADA SAAT MENDIDIH DAN MELEBUR ZAT MEMERLUKAN LAOR DAN SUHUNYA TETAP
Pada Saat Mendidih dan Melebur Zat Memerlukan Kalor dan Suhunya Tetap
Percobaan 4
1. Ambilah air di dalam sebuah panci.
2. Kemudian panaskan air tersebut di atas kompor.
3. Masukkan sebuah termometer pada air tersebut.
4. Dan perhatikan kenaikan suhunya.
5. Setelah mendidih, perhatikan pula kenaikan suhu pada termometer.
6. Apakah pada saat air mendidih, suhunya naik?
Dari percobaan di atas, kamu akan menemukan bahwa pada saat mendidih, suhu tetap tidak berubah asalkan tekanannya tidak berubah pula. Kalor yang diterima, digunakan untuk memperbesar jarak antar molekul zat. Besarnya kalor yang dibutuhkan pada saat mendidih sebanding dengan massa zat dan bergantung pada jenis zat.
Banyaknya kalor yang diperlukan untuk mendidihkan zat sebanyak m kg adalah
Q = m. U
Q = Kalor yang diperlukan untuk mendidih (Joule)
m = Massa zat (kg)
U = Kalor uap (J/kg)
Seperti halnya mendidih, peristiwa meleburpun memerlukan kalor. Pada saat terjadi peristiwa melebur suhu zat tidak berubah, walaupun terus menerus diberikan kalor. Kalor yang diterima zat digunakan untuk memperbesar jarak antar molekul zat. Kalor ini tersimpan sebagai energi potensial dari molekul-molekul zat. Kalor yang diperlukan untuk mengubah massa zat padat menjadi cair dinamakan kalor laten lebur atau kalor lebur. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk melebur adalah sebanding dengan massa zat dan bergantung pada jenis zat. Kalau dituangkan ke dalam persamaan menjadi :
Q = m . L
Q = Kalor yang diperlukan untuk mendidih (Joule)
m = Massa zat (kg)
L = Kalor lebur (J/kg)
Percobaan 4
1. Ambilah air di dalam sebuah panci.
2. Kemudian panaskan air tersebut di atas kompor.
3. Masukkan sebuah termometer pada air tersebut.
4. Dan perhatikan kenaikan suhunya.
5. Setelah mendidih, perhatikan pula kenaikan suhu pada termometer.
6. Apakah pada saat air mendidih, suhunya naik?
Dari percobaan di atas, kamu akan menemukan bahwa pada saat mendidih, suhu tetap tidak berubah asalkan tekanannya tidak berubah pula. Kalor yang diterima, digunakan untuk memperbesar jarak antar molekul zat. Besarnya kalor yang dibutuhkan pada saat mendidih sebanding dengan massa zat dan bergantung pada jenis zat.
Banyaknya kalor yang diperlukan untuk mendidihkan zat sebanyak m kg adalah
Q = m. U
Q = Kalor yang diperlukan untuk mendidih (Joule)
m = Massa zat (kg)
U = Kalor uap (J/kg)
Seperti halnya mendidih, peristiwa meleburpun memerlukan kalor. Pada saat terjadi peristiwa melebur suhu zat tidak berubah, walaupun terus menerus diberikan kalor. Kalor yang diterima zat digunakan untuk memperbesar jarak antar molekul zat. Kalor ini tersimpan sebagai energi potensial dari molekul-molekul zat. Kalor yang diperlukan untuk mengubah massa zat padat menjadi cair dinamakan kalor laten lebur atau kalor lebur. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk melebur adalah sebanding dengan massa zat dan bergantung pada jenis zat. Kalau dituangkan ke dalam persamaan menjadi :
Q = m . L
Q = Kalor yang diperlukan untuk mendidih (Joule)
m = Massa zat (kg)
L = Kalor lebur (J/kg)
PERCEPATAN PENGUAPAN
Percepatan Penguapan
Penguapan terjadi karena molekul-molekul air zat tersebut meninggalkan per- mukaannya tatkala dipanaskan atau diberi energi kalor. Kecepatan molekul-molekul air yang meninggalkan permukaan semakin lama semakin bertambah besar. Dengan demikian, bisa dikatakan bahwa pemanasan dapat mempercepat terjadinya penguapan.
Selain dengan pemanasan, penguapan dapat dipercepat melalui beberapa cara lainnya yaitu:
1. memanaskan dan menambah energi kalor;
2. memperluas permukaan zat cair;
3. mcngalirkan udara ke permukaan zat cair; dan
4. mengurangi tekanan pada permukaan zat.
Masih ingatkah kamu tentang perubahaan wujud dari gas menjadi zat cair yang disebut pengembungan? Dapatkah kamu menjelaskannya sekali lagi, mengapa pengembunan itu bisa terjadi.
Di pagi hari. khususnya di musim kemarau, kamu akan melihat rumput-rumput air atau tunas daun yang basah oleh butiran air. Butiran air disebut embun yang berasal dari udara yang mengembun melalui proses pendinginan.
Demikian pula, kaca mobil yang kamu naiki ketika musim hujan akan tampak basah. Mengapa kaca bagian dalam mobil menjadi basah? Apakah hal itu disebabkan oleh kaca mobil yang dapat tembus air hujan?
Air hujan tentu saja tidak dapat menembus kaca mobil. Peristiwa ini terjadi karena uap air yang dikandung udara di dalam mobil mengalami pendinginan oleh air hujan. Akibatnya, uap air tersebut melepaskan kalor dan mengalami pengembunan. Dengan demikian pengembunan terjadi bila molekul-molekul gas mengalami pendinginan dan melepaskan kalor sehingga wujudnya berubah dari gas menjadi zat cair.
Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa:
Ketika pengembunan terjadi, zat gas (uap) melepaskan kalor.
Perhatikanlah beberapa contoh peristiwa sehari-hari yang berkaitan dengan penguapan dan pengembunan berikut ini.
1. Prinsip kerja lemari es (lemari pendinging = kulkas)
Pendinginan pada lemari es diperoleh dengan cara penguapan dari gas (CFC) (Cloro Flouro Carbon), atau lebih sering disebut sebagai gas freon. Disebabkan penguapan gas freon memerlukan kalor, akibatnya ruang dalam lemari es berubah dingin. Perubahan ini terjadi karena energi kalor diserap oleh penguapan gas freon.
2. Pembuatan garam di pantai
Air laut banyak mengandung kadar garam yang sangat tinggi sehingga bisa dibuat menjadi garam dapur. Cara yang umum dilakukan ialah mengalirkan air laut ke tempat yang lapang dan terkena sinar matahari. Sinar matahari akan menguapkan zat cair dan meninggalkan butiran-butiran garam yang kemudian diolah menjadi garam dapur.
3. Terjadinya awan di udara
Awan adalah butiran air atau es kecil yang terlihat mengelompok di atmosfer. Awan terbentuk dari kumpulan uap air yang berasal dari penguapan uap air darat atau air laut. Awanlah yang dapat menyebabkan timbulnya hujan atau salju.
Awan dibagi tiga jenis, antara lain awan rendah, yaitu jenis stratus dan strutokomulus; awan menengah, yaitu jenis altokoinulus dan altostratus; dan awan tinggi, yaitu sirus sirostratus dan sirokomulus.
4. Penguapan minyak wangi
Minyak wangi atau parfum biasanya digunakan orang untuk menambah kepercayaan diri, baik melalui pakaian maupun badan.
Bau-bauan yang ditimbulkan minyak ini berasal dari sari aktif bunga atau tumbuhan yang diekstraksi (disuling) melalui pelarut. Cairan minyak wangi inilah yang mudah menguap dan mengeluarkan bau harum yang semerbak ke seluruh ruangan atau arah.
5. Pembuatan air murni atau air suling
Air murni atau air suling dibuat melalui proses distilasi, yaitu memanaskan air sampai menguap, kemudian air tadi diembunkan. Hasil pengembunan ini kemudian menjadi air murni (air suling).
6. Kabut
Kabut di pagi atau sore hari biasanya timbul setelah turun hujan. Penyebab munculnya kabut ini adalah uap air yang berkondensasi (berubah) karena pendinginan dan dekat dengan permukaan tanah. Kondensasi adalah proses perubahan uap air (gas) menjadi (zat cair) pada suhu udara di bawah titik embun. Mengapa kabut yang muncul di lembah hanya terjadi di pagi hari, sedangkan di pegunungan sore hari? Cobalah kamu cari jawabannya.
Penguapan terjadi karena molekul-molekul air zat tersebut meninggalkan per- mukaannya tatkala dipanaskan atau diberi energi kalor. Kecepatan molekul-molekul air yang meninggalkan permukaan semakin lama semakin bertambah besar. Dengan demikian, bisa dikatakan bahwa pemanasan dapat mempercepat terjadinya penguapan.
Selain dengan pemanasan, penguapan dapat dipercepat melalui beberapa cara lainnya yaitu:
1. memanaskan dan menambah energi kalor;
2. memperluas permukaan zat cair;
3. mcngalirkan udara ke permukaan zat cair; dan
4. mengurangi tekanan pada permukaan zat.
Masih ingatkah kamu tentang perubahaan wujud dari gas menjadi zat cair yang disebut pengembungan? Dapatkah kamu menjelaskannya sekali lagi, mengapa pengembunan itu bisa terjadi.
Di pagi hari. khususnya di musim kemarau, kamu akan melihat rumput-rumput air atau tunas daun yang basah oleh butiran air. Butiran air disebut embun yang berasal dari udara yang mengembun melalui proses pendinginan.
Demikian pula, kaca mobil yang kamu naiki ketika musim hujan akan tampak basah. Mengapa kaca bagian dalam mobil menjadi basah? Apakah hal itu disebabkan oleh kaca mobil yang dapat tembus air hujan?
Air hujan tentu saja tidak dapat menembus kaca mobil. Peristiwa ini terjadi karena uap air yang dikandung udara di dalam mobil mengalami pendinginan oleh air hujan. Akibatnya, uap air tersebut melepaskan kalor dan mengalami pengembunan. Dengan demikian pengembunan terjadi bila molekul-molekul gas mengalami pendinginan dan melepaskan kalor sehingga wujudnya berubah dari gas menjadi zat cair.
Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa:
Ketika pengembunan terjadi, zat gas (uap) melepaskan kalor.
Perhatikanlah beberapa contoh peristiwa sehari-hari yang berkaitan dengan penguapan dan pengembunan berikut ini.
1. Prinsip kerja lemari es (lemari pendinging = kulkas)
Pendinginan pada lemari es diperoleh dengan cara penguapan dari gas (CFC) (Cloro Flouro Carbon), atau lebih sering disebut sebagai gas freon. Disebabkan penguapan gas freon memerlukan kalor, akibatnya ruang dalam lemari es berubah dingin. Perubahan ini terjadi karena energi kalor diserap oleh penguapan gas freon.
2. Pembuatan garam di pantai
Air laut banyak mengandung kadar garam yang sangat tinggi sehingga bisa dibuat menjadi garam dapur. Cara yang umum dilakukan ialah mengalirkan air laut ke tempat yang lapang dan terkena sinar matahari. Sinar matahari akan menguapkan zat cair dan meninggalkan butiran-butiran garam yang kemudian diolah menjadi garam dapur.
3. Terjadinya awan di udara
Awan adalah butiran air atau es kecil yang terlihat mengelompok di atmosfer. Awan terbentuk dari kumpulan uap air yang berasal dari penguapan uap air darat atau air laut. Awanlah yang dapat menyebabkan timbulnya hujan atau salju.
Awan dibagi tiga jenis, antara lain awan rendah, yaitu jenis stratus dan strutokomulus; awan menengah, yaitu jenis altokoinulus dan altostratus; dan awan tinggi, yaitu sirus sirostratus dan sirokomulus.
4. Penguapan minyak wangi
Minyak wangi atau parfum biasanya digunakan orang untuk menambah kepercayaan diri, baik melalui pakaian maupun badan.
Bau-bauan yang ditimbulkan minyak ini berasal dari sari aktif bunga atau tumbuhan yang diekstraksi (disuling) melalui pelarut. Cairan minyak wangi inilah yang mudah menguap dan mengeluarkan bau harum yang semerbak ke seluruh ruangan atau arah.
5. Pembuatan air murni atau air suling
Air murni atau air suling dibuat melalui proses distilasi, yaitu memanaskan air sampai menguap, kemudian air tadi diembunkan. Hasil pengembunan ini kemudian menjadi air murni (air suling).
6. Kabut
Kabut di pagi atau sore hari biasanya timbul setelah turun hujan. Penyebab munculnya kabut ini adalah uap air yang berkondensasi (berubah) karena pendinginan dan dekat dengan permukaan tanah. Kondensasi adalah proses perubahan uap air (gas) menjadi (zat cair) pada suhu udara di bawah titik embun. Mengapa kabut yang muncul di lembah hanya terjadi di pagi hari, sedangkan di pegunungan sore hari? Cobalah kamu cari jawabannya.
KALOR DAPAT MENGUBAH WUJUD ZAT
Kalor dapat Mengubah Wujud Zat
Berdasarkan bentuknya, zat memiliki tiga wujud yaitu: padat. cair, dan gas. Kalorlah yang dapat mengubah ketiga wujud zat itu. Misalnya, es bisa berubah menjadi air dan air bisa berubah menjadi uap. Kedua peristiwa ini terjadi karena terdapat proses penyerapan kalor.
Peristiwa perubahan wujud pun bisa terjadi pada pembekuan air menjadi es dan pengembunan uap menjadi air. Berbeda dengan dua peristiwa sebelumnya yang menyerap kalor, dua peristiwa yang disebut terakhir terjadi pelepasan kalor.
1. Melebur dan membeku
Untuk membuktikan perubahan wujud zat lebur dan beku, lakukanlah percobaan berikut. Sediakan lilin, kemudian potong-potong menjadi bagian-bagian kecil. Setelah itu, masukkan potongan-potongan lilin itu ke dalam gelas kimia, dan bakarlah dengan alat pemanas spiritus. Tunggulah hingga beberapa waktu, dan perubahan pun akan terjadi.
Percobaan membuktikan, bahwa lilin akan berubah wujud menjadi cair setelah dipanaskan. Peristiwa ini disebut melebur. Sebaliknya jika lilin cair didinginkan, wujudnya pun berubah menjadi padat. Peristiwa ini disebut membeku. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa:
Melebur atau mencair adalah perubahan wujud dari zat padat menjadi zat cair. Membeku adalah perubahan wujud dari zat cair menjadi zat padat.
Cobalah kamu sebutkan beberapa contoh lain yang berkaitan dengan peritiwa melebur dan membeku!
2. Menguap dan membeku
Untuk membuktikan perubahan wujud zat menjadi uap dan beku, cobalah kamu lakukan dua percobaan berikut ini.
a. Siapkan sebuah cawan laboratorium. Lalu, isilah dengan air murni sebanyak 10 ml. Panaskan air itu dengan alat pemanas spiritus selama beberapa menit. Apakah yang menyebabkan air dalam cawan itu cepat habis? Mengapa air dapat cepat habis? Perubahan apakah yang terjadi?
b. Sediakan beberapa potongan es, kemudian masukkan ke dalam gelas. Tutuplah gelas berisi es tersebut rapat-rapat dengan sebuah plastik. Biarkanlah selama beberapa menit. Setelah itu, rabalah bagian dinding luar gelas itu. Apakah bagian luar gelas tersebut menjadi basah? Dari manakah air yang menempel pada dinding gelas tadi?
Air yang menempel di bagian luar dinding gelas ternyata bukan berasal dari dalam gelas, tetapi dari pengembunan air yang terdapat di udara sekitar gelas tersebut. Uap air yang ada di udara mengembun karena dipengaruhi oleh suhu di sekitar gelas yang berisi es. Peristiwa ini disebut mengembun.
Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa:
Menguap adalah perubahan wujud dari zat cair menjadi gas (uap), sedangkan mengembun adalah perubahan wujud gas (uap) menjadi zat cair.
3. Menyublim
Sediakanlah beberapa butir kapur barus (kamper), lalu masukkan ke dalam gelas. Panaskanlah dengan pemanas spiritus selama beberapa menit, dan tempatkan selembar kertas di atas gelas ini. Apakah butir-butir kamper halus yang dipanaskan menempel pada kertas tersebut? Cobalah kamu perhatikan dengan seksama!
Kapur barus adalah wujud zat padat. Ketika dipanaskan, kapur barus secara langsung berubah menjadi gas. Peristiwa ini disebut menyublim. Gas kapur barus yang ditampung pada kertas mengalami pendinginan, dan berubah menjadi butiran-butiran halus berbentuk zat padat. Peristiwa ini juga disebut menyublim. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa:
Menyublim adalah perubahan wujud zat padat menjadi gas, dan sebaliknya, dari gas menjadi zat padat
Berdasarkan bentuknya, zat memiliki tiga wujud yaitu: padat. cair, dan gas. Kalorlah yang dapat mengubah ketiga wujud zat itu. Misalnya, es bisa berubah menjadi air dan air bisa berubah menjadi uap. Kedua peristiwa ini terjadi karena terdapat proses penyerapan kalor.
Peristiwa perubahan wujud pun bisa terjadi pada pembekuan air menjadi es dan pengembunan uap menjadi air. Berbeda dengan dua peristiwa sebelumnya yang menyerap kalor, dua peristiwa yang disebut terakhir terjadi pelepasan kalor.
1. Melebur dan membeku
Untuk membuktikan perubahan wujud zat lebur dan beku, lakukanlah percobaan berikut. Sediakan lilin, kemudian potong-potong menjadi bagian-bagian kecil. Setelah itu, masukkan potongan-potongan lilin itu ke dalam gelas kimia, dan bakarlah dengan alat pemanas spiritus. Tunggulah hingga beberapa waktu, dan perubahan pun akan terjadi.
Percobaan membuktikan, bahwa lilin akan berubah wujud menjadi cair setelah dipanaskan. Peristiwa ini disebut melebur. Sebaliknya jika lilin cair didinginkan, wujudnya pun berubah menjadi padat. Peristiwa ini disebut membeku. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa:
Melebur atau mencair adalah perubahan wujud dari zat padat menjadi zat cair. Membeku adalah perubahan wujud dari zat cair menjadi zat padat.
Cobalah kamu sebutkan beberapa contoh lain yang berkaitan dengan peritiwa melebur dan membeku!
2. Menguap dan membeku
Untuk membuktikan perubahan wujud zat menjadi uap dan beku, cobalah kamu lakukan dua percobaan berikut ini.
a. Siapkan sebuah cawan laboratorium. Lalu, isilah dengan air murni sebanyak 10 ml. Panaskan air itu dengan alat pemanas spiritus selama beberapa menit. Apakah yang menyebabkan air dalam cawan itu cepat habis? Mengapa air dapat cepat habis? Perubahan apakah yang terjadi?
b. Sediakan beberapa potongan es, kemudian masukkan ke dalam gelas. Tutuplah gelas berisi es tersebut rapat-rapat dengan sebuah plastik. Biarkanlah selama beberapa menit. Setelah itu, rabalah bagian dinding luar gelas itu. Apakah bagian luar gelas tersebut menjadi basah? Dari manakah air yang menempel pada dinding gelas tadi?
Air yang menempel di bagian luar dinding gelas ternyata bukan berasal dari dalam gelas, tetapi dari pengembunan air yang terdapat di udara sekitar gelas tersebut. Uap air yang ada di udara mengembun karena dipengaruhi oleh suhu di sekitar gelas yang berisi es. Peristiwa ini disebut mengembun.
Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa:
Menguap adalah perubahan wujud dari zat cair menjadi gas (uap), sedangkan mengembun adalah perubahan wujud gas (uap) menjadi zat cair.
3. Menyublim
Sediakanlah beberapa butir kapur barus (kamper), lalu masukkan ke dalam gelas. Panaskanlah dengan pemanas spiritus selama beberapa menit, dan tempatkan selembar kertas di atas gelas ini. Apakah butir-butir kamper halus yang dipanaskan menempel pada kertas tersebut? Cobalah kamu perhatikan dengan seksama!
Kapur barus adalah wujud zat padat. Ketika dipanaskan, kapur barus secara langsung berubah menjadi gas. Peristiwa ini disebut menyublim. Gas kapur barus yang ditampung pada kertas mengalami pendinginan, dan berubah menjadi butiran-butiran halus berbentuk zat padat. Peristiwa ini juga disebut menyublim. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa:
Menyublim adalah perubahan wujud zat padat menjadi gas, dan sebaliknya, dari gas menjadi zat padat
KALOR DAPAT MENGUBAH SUHU BENDA
Kalor dapat Mengubah Suhu Benda
Untuk dapat membuktikan bahwa kalor dapat mengubah suhu suatu benda, lakukanlah percobaan-percobaan berikut:
Percobaan 1
1. Sediakan sebuah bejana untuk memasak air;
2. Tuangkan air ke dalam bejana kemudian simpanlah sebuah termometer ke dalam air tersebut;
3. Sebelum air dipanaskan, terlebih dahulu ukurlah suhu air tersebut (suhu awal);
4. Panaskan air tersebut dengan pembakar, misalnya spiritus;
5. Ketika dipanaskan catatlah suhu air;
6. Sambil memanaskan air, aduklah air itu dengan pengaduk secara perlahan-lahan;
7. Setelah suhu mencapai 60°, catatlah berapa lama waktu pemanasan yang diperlukan.
Percobaan 2
Setelah melakukan kegiatan di atas, ulangi percobaan itu dengan menggunakan gelas ukur yang sama. Kemudian, lakukan kegiatan berikut.
1. Isilah gelas ukur dengan air sebanyak 200 ml, atau dua kali dari yang sebelumnya:
2. Usahakan agar suhu air awal pada percobaan ini sama dengan suhu awal pada percobaan pertama di atas.Demikian pula besarnya suhu pemanasannya:
3. Panaskan air itu sampai suhunya sama dengan suhu akhir pada percobaan pertama, yaitu 60° C;
4. Catatlah waktu yang diperlukan untuk pemanasan.
Bila dalam waktu yang sama api memberikan kalor yang juga sama banyaknya terhadap air, berarti pemanasan air sebanyak 200 ml memerlukan waktu dua kali lebih banyak daripada pemanasan air sebanyak 100 ml. Dengan kata lain, kalor yang dibutuhkan oleh air sebanyak 200 ml dua kali lebih banyak daripada air sebanyak 100 ml.
Percobaan 3
Setelah melakukan dua percobaan di atas, lakukanlah percobaan dengan jumlah air yang digunakan sebanyak 250 ml. Cara pelaksanaannya sama dengan dua percobaan di atas. Ingat, catatlah waktu yang diperlukan untuk pemanasan, suhu awal dan akhir. Lalu, bandingkanlah antara jumlah kalor yang diperlukan oleh air sebanyak 250 ml dengan air sebanyak 100 ml. Terakhir, buatlah simpulan mengenai hubungan antara banyaknya kalor dengan banyaknya air.
Bila percobaan-percobaan tersebut dilakukan secara cermat dan teliti, kamu akan memperoleh simpulan berikut:
Kalor yang diterima akan sebanding dengan banyaknya air untuk kenaikan suhu yang sama.
Dengan demikian,dapat diartikan bahwa bila massa suatu benda dua kali lebih banyak, maka kalor yang diperlukan dua kali lebih besar pada kenaikan suhu yang sama.
Demikian pula, bila massa suatu zat tiga kali lebih banyak, maka kalor yang diperlukan tiga kali lebih besar, demikian seterusnya.
Berdasarkan uraian di atas, dapat ditarik kesimpulan bahwa :
Banyaknya kalor yang diterima oleh suatu benda akan sebanding dengan massa benda tersebut juga dengan kenaikkan suhunya.
Untuk lebih memahami, lakukanlah percobaan lain misalnya dengan mengganti zat cair yang berbeda. Pertama, menggunakan air sebanyak 100 ml yang dipanaskan mencapai suhu 60° C. Kedua, menggunakan minyak kelapa sebanyak 100 ml yang dipanaskan hingga mencapai suhu 600 C. Hitunglah waktu yang diperlukan untuk pemanasan pertama (yaitu pemanasan air) dan kemudian pemanasan kedua (yaitu pemanasan minyak kelapa). Apa yang dapat kamu simpulkan mengenai hubungan antara banyaknya kalor yang diperlukan oleh air dan minyak kelapa dalam jumlah yang sama ketika dipanaskan?
Bila kedua percobaan itu dilakukan secara cermat dan teliti, kamu akan memperoleh simpulan sebagai berikut:
Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu yang sama dan satu zat cair bergantung kepada jenis zatnya.
Berdasarkan ketiga percobaan tersebut, kesimpulan akhir yang diperoleh adalah sebagai berikut:
Banyaknya kalor yang diterima oleh suatu benda sebanding dengan massa benda juga kenaikkan suhunya. Sementara kenaikkan suhunya bergantung kepada jenis zatnya.
Energi kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat sebesar m kg sebanyak toC dapat dihitung dengan rumus :
Q = m . C . Dt
Q = Banyaknya kalor yang diserap atau dilepaskan (Joule)
m = Massa benda (kg)
C = Kalor jenis (J/kg oC)
= Perubahan suhu ( oC )
Untuk dapat membuktikan bahwa kalor dapat mengubah suhu suatu benda, lakukanlah percobaan-percobaan berikut:
Percobaan 1
1. Sediakan sebuah bejana untuk memasak air;
2. Tuangkan air ke dalam bejana kemudian simpanlah sebuah termometer ke dalam air tersebut;
3. Sebelum air dipanaskan, terlebih dahulu ukurlah suhu air tersebut (suhu awal);
4. Panaskan air tersebut dengan pembakar, misalnya spiritus;
5. Ketika dipanaskan catatlah suhu air;
6. Sambil memanaskan air, aduklah air itu dengan pengaduk secara perlahan-lahan;
7. Setelah suhu mencapai 60°, catatlah berapa lama waktu pemanasan yang diperlukan.
Percobaan 2
Setelah melakukan kegiatan di atas, ulangi percobaan itu dengan menggunakan gelas ukur yang sama. Kemudian, lakukan kegiatan berikut.
1. Isilah gelas ukur dengan air sebanyak 200 ml, atau dua kali dari yang sebelumnya:
2. Usahakan agar suhu air awal pada percobaan ini sama dengan suhu awal pada percobaan pertama di atas.Demikian pula besarnya suhu pemanasannya:
3. Panaskan air itu sampai suhunya sama dengan suhu akhir pada percobaan pertama, yaitu 60° C;
4. Catatlah waktu yang diperlukan untuk pemanasan.
Bila dalam waktu yang sama api memberikan kalor yang juga sama banyaknya terhadap air, berarti pemanasan air sebanyak 200 ml memerlukan waktu dua kali lebih banyak daripada pemanasan air sebanyak 100 ml. Dengan kata lain, kalor yang dibutuhkan oleh air sebanyak 200 ml dua kali lebih banyak daripada air sebanyak 100 ml.
Percobaan 3
Setelah melakukan dua percobaan di atas, lakukanlah percobaan dengan jumlah air yang digunakan sebanyak 250 ml. Cara pelaksanaannya sama dengan dua percobaan di atas. Ingat, catatlah waktu yang diperlukan untuk pemanasan, suhu awal dan akhir. Lalu, bandingkanlah antara jumlah kalor yang diperlukan oleh air sebanyak 250 ml dengan air sebanyak 100 ml. Terakhir, buatlah simpulan mengenai hubungan antara banyaknya kalor dengan banyaknya air.
Bila percobaan-percobaan tersebut dilakukan secara cermat dan teliti, kamu akan memperoleh simpulan berikut:
Kalor yang diterima akan sebanding dengan banyaknya air untuk kenaikan suhu yang sama.
Dengan demikian,dapat diartikan bahwa bila massa suatu benda dua kali lebih banyak, maka kalor yang diperlukan dua kali lebih besar pada kenaikan suhu yang sama.
Demikian pula, bila massa suatu zat tiga kali lebih banyak, maka kalor yang diperlukan tiga kali lebih besar, demikian seterusnya.
Berdasarkan uraian di atas, dapat ditarik kesimpulan bahwa :
Banyaknya kalor yang diterima oleh suatu benda akan sebanding dengan massa benda tersebut juga dengan kenaikkan suhunya.
Untuk lebih memahami, lakukanlah percobaan lain misalnya dengan mengganti zat cair yang berbeda. Pertama, menggunakan air sebanyak 100 ml yang dipanaskan mencapai suhu 60° C. Kedua, menggunakan minyak kelapa sebanyak 100 ml yang dipanaskan hingga mencapai suhu 600 C. Hitunglah waktu yang diperlukan untuk pemanasan pertama (yaitu pemanasan air) dan kemudian pemanasan kedua (yaitu pemanasan minyak kelapa). Apa yang dapat kamu simpulkan mengenai hubungan antara banyaknya kalor yang diperlukan oleh air dan minyak kelapa dalam jumlah yang sama ketika dipanaskan?
Bila kedua percobaan itu dilakukan secara cermat dan teliti, kamu akan memperoleh simpulan sebagai berikut:
Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu yang sama dan satu zat cair bergantung kepada jenis zatnya.
Berdasarkan ketiga percobaan tersebut, kesimpulan akhir yang diperoleh adalah sebagai berikut:
Banyaknya kalor yang diterima oleh suatu benda sebanding dengan massa benda juga kenaikkan suhunya. Sementara kenaikkan suhunya bergantung kepada jenis zatnya.
Energi kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu zat sebesar m kg sebanyak toC dapat dihitung dengan rumus :
Q = m . C . Dt
Q = Banyaknya kalor yang diserap atau dilepaskan (Joule)
m = Massa benda (kg)
C = Kalor jenis (J/kg oC)
= Perubahan suhu ( oC )
SUMBER ENERGI KALOR
Sumber Energi Kalor
1. Matahari
Matahari adalah benda angkasa, titik pusat tata surya berupa bola yang mendatangkan terang dan panas ke bumi pada siang hari. Berdasarkan reaksi inti di bagian dalam, matahari dapat menghasilkan energi sebanyak 4 x 1026 joule per detik.
Berdasarkan energi yang dihasilkan itulah matahari sering disebut sebagai sumber energi yang paling utama bagi bumi kita. Energi kalor dari matahari dapat menyebabkan perubahan suhu di bumi. Perubahan suhu inilah yang memungkinkan terjadinya angin, awan, hujan, perubahan musim (cuaca), kelembapan udara, dan sebagainya.
2. Magma atau energi panas dari dalam bumi
Magma adalah lelehan batu pada kerak bumi yang sangat panas. Magma yang menerobos lapisan bumi menimbulkan letusan gunung merapi, sumber panas, semburan air, dan tenaga panas bumi.
Berdasarkan susunan kimianya, magma dibagi dalam dua jenis, yaitu magma asam yang kaya akan SiO2, dan magma basa yang tidak mengandung SiO2
3. Reaksi pembakaran
Pembakaran adalah reaksi yang bersifat eksoterm. Bahan bakar biomassa seperti batu bara, kayu, dan minyak bumi dapat menghasilkan energi kalor yang cukup besar.
4. Perubahan energi listrik
Listrik adalah daya atau kekuatan yang ditimbulkan oleh adanya pergesekan atau melalui proses kimia. Listrik dapat digunakan untuk menghasilkan panas, cahaya atau menjalankan mesin.
Energi listrik adalah energi yang paling mudah diubah menjadi kalor. Alat-alat listrik, seperti kompor listrik, setrika, solder, dan rice cooker dapat menghasilkan energi kalor yang sangat baik.
5. Nuklir biasanya berkaitan dengan atau menggunakan tenaga inti atau energi atom
Energi nuklir berasal dari reaksi pembelahan atau penggabungan inti-inti atom yang dapat melepaskan energi kalor yang cukup besar. Sementara, partikel pembentuk inti atom (yaitu proton dan neutron) adalah nukleon.
Beberapa contoh lembaga yang menggunakan energi nuklir adalah PLTN, reaktor atom, dan reaktor nuklir.
1. Matahari
Matahari adalah benda angkasa, titik pusat tata surya berupa bola yang mendatangkan terang dan panas ke bumi pada siang hari. Berdasarkan reaksi inti di bagian dalam, matahari dapat menghasilkan energi sebanyak 4 x 1026 joule per detik.
Berdasarkan energi yang dihasilkan itulah matahari sering disebut sebagai sumber energi yang paling utama bagi bumi kita. Energi kalor dari matahari dapat menyebabkan perubahan suhu di bumi. Perubahan suhu inilah yang memungkinkan terjadinya angin, awan, hujan, perubahan musim (cuaca), kelembapan udara, dan sebagainya.
2. Magma atau energi panas dari dalam bumi
Magma adalah lelehan batu pada kerak bumi yang sangat panas. Magma yang menerobos lapisan bumi menimbulkan letusan gunung merapi, sumber panas, semburan air, dan tenaga panas bumi.
Berdasarkan susunan kimianya, magma dibagi dalam dua jenis, yaitu magma asam yang kaya akan SiO2, dan magma basa yang tidak mengandung SiO2
3. Reaksi pembakaran
Pembakaran adalah reaksi yang bersifat eksoterm. Bahan bakar biomassa seperti batu bara, kayu, dan minyak bumi dapat menghasilkan energi kalor yang cukup besar.
4. Perubahan energi listrik
Listrik adalah daya atau kekuatan yang ditimbulkan oleh adanya pergesekan atau melalui proses kimia. Listrik dapat digunakan untuk menghasilkan panas, cahaya atau menjalankan mesin.
Energi listrik adalah energi yang paling mudah diubah menjadi kalor. Alat-alat listrik, seperti kompor listrik, setrika, solder, dan rice cooker dapat menghasilkan energi kalor yang sangat baik.
5. Nuklir biasanya berkaitan dengan atau menggunakan tenaga inti atau energi atom
Energi nuklir berasal dari reaksi pembelahan atau penggabungan inti-inti atom yang dapat melepaskan energi kalor yang cukup besar. Sementara, partikel pembentuk inti atom (yaitu proton dan neutron) adalah nukleon.
Beberapa contoh lembaga yang menggunakan energi nuklir adalah PLTN, reaktor atom, dan reaktor nuklir.
PENGERTIAN KALOR DAN ENERGI
Pengertian Kalor dan Energi
ukalah kedua telapak tanganmu kemudian telungkupkan. Setelah itu, gosok-gosokkan kedua tanganmu dengan cepat untuk beberapa waktu lamanya. Apa yang kamu rasakan?
Setelah itu, lakukan kegiatan lain. Ambillah dua buah batu dari halaman sekolahmu. Lalu gesek-gesekkan kedua batu itu beberapa waktu lamanya. Apakah yang terjadi?
Berdasarkan kedua percobaan di atas, tentu kamu dapat merasakan atau melihat timbulnya panas (rasa hangat).Berasal dari manakah rasa panas pada telapak tangan dan kedua batu yang digosok-gosokan itu?
Pada abad ke-18, Benyamin Thomson (1753-1804), salah seorang pekerja pabrik senjata di Munchen, Jerman, mendapat tugas untuk mengebor laras-laras meriam. Ia heran, mengapa potongan-potongan logam dalam pengeboran itu sangat panas, padahal ia tidak membakarnya. Keheranan Benyamin Thomson ini baru terjawab setelah seorang ahli fisika Jerman, Robert van Meyer (1818 -1878), melakukan percobaan dan berhasil menemukam sumber asal panas tersebut.
Robert van Meyer menggunakan air sebagai media percobaannyaa. Air dalam botol yang diguncang-guncang selama beberapa menit ternyata berubah menjadi hangat (terasa panas). Hangatnya air dalam botol ini karena memperoleh panas (kalor) yang berasal dari perubahan energi mekanik (gerak) tangan. Perubahan ini sesuai dengan hukum kekekalan energi yang berbunyi:
Energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah menjadi bentuk lain.
Berdasarkan hukum kekekalan energi ini, dapat ditarik kesimpulan bahwa apa yang diperoleh Robert van Meyer, yaitu kalor atau panas, merupakan bentuk energi yang berasal dari perubahan bentuk energi lain. Dengan demikian, keheranan Benyamin Thomson terhadap potongan-potongan logam yang mengandung panas dapat terjawab.
Istilah kalor berasal dari kata caloric (bahasa latinnya adalah calor artinya panas). Istilah ini pertamakali diperkenalkan oleh Antoine Laurent Lavosier(1743-1794). Seorang ahli kimia bangsa Perancis, pada 1789. Satuan kalor diberi nama kalori dan disingkat menjadi kal. Secara luas, kalor diartikan sebagai bentuk tenaga panas yang dapat diteruskan atau diterima oleh satu benda ke benda lain secara hantaran (konduksi), penyinaran (radiasi), atau aliran (konveksi).
Sementara kalor didefinisikan sebagai satuan panas yang menyatakan jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram air setinggi 1° C. Alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang dibutuhkan adalah kalorimeter. Namun demikian, kita harus membedakan pengertian suhu dan kalor. Suhu adalah ukuran derajat panas, sedangkan kalor adalah ukuran banyaknya panas.
Di dalam kehidupan sehari-hari, satuan kalori masih sering digunakan. Misalnya, tubuh orang laki-laki dewasa yang berusia antara 20-30 tahun dan bekerja, setiap harinya memerlukan energi sebanyak 2800 kalori. Contoh lain, setiap satu mangkok mie baso mengandung 500 kalori.
Berdasarkan uraian di atas, dapat dikatakan bahwa kalori adalah salah satu bentuk energi yang sangat diperlukan oleh tubuh manusia untuk menghasilkan tenaga. Oleh karena itu bila makanan yang kita makan tidak mengandung kalori yang cukup sesuai dengan jumlah yang diperlukan, tubuh kita tidak akan sehat. Lalu, apa yang dimaksud dengan energi itu?
Energi diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha (misalnya energi listrik dan mekanika), atau daya yang dapat digunakan untuk melakukan berbagai kegiatan. Manusia, hewan, dan benda lainnya dikatakan mempunyai energi bila kita memiliki kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha. Di dalam kehidupan sehari-hari, energi ini mengandung tenaga. Misalnya, energi potensial, mekanik, listrik, kimia, cahaya, panas, bunyi, dan bentuk energi lainnya.
Percobaan yang berhasil dilakukan oleh Robert van Meyer ini ternyata menimbulkan keragu-raguan terhadap teori kalor dari Joseph Black (1720 -1799). Teori Joseph Black, yang kemudian melahirkan Azas Black, itu adalah:
Kalor yang diterima sama dengan kalor yang dilepaskan
Robert van Meyer dalam teorinya mengemukakan:
Kalor dianggap sebagai fluida yang terdapat dalam benda.
Keragu-raguan terhadap teori kalor ini berakhir setelah ada pernyataan dari ilmuwan Inggris James Prescott Joule (1818 -1889), yang menyatakan bahwa kalor merupakan zat alir. James Prescott Joule menunjukkan bahwa kalor adalah suatu bentuk energi. Salah satu percobaannya, yakni dengan cara mengaduk-aduk air dengan menggunakan beban berupa timbal (plumbum = Pb) yang dijatuhkan.
Beban berupa plumbum itu digantungkan di sebuah tali yang dililitkan pada sebuah roda-roda. Roda-roda sederhana itu dapat berputar di dalam sebuah bejana yang berisi air. Prinsip bejana ini disebut kalorimeter. Roda-roda ini dapat diputar, dengan cara menjatuhkan beban tersebut pada ketinggian lebih kurang 5 m. Dengan cara demikian, besarnya usaha yang dilakukan oleh beban tersebut dapat dihitung. Demikian pula besarnya usaha yang dilakukan oleh beban tersebut dapat dihitung. Demikian pula besarnya kalor yang terjadi.
Berdasarkan percobaan ini, Joule menyimpulkan, bahwa perbandingan antara usaha yang dilakukan kalor merupakan bilangan tetap. Pada percobaan berikutnya yang dilakukan lebih teliti menunjukkan, bahwa bilangan tetap yang dimaksud adalah 4,186. Disebabkan kalor merupakan bentuk energi, perlu memiliki satuan. Satuan kalor yang diakui Sistem International (SI) adalah joule.
Percobaan yang dilakukan oleh James Prescout Joule di atas, berhasil mengungkap dan mengetahui adanya kesetaraan antara Sistem Joule dengan satuan kalori yang kemudian dikenal dengan tara kalor mekanik. Tidak lama setelah itu, kalor diakui sebagai salah satu bentuk energi. Energi yang digunakan sebenarnya tidak hilang, melainkan berubah. Perubahan bentuk energi itu terjadi akibat pemakaian energi yang besamya sama dengan energi yang hilang atau terpakai.
Kalor sebenarnya adalah energi. Oleh karena itu, hukum yang berlaku bagi energi berlaku pula bagi kalor. Berdasarkan hal ini, kalor atau derajat panas bisa diartikan sebagai:
“Energi yang diterima atau dilepaskan oleh suatu benda dapat menyebabkan perubahan suhu atau wujud”
Adapun bilangan-bilangan yang berkaitan dengan kalor dan joule adalah sebagai berikut:
1 kalori = 4,2 joule
1 joule = 0,24 kalori
= 2,4 x l0 -6 kilo kalori
1 kilokalori = 4,2 x 103 joule
Dengan demikian, 1 kalori adalah banyaknya kalori yang diperlukan oleh satu gram air untuk menaikkan suhu 1° C.
ukalah kedua telapak tanganmu kemudian telungkupkan. Setelah itu, gosok-gosokkan kedua tanganmu dengan cepat untuk beberapa waktu lamanya. Apa yang kamu rasakan?
Setelah itu, lakukan kegiatan lain. Ambillah dua buah batu dari halaman sekolahmu. Lalu gesek-gesekkan kedua batu itu beberapa waktu lamanya. Apakah yang terjadi?
Berdasarkan kedua percobaan di atas, tentu kamu dapat merasakan atau melihat timbulnya panas (rasa hangat).Berasal dari manakah rasa panas pada telapak tangan dan kedua batu yang digosok-gosokan itu?
Pada abad ke-18, Benyamin Thomson (1753-1804), salah seorang pekerja pabrik senjata di Munchen, Jerman, mendapat tugas untuk mengebor laras-laras meriam. Ia heran, mengapa potongan-potongan logam dalam pengeboran itu sangat panas, padahal ia tidak membakarnya. Keheranan Benyamin Thomson ini baru terjawab setelah seorang ahli fisika Jerman, Robert van Meyer (1818 -1878), melakukan percobaan dan berhasil menemukam sumber asal panas tersebut.
Robert van Meyer menggunakan air sebagai media percobaannyaa. Air dalam botol yang diguncang-guncang selama beberapa menit ternyata berubah menjadi hangat (terasa panas). Hangatnya air dalam botol ini karena memperoleh panas (kalor) yang berasal dari perubahan energi mekanik (gerak) tangan. Perubahan ini sesuai dengan hukum kekekalan energi yang berbunyi:
Energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah menjadi bentuk lain.
Berdasarkan hukum kekekalan energi ini, dapat ditarik kesimpulan bahwa apa yang diperoleh Robert van Meyer, yaitu kalor atau panas, merupakan bentuk energi yang berasal dari perubahan bentuk energi lain. Dengan demikian, keheranan Benyamin Thomson terhadap potongan-potongan logam yang mengandung panas dapat terjawab.
Istilah kalor berasal dari kata caloric (bahasa latinnya adalah calor artinya panas). Istilah ini pertamakali diperkenalkan oleh Antoine Laurent Lavosier(1743-1794). Seorang ahli kimia bangsa Perancis, pada 1789. Satuan kalor diberi nama kalori dan disingkat menjadi kal. Secara luas, kalor diartikan sebagai bentuk tenaga panas yang dapat diteruskan atau diterima oleh satu benda ke benda lain secara hantaran (konduksi), penyinaran (radiasi), atau aliran (konveksi).
Sementara kalor didefinisikan sebagai satuan panas yang menyatakan jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram air setinggi 1° C. Alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang dibutuhkan adalah kalorimeter. Namun demikian, kita harus membedakan pengertian suhu dan kalor. Suhu adalah ukuran derajat panas, sedangkan kalor adalah ukuran banyaknya panas.
Di dalam kehidupan sehari-hari, satuan kalori masih sering digunakan. Misalnya, tubuh orang laki-laki dewasa yang berusia antara 20-30 tahun dan bekerja, setiap harinya memerlukan energi sebanyak 2800 kalori. Contoh lain, setiap satu mangkok mie baso mengandung 500 kalori.
Berdasarkan uraian di atas, dapat dikatakan bahwa kalori adalah salah satu bentuk energi yang sangat diperlukan oleh tubuh manusia untuk menghasilkan tenaga. Oleh karena itu bila makanan yang kita makan tidak mengandung kalori yang cukup sesuai dengan jumlah yang diperlukan, tubuh kita tidak akan sehat. Lalu, apa yang dimaksud dengan energi itu?
Energi diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha (misalnya energi listrik dan mekanika), atau daya yang dapat digunakan untuk melakukan berbagai kegiatan. Manusia, hewan, dan benda lainnya dikatakan mempunyai energi bila kita memiliki kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha. Di dalam kehidupan sehari-hari, energi ini mengandung tenaga. Misalnya, energi potensial, mekanik, listrik, kimia, cahaya, panas, bunyi, dan bentuk energi lainnya.
Percobaan yang berhasil dilakukan oleh Robert van Meyer ini ternyata menimbulkan keragu-raguan terhadap teori kalor dari Joseph Black (1720 -1799). Teori Joseph Black, yang kemudian melahirkan Azas Black, itu adalah:
Kalor yang diterima sama dengan kalor yang dilepaskan
Robert van Meyer dalam teorinya mengemukakan:
Kalor dianggap sebagai fluida yang terdapat dalam benda.
Keragu-raguan terhadap teori kalor ini berakhir setelah ada pernyataan dari ilmuwan Inggris James Prescott Joule (1818 -1889), yang menyatakan bahwa kalor merupakan zat alir. James Prescott Joule menunjukkan bahwa kalor adalah suatu bentuk energi. Salah satu percobaannya, yakni dengan cara mengaduk-aduk air dengan menggunakan beban berupa timbal (plumbum = Pb) yang dijatuhkan.
Beban berupa plumbum itu digantungkan di sebuah tali yang dililitkan pada sebuah roda-roda. Roda-roda sederhana itu dapat berputar di dalam sebuah bejana yang berisi air. Prinsip bejana ini disebut kalorimeter. Roda-roda ini dapat diputar, dengan cara menjatuhkan beban tersebut pada ketinggian lebih kurang 5 m. Dengan cara demikian, besarnya usaha yang dilakukan oleh beban tersebut dapat dihitung. Demikian pula besarnya usaha yang dilakukan oleh beban tersebut dapat dihitung. Demikian pula besarnya kalor yang terjadi.
Berdasarkan percobaan ini, Joule menyimpulkan, bahwa perbandingan antara usaha yang dilakukan kalor merupakan bilangan tetap. Pada percobaan berikutnya yang dilakukan lebih teliti menunjukkan, bahwa bilangan tetap yang dimaksud adalah 4,186. Disebabkan kalor merupakan bentuk energi, perlu memiliki satuan. Satuan kalor yang diakui Sistem International (SI) adalah joule.
Percobaan yang dilakukan oleh James Prescout Joule di atas, berhasil mengungkap dan mengetahui adanya kesetaraan antara Sistem Joule dengan satuan kalori yang kemudian dikenal dengan tara kalor mekanik. Tidak lama setelah itu, kalor diakui sebagai salah satu bentuk energi. Energi yang digunakan sebenarnya tidak hilang, melainkan berubah. Perubahan bentuk energi itu terjadi akibat pemakaian energi yang besamya sama dengan energi yang hilang atau terpakai.
Kalor sebenarnya adalah energi. Oleh karena itu, hukum yang berlaku bagi energi berlaku pula bagi kalor. Berdasarkan hal ini, kalor atau derajat panas bisa diartikan sebagai:
“Energi yang diterima atau dilepaskan oleh suatu benda dapat menyebabkan perubahan suhu atau wujud”
Adapun bilangan-bilangan yang berkaitan dengan kalor dan joule adalah sebagai berikut:
1 kalori = 4,2 joule
1 joule = 0,24 kalori
= 2,4 x l0 -6 kilo kalori
1 kilokalori = 4,2 x 103 joule
Dengan demikian, 1 kalori adalah banyaknya kalori yang diperlukan oleh satu gram air untuk menaikkan suhu 1° C.
PRINSIP PEMUAIAN DALAM TEKNOLOGI
PRINSIP PEMUAIAN DALAM TEKNOLOGI
Dalam membangun struktur bangunan seperti jembatan para insinyur dan arsitek banyak mempertimbangkan prinsip pemauaian, agar supaya tidak terjadi hal yang merugikan. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya seperti pada pemasangan kaca pada bingkai jendela, pemasangan sambungan rel kereta api, diberikan celah di antara sambungan dua bantang rel. Prinsip pemuaian banyak digunakan dalam perkembangan teknologi.
1. Bimetal
Bimetal adalah gabungan dua jenis batang logam yang memiliki koefisien muai berbeda dan digabungkan menjadi satu. Logam yang memiliki koefisien muai lebih besar akan lebih cepat memuai. Logam yang umumnya digunakan di antaranya batang tembaga dengan besi yang digabungkan. Bimetal sangat peka terhadap suhu, bila dipanaskan. Gabungan logam tersebut akan melengkung ke arah besi, karena tembaga akan cepat bertambah panjang jika dibandingkan besi, sehingga pertambahan panjang tembaga akan mendorong besi hingga melengkung. Pada saat didinginkan, gabungan kedua logam tersebut akan lurus kembali.
a. Termostat Bimetal
Termostat bimetal banyak digunakan pada alat-alat listrik seperti setrika listrik otomatis, oven listrik, lemari es, pemanas nasi, dan lain-lain. Termostat bimetal adalah alat untuk mengukur suhu dengan bimetal sebagai komponen utamanya dan berfungsi sebagai saklar otomatis. Di bawah ini adalah diagram termostat bimetal yang digunakan untuk setrika listrik.
Pada saat ruang cukup panas, batang bimetal melengkung ke kanan (ke arah besi), memisahkan kontak dan memutuskan aliran listrik ke elemen pemanas. Sewaktu ruangan dingin, batang bimetal lurus kembali, kontak terhubung dan aliran listrik terhubung ke elemen pemanas. Jadi, termostat bimetal berfungsi untuk memadamkan atau menjalankan elemen pemanas setrika untuk tujuan mengatur suhu ruang agar tetap pada suhu tertentu.
2. Pengelingan
Pengelingan diperlukan untuk menyatukan dua buah pelat dengan menggunakan paku keling. Paku keling yang sudah dipanaskan sampai berpijar dimasukkan ke dalam lubang pelat. Kemudian, ujung paku keling dipukul hingga rata. Setelah paku keling dingin, paku akan mnyusut dan menjepit kedua pelat dengan sangat kuat.
3. Pemasangan Bingkai Besi Pada Roda Kereta Api
Roda kereta api semuanya terbuat dari logam besi, yang terdiri dari dua bagian, yaitu masing-masing bagian bingkai besi dan bagian jari-jari (bagian tengah) yang terbuat dari besi pula. Proses pemasangan roda pada bingkainya, yaitu dengan cara memanaskan bingkai besi agar supaya memuai (membesar lubangnya) dan memudahkan dalam pemasangan jari-jari (bagian tengah) roda kereta pada lubang bingkai besi.
Dalam membangun struktur bangunan seperti jembatan para insinyur dan arsitek banyak mempertimbangkan prinsip pemauaian, agar supaya tidak terjadi hal yang merugikan. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya seperti pada pemasangan kaca pada bingkai jendela, pemasangan sambungan rel kereta api, diberikan celah di antara sambungan dua bantang rel. Prinsip pemuaian banyak digunakan dalam perkembangan teknologi.
1. Bimetal
Bimetal adalah gabungan dua jenis batang logam yang memiliki koefisien muai berbeda dan digabungkan menjadi satu. Logam yang memiliki koefisien muai lebih besar akan lebih cepat memuai. Logam yang umumnya digunakan di antaranya batang tembaga dengan besi yang digabungkan. Bimetal sangat peka terhadap suhu, bila dipanaskan. Gabungan logam tersebut akan melengkung ke arah besi, karena tembaga akan cepat bertambah panjang jika dibandingkan besi, sehingga pertambahan panjang tembaga akan mendorong besi hingga melengkung. Pada saat didinginkan, gabungan kedua logam tersebut akan lurus kembali.
a. Termostat Bimetal
Termostat bimetal banyak digunakan pada alat-alat listrik seperti setrika listrik otomatis, oven listrik, lemari es, pemanas nasi, dan lain-lain. Termostat bimetal adalah alat untuk mengukur suhu dengan bimetal sebagai komponen utamanya dan berfungsi sebagai saklar otomatis. Di bawah ini adalah diagram termostat bimetal yang digunakan untuk setrika listrik.
Pada saat ruang cukup panas, batang bimetal melengkung ke kanan (ke arah besi), memisahkan kontak dan memutuskan aliran listrik ke elemen pemanas. Sewaktu ruangan dingin, batang bimetal lurus kembali, kontak terhubung dan aliran listrik terhubung ke elemen pemanas. Jadi, termostat bimetal berfungsi untuk memadamkan atau menjalankan elemen pemanas setrika untuk tujuan mengatur suhu ruang agar tetap pada suhu tertentu.
2. Pengelingan
Pengelingan diperlukan untuk menyatukan dua buah pelat dengan menggunakan paku keling. Paku keling yang sudah dipanaskan sampai berpijar dimasukkan ke dalam lubang pelat. Kemudian, ujung paku keling dipukul hingga rata. Setelah paku keling dingin, paku akan mnyusut dan menjepit kedua pelat dengan sangat kuat.
3. Pemasangan Bingkai Besi Pada Roda Kereta Api
Roda kereta api semuanya terbuat dari logam besi, yang terdiri dari dua bagian, yaitu masing-masing bagian bingkai besi dan bagian jari-jari (bagian tengah) yang terbuat dari besi pula. Proses pemasangan roda pada bingkainya, yaitu dengan cara memanaskan bingkai besi agar supaya memuai (membesar lubangnya) dan memudahkan dalam pemasangan jari-jari (bagian tengah) roda kereta pada lubang bingkai besi.
PEMUAIAN
PEMUAIAN
Pada umumnya, apabila suatu benda dipanaskan, benda itu akan memuai. Mengapa benda bisa memuai? Setiap benda tersusun atas partikel-partikel yang sangat kecil dan susunan partikelnya berbeda-beda antara zat padat, gas, dan cair. Partikel zat padat susunannya tertatur dan jarak antar- partikelnya sangat dekat. Partikel zat cair jarak partikelnya agak berjauhan. Sedangkan pada gas, jarak antarpartikel lebih renggang. Setiap partikel selalu bergetar selama memiliki energi panas. Bila suhu benda tinggi, getaran partikel di dalam benda tersebut akan semakin kuat. Sebaliknya, bila suhunya semakin rendah, getarannya akan menjadi lemah.
1. Pemuaian Zat Padat
Zat padat pada umumnya akan memuai bila dipanaskan, kecuali bismut yang pada suhu tertentu akan menyusut. Besarnya pemuaian bahan Bergantung pada jenisnya. Pemuaian yang dialami oleh zat padat adalah muai panjang dan muai volume.
a. Muai Panjang
Bila suatu benda padat dipanaskan, benda padat tersebut akan memuai ke segala arah. Akan tetapi, kita hanya akan mengamati pemuaian pada arah memanjang. Muai panjang suatu benda padat dapat diukur dengan alat yang disebut Musschenbroek.
Bila tiga batang logam dari bahan besi, tembaga, dan aluminium dipasang pada alat Musschenbroek. Ketiga logam tersebut memiliki panjang yang sama kira-kira 30 cm. Kemudian dipanaskan dengan pemanas spiritus, maka kita dapatkan ketiga batang logam menjadi bertambah panjang dan jarum penunjuk skala bergerak ke arah kanan. Jika suhu semakin tinggi, pertambahan panjang akan semakin besar, pertambahan panjang ini dinamakan muai panjang. Besarnya pertambahan panjang:
1) berbanding lurus dengan panjang batang
2) berbanding terbalik dengan kenaikan suhu
3) bergantung jenis bahan.
Bilangan yang menunjukkan besarnya pertambahan panjang tiap satuan panjang zat jika suhunya dinaikkan 1oC disebut koefisein muai panjang. Jika panjang batang mula-mula lo, dipanaskan hingga suhunya bertambah t, besarnya pertambahan panjang batang dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
lt = panjang batang pada suhu t, dalam satuan meter atau cm.
lo = panjang batang mula-mula, dalam satuan m atau cm.
a = koefisien muai panjang, dalam satuan/oC.
Dt = perubahan suhu, dalam satuan oC.
Di bawah ini adalah koefisien muai panjang beberapa zat padat:
Tabel 3.1 Koefisien muai panjang zat.
Contoh.1
Sebatang tembaga panjangnya 12 m memiliki suhu 25 oC. tembaga tersebut dipanaskan sampai 55oC. tentukan pertambahan panjang tembaga tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui : l0 = 12 m
Dt = 55-25oC = 30oC
atembaga = 0,0000167 /oC
= . lo .
= (0,0000167x 12 x 30)
= 0,006012 m
Pertambahan panjang tembaga adalah 0.006012 m.
b. Muai Volume
Sebuah benda berbentuk balok dipanaskan, maka benda tersebut selain mengalami pertambahan panjang juga mengalami pertambahan lebar dan pertambahan tinggi,. Pemuaian ini dinamakan muai volume atau muai ruang. Bilangan yang menyatakan pertambahan volume zat tiap satuan volume zat jika suhunya dinaikkan 1oC dinamakan koefisien muai volume. Untuk mengetahui pertambahan volume suatu zat dapat digunakan rumus sebagai berikut.
dengan Vo = p . l. h
keterangan:
p = panjang benda mula-mula
l = lebar benda mula-mula
h = tinggi benda mula-mula
Vt = volume akhir benda (m3)
Vo = volume awal benda (m3)
Dt = kenaikan suhu (oC)
g = koefisien muai volume( /oC)
Hubungan koefisien muai ruang volume dan koefisien muai panjang ( ) adalah =3
Maka rumus diatas dapar pula ditulis :
Contoh 2:
Sebuah balok tembaga dengan ukuran panjang, lebar, dan tinggi masing-masing 15 cm, 10 cm, dan 12 cm bersuhu 27 oC. Balok tersebut kemudian dipanaskan sampai suhu 47oC. Jika koefisien muai panjang tembaga 17 x 10-6 /oC, berapakah volume balok sekarang?
Penyelesaian :
Diketahui : p = 15, l = 10, h = 12
t = 47-27oC = 20oC
= 17 x 10-6 /oC
Vo = p.l.h
= 15 x 10 x 12
= 1800 cm3
= 1800 ( 1 + 3 x 17 x 10-6x 20)
= 1800 ( 1 + 0,00102)
= 1800(1,00102)
= 1801,84 cm3
Volume balok tembaga setelah dipanaskan 1801,84 cm3.
2. Pemuaian Zat Cair
Pada modul 1 kita telah mengamati penggunaan aplikasi pemuaian zat cair pada tabung kaca sebagai dasar pembuatan termometer zat cair. Pemuaian zat cair akan terjadi bila zat cair suhunya dinaikkan. Pemuaian yang dialami zat cair hanya berlaku pemuaian volume, karena bentuk cair yang tidak tetap. Pertambahan volume pada zat cair yang berdasarkan bentuk ruang yang di isinya dinamakan muai ruang atau muai volume.
Pertambahan muai volume pada zat cair dapat digunakan rumus yang sama seperti pada muai volume zat padat, yaitu:
Hubungan koefisien muai ruang volume dan koefisien muai panjang (a) adalah g=3a
Maka rumus di atas dapat pula ditulis:
Berikut ini adalah tabel koefisien muai volume zat padat dan zat cair.
Contoh 3:
Air sebanyak 10 L dengan suhu 40oC dipanaskan hingga 70oC. Tentukan volume air setelah dipanaskan!
Penyelesaian :
Diketahui : Vo = 10 L
t = 70-40oC = 30oC
= 0,00021 /oC
= 10 ( 1 + 0.00021/oC x 30oC)
= 10,0630 L
Volume air setelah dipanaskan 10,0630 L
3. Pemuaian Gas
Pemuaian yang terjadi pada gas sama seperti pada pemuaian zat cair, yaitu hanya terjadi muai volume, tidak terjadi muai panjang. Pemuaian pada gas jauh lebih besar jika dibandingkan dengan pemuaian pada zat cair atau zat padat.
Koefisien muai gas dinyatakan sebagai bilangan yang menyatakan pertambahan volume untuk tiap satuan volume gas, jika suhu dinaikkan 1 oC pada tekanan tetap. Berdasarkan teori Gaylussac dinyatakan bahwa semua gas mempunyai koefisien yang sama, yaitu:
/oC, maka rumus pertambahan volume pada tekanan tetap gas dapat dirumuskan sebagai berikut.
karena g = /oC, maka :
Contoh 4:
Sebuah ruangan berisi gas helium yang volumenya 6 m3 pada suhu 11,75 oC. jika gas suhunya dinaikkan sampai 80oC pada tekanan tetap. Berapakah volume gas sekarang?
Penyelesaian:
Diketahui : Vo = 6 m3
Dt = (80-11.75)oC = 68,25 oC
Vt = 7,5 m3
Volume gas helium setelah divanaskan adalah 7,5 m3
Pada umumnya, apabila suatu benda dipanaskan, benda itu akan memuai. Mengapa benda bisa memuai? Setiap benda tersusun atas partikel-partikel yang sangat kecil dan susunan partikelnya berbeda-beda antara zat padat, gas, dan cair. Partikel zat padat susunannya tertatur dan jarak antar- partikelnya sangat dekat. Partikel zat cair jarak partikelnya agak berjauhan. Sedangkan pada gas, jarak antarpartikel lebih renggang. Setiap partikel selalu bergetar selama memiliki energi panas. Bila suhu benda tinggi, getaran partikel di dalam benda tersebut akan semakin kuat. Sebaliknya, bila suhunya semakin rendah, getarannya akan menjadi lemah.
1. Pemuaian Zat Padat
Zat padat pada umumnya akan memuai bila dipanaskan, kecuali bismut yang pada suhu tertentu akan menyusut. Besarnya pemuaian bahan Bergantung pada jenisnya. Pemuaian yang dialami oleh zat padat adalah muai panjang dan muai volume.
a. Muai Panjang
Bila suatu benda padat dipanaskan, benda padat tersebut akan memuai ke segala arah. Akan tetapi, kita hanya akan mengamati pemuaian pada arah memanjang. Muai panjang suatu benda padat dapat diukur dengan alat yang disebut Musschenbroek.
Bila tiga batang logam dari bahan besi, tembaga, dan aluminium dipasang pada alat Musschenbroek. Ketiga logam tersebut memiliki panjang yang sama kira-kira 30 cm. Kemudian dipanaskan dengan pemanas spiritus, maka kita dapatkan ketiga batang logam menjadi bertambah panjang dan jarum penunjuk skala bergerak ke arah kanan. Jika suhu semakin tinggi, pertambahan panjang akan semakin besar, pertambahan panjang ini dinamakan muai panjang. Besarnya pertambahan panjang:
1) berbanding lurus dengan panjang batang
2) berbanding terbalik dengan kenaikan suhu
3) bergantung jenis bahan.
Bilangan yang menunjukkan besarnya pertambahan panjang tiap satuan panjang zat jika suhunya dinaikkan 1oC disebut koefisein muai panjang. Jika panjang batang mula-mula lo, dipanaskan hingga suhunya bertambah t, besarnya pertambahan panjang batang dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
lt = panjang batang pada suhu t, dalam satuan meter atau cm.
lo = panjang batang mula-mula, dalam satuan m atau cm.
a = koefisien muai panjang, dalam satuan/oC.
Dt = perubahan suhu, dalam satuan oC.
Di bawah ini adalah koefisien muai panjang beberapa zat padat:
Tabel 3.1 Koefisien muai panjang zat.
Contoh.1
Sebatang tembaga panjangnya 12 m memiliki suhu 25 oC. tembaga tersebut dipanaskan sampai 55oC. tentukan pertambahan panjang tembaga tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui : l0 = 12 m
Dt = 55-25oC = 30oC
atembaga = 0,0000167 /oC
= . lo .
= (0,0000167x 12 x 30)
= 0,006012 m
Pertambahan panjang tembaga adalah 0.006012 m.
b. Muai Volume
Sebuah benda berbentuk balok dipanaskan, maka benda tersebut selain mengalami pertambahan panjang juga mengalami pertambahan lebar dan pertambahan tinggi,. Pemuaian ini dinamakan muai volume atau muai ruang. Bilangan yang menyatakan pertambahan volume zat tiap satuan volume zat jika suhunya dinaikkan 1oC dinamakan koefisien muai volume. Untuk mengetahui pertambahan volume suatu zat dapat digunakan rumus sebagai berikut.
dengan Vo = p . l. h
keterangan:
p = panjang benda mula-mula
l = lebar benda mula-mula
h = tinggi benda mula-mula
Vt = volume akhir benda (m3)
Vo = volume awal benda (m3)
Dt = kenaikan suhu (oC)
g = koefisien muai volume( /oC)
Hubungan koefisien muai ruang volume dan koefisien muai panjang ( ) adalah =3
Maka rumus diatas dapar pula ditulis :
Contoh 2:
Sebuah balok tembaga dengan ukuran panjang, lebar, dan tinggi masing-masing 15 cm, 10 cm, dan 12 cm bersuhu 27 oC. Balok tersebut kemudian dipanaskan sampai suhu 47oC. Jika koefisien muai panjang tembaga 17 x 10-6 /oC, berapakah volume balok sekarang?
Penyelesaian :
Diketahui : p = 15, l = 10, h = 12
t = 47-27oC = 20oC
= 17 x 10-6 /oC
Vo = p.l.h
= 15 x 10 x 12
= 1800 cm3
= 1800 ( 1 + 3 x 17 x 10-6x 20)
= 1800 ( 1 + 0,00102)
= 1800(1,00102)
= 1801,84 cm3
Volume balok tembaga setelah dipanaskan 1801,84 cm3.
2. Pemuaian Zat Cair
Pada modul 1 kita telah mengamati penggunaan aplikasi pemuaian zat cair pada tabung kaca sebagai dasar pembuatan termometer zat cair. Pemuaian zat cair akan terjadi bila zat cair suhunya dinaikkan. Pemuaian yang dialami zat cair hanya berlaku pemuaian volume, karena bentuk cair yang tidak tetap. Pertambahan volume pada zat cair yang berdasarkan bentuk ruang yang di isinya dinamakan muai ruang atau muai volume.
Pertambahan muai volume pada zat cair dapat digunakan rumus yang sama seperti pada muai volume zat padat, yaitu:
Hubungan koefisien muai ruang volume dan koefisien muai panjang (a) adalah g=3a
Maka rumus di atas dapat pula ditulis:
Berikut ini adalah tabel koefisien muai volume zat padat dan zat cair.
Contoh 3:
Air sebanyak 10 L dengan suhu 40oC dipanaskan hingga 70oC. Tentukan volume air setelah dipanaskan!
Penyelesaian :
Diketahui : Vo = 10 L
t = 70-40oC = 30oC
= 0,00021 /oC
= 10 ( 1 + 0.00021/oC x 30oC)
= 10,0630 L
Volume air setelah dipanaskan 10,0630 L
3. Pemuaian Gas
Pemuaian yang terjadi pada gas sama seperti pada pemuaian zat cair, yaitu hanya terjadi muai volume, tidak terjadi muai panjang. Pemuaian pada gas jauh lebih besar jika dibandingkan dengan pemuaian pada zat cair atau zat padat.
Koefisien muai gas dinyatakan sebagai bilangan yang menyatakan pertambahan volume untuk tiap satuan volume gas, jika suhu dinaikkan 1 oC pada tekanan tetap. Berdasarkan teori Gaylussac dinyatakan bahwa semua gas mempunyai koefisien yang sama, yaitu:
/oC, maka rumus pertambahan volume pada tekanan tetap gas dapat dirumuskan sebagai berikut.
karena g = /oC, maka :
Contoh 4:
Sebuah ruangan berisi gas helium yang volumenya 6 m3 pada suhu 11,75 oC. jika gas suhunya dinaikkan sampai 80oC pada tekanan tetap. Berapakah volume gas sekarang?
Penyelesaian:
Diketahui : Vo = 6 m3
Dt = (80-11.75)oC = 68,25 oC
Vt = 7,5 m3
Volume gas helium setelah divanaskan adalah 7,5 m3
Sunday, 28 August 2016
SOAL-SOAL LATIHAN SUHU DAN PEMUAIAN
A. Pilihlah salah satu jawaban yang paling benar dengan memberi tanda silang!
1. Air raksa sangat baik digunakan untuk mengisi termometer karena...........
a. pemuaiannya tertaur b. memuainya tidak teratur c. tidak mengkilap d. titik didihnya rendah
2. Skala tertinggi pada termometer badan adalah........
a. 35oC b. 40oC
c. 37oC d. 42oC
3. Dasar pembuatan termometer hasil temuan Gallileo adalah perubahan.......
a. volume cairan b. tekanan gas c. volume gas d. Volume cairan
4. Berapakah suhu suatu benda sehingga angka yang ditunjukkan oleh skala Celcius sama dengan skala Fahrenheit....
a. 0 b. + 38
c. -32 d. -40
5. Menurut Sistem Internasional suhu dinyatakan dalam......
a. derajat Celcius b. derajat Fahrenheit c. derajat Kelvin d. derajat Reamur
6. Gas yang dipanaskan pada tekanan tetap, volumenya ......
a. tetap b. bertambah c. bertambah besar d. bertambah kecil
7. Bila skala dalam derajat Kelvin menunjukkan angka 293 K, maka angka ini akan sesuai dengan skala Fahrenheit..
a. 32 oF b. 36 oF
c. 45 oF d. 68 oF
8. Bola pimpong yang sudah penyok akan baik kembali jika kita masukan ke dalam air panas, sebab .......
a. bola pimpong menjadi kecil b. bola pimpong menjadi kecil
c. bagian yang penyok akan ditarik jika kita masukkan
d. udara di dalam bola pimpong akan memuai.
9. Termometer Six Bellani adalah termometer.......
a. maksimum b. minimum c. maksimum dan minimum
d. untuk mengukur suhu badan yang dimaksud
10. Suhu adalah........
a. banyaknya panas b. kalor c. derajat panas d. energi kinetik molekul-molekul
11. Tekanan untuk titik didih normal adalah sebesar ..................
a. 1 atm
b 2 atm
c. 10 atm
d. 20 atm
12. Ada kemungkinan rel kereta akan melengkung di waktu hari panas.Hal ini disebabkan karena............
a. suhu rel naik
b. bahan rel kurang bagus
c. rel kereta mengalami pemuaian
d. rel kereta terlalu panjang
13. Di bawah ini merupakan contoh pemanfaatan peristiwa pemuaian, kecuali .................
a. digunakan pada waktu mengeling.
b. pemasangan ban besi roda pedati
c. pemasangan rel kereta
d. pemasangan kaca terlalu rapat.
14. Peristiwa pemuaian dapat terjadi pada
zat...........
a. padat
b. cair
c. gas
d. padat, cair, dan gas
15. Ilmuan yang meneliti termometer Anders Fahrenheit (1701 -1744) menggunakan es yang sedang mencair sebagai titik tetap bawah yang besarnya ditetapakan sebesar......
a. 0oC
b. 25oC
c. 50oC
d. 100oC
B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas!
1. Mengapa pengukuran suhu dengan rabaan tangan kita kurang tepat?
2. Sebutkan beberapa macam perubahan zat akibat perubahan suhu?
3. Mengapa air raksa baik digunakan untuk pengisi cairan termometer?
4. Mengapa dalam termometer badan, air raksa yang sudah naik susah turun kembali?
5. Mengapa celah yang terdapat antara ujung-ujung rel kereta api disiang hari lebih besar atau kecil daripada malam hari?
6. Jelaskan bagaimana cara membuat termometer secara sederhana!
7. Sebutkan pemanfaatan dari peristiwa pemuaian!
8. Pemuaian selain dapat memberikan manfaat, juga dapat memberikan kerugian dalam kehidupan manusia. Sebutkanlah kerugian akibat adanya peristiwa pemuaian!
9. Bagaimana cara membubuhkan skala menurut Celcius?
10. Apakah alkohol dapat digunakan untuk pengisi cairan termoneter?Jelaskanlah dan berikan alasannya?
1. Air raksa sangat baik digunakan untuk mengisi termometer karena...........
a. pemuaiannya tertaur b. memuainya tidak teratur c. tidak mengkilap d. titik didihnya rendah
2. Skala tertinggi pada termometer badan adalah........
a. 35oC b. 40oC
c. 37oC d. 42oC
3. Dasar pembuatan termometer hasil temuan Gallileo adalah perubahan.......
a. volume cairan b. tekanan gas c. volume gas d. Volume cairan
4. Berapakah suhu suatu benda sehingga angka yang ditunjukkan oleh skala Celcius sama dengan skala Fahrenheit....
a. 0 b. + 38
c. -32 d. -40
5. Menurut Sistem Internasional suhu dinyatakan dalam......
a. derajat Celcius b. derajat Fahrenheit c. derajat Kelvin d. derajat Reamur
6. Gas yang dipanaskan pada tekanan tetap, volumenya ......
a. tetap b. bertambah c. bertambah besar d. bertambah kecil
7. Bila skala dalam derajat Kelvin menunjukkan angka 293 K, maka angka ini akan sesuai dengan skala Fahrenheit..
a. 32 oF b. 36 oF
c. 45 oF d. 68 oF
8. Bola pimpong yang sudah penyok akan baik kembali jika kita masukan ke dalam air panas, sebab .......
a. bola pimpong menjadi kecil b. bola pimpong menjadi kecil
c. bagian yang penyok akan ditarik jika kita masukkan
d. udara di dalam bola pimpong akan memuai.
9. Termometer Six Bellani adalah termometer.......
a. maksimum b. minimum c. maksimum dan minimum
d. untuk mengukur suhu badan yang dimaksud
10. Suhu adalah........
a. banyaknya panas b. kalor c. derajat panas d. energi kinetik molekul-molekul
11. Tekanan untuk titik didih normal adalah sebesar ..................
a. 1 atm
b 2 atm
c. 10 atm
d. 20 atm
12. Ada kemungkinan rel kereta akan melengkung di waktu hari panas.Hal ini disebabkan karena............
a. suhu rel naik
b. bahan rel kurang bagus
c. rel kereta mengalami pemuaian
d. rel kereta terlalu panjang
13. Di bawah ini merupakan contoh pemanfaatan peristiwa pemuaian, kecuali .................
a. digunakan pada waktu mengeling.
b. pemasangan ban besi roda pedati
c. pemasangan rel kereta
d. pemasangan kaca terlalu rapat.
14. Peristiwa pemuaian dapat terjadi pada
zat...........
a. padat
b. cair
c. gas
d. padat, cair, dan gas
15. Ilmuan yang meneliti termometer Anders Fahrenheit (1701 -1744) menggunakan es yang sedang mencair sebagai titik tetap bawah yang besarnya ditetapakan sebesar......
a. 0oC
b. 25oC
c. 50oC
d. 100oC
B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas!
1. Mengapa pengukuran suhu dengan rabaan tangan kita kurang tepat?
2. Sebutkan beberapa macam perubahan zat akibat perubahan suhu?
3. Mengapa air raksa baik digunakan untuk pengisi cairan termometer?
4. Mengapa dalam termometer badan, air raksa yang sudah naik susah turun kembali?
5. Mengapa celah yang terdapat antara ujung-ujung rel kereta api disiang hari lebih besar atau kecil daripada malam hari?
6. Jelaskan bagaimana cara membuat termometer secara sederhana!
7. Sebutkan pemanfaatan dari peristiwa pemuaian!
8. Pemuaian selain dapat memberikan manfaat, juga dapat memberikan kerugian dalam kehidupan manusia. Sebutkanlah kerugian akibat adanya peristiwa pemuaian!
9. Bagaimana cara membubuhkan skala menurut Celcius?
10. Apakah alkohol dapat digunakan untuk pengisi cairan termoneter?Jelaskanlah dan berikan alasannya?
Subscribe to:
Posts (Atom)