SUHU DAN KALOR PERTEMUAN 7 Dr Harlinda Syofyan

SUHU DAN KALOR PERTEMUAN 7 Dr. Harlinda Syofyan, S. Si. , M. Pd PENDIDIKAN GURU SEKOLAH DASAR FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

KEMAMPUAN AKHIR YANG DIHARAPKAN § Mahasiswa mampu mendeskripsikan peran kalor dalam mengubah wujud zat dan suhu serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. § Mahasiswa dapat menganalisis pengaruh kalor terhadap perubahan suhu benda, terhadap ukuran benda, pengaruh kalor terhadap perubahan wujud benda, dapat menganalisis perpindahan kalor dengan cara konduksi, konveksi dan radiasi

PRTA KONSEP

SUHU v Derajat panas dinginnya suatu benda. v Sifat-sifat benda yang berubah karena dipanaskan disebut sifat termometrik v Sifat benda yang berubah apabila benda itu dipanaskan, antara lain adalah warnanya, volumnya, tekanannya dan daya hantar listriknya. . v S. I. Suhu yaitu Kelvin.

SUHU (2) v Menyatakan suhu suatu benda secara kuantitatif diperlukan alat ukur yang disebut termometer. v Pada termometer raksa dan termometer alkohol menggunakan sifat perubahan volume karena pemanasan. v Celcius, Reamur, Fahrenheit dan Kelvin. mempunyai ketentuan tertentu dalam menetapkan nilai titik didih air dan titik beku air pada tekanan 1 atm

JENIS TERMOMETER v Termometer klinis, digunakan untuk mengukur suhu badan. v Termometer dinding, digunakan untuk mengukur suhu ruaganan v Termometer optik, digunakan untuk mengukur suhu yang sangat tinggi (biasanya di atas 1000 o C). v Termometer maximum minimum digunakan untuk mengukur suhu tertinggi dan suhu terendah suatu lingkungan.

JENIS TERMOMETER (2) Berdasarkan jenis cairan pengisinya, termometer terbagi menjadi dua yaitu : v Termometer Raksa, menggunakan air raksa sebagai isinya. v Termometer Alkohol, menggunakan alkohol sebagai pengisinya. v Saat ini telah terdapat termometer digital yang tidak menggunakan cairan seperti termomenter konvensional.

GAMBAR TERMOMETER

TERMOMETER RAKSA 1. Warnanya mengkilap seperti perak sehingga mudah dilihat. 2. Perubahan volumenya teratur pada saat terjadinya perubahan suhu. 3. Tidak membasahi dinding kaca. 4. Jangkauan suhunya cukup lebar (– 40 °C sampai dengan 350 °C). Sedangkan kerugiannya adalah sebagai berikut. 1) Harga raksa mahal. 2) Raksa tidak dapat mengukur suhu yang sangat rendah.

TERMOMETER ALKOHOL Keuntungan menggunakan alkohol sebagai pengisi termometer adalah sebagai berikut. 1. Untuk menaikkan suhu kecil, alkohol mengalami perubahan volume lebih besar sehingga dapat mengukur suhu dengan teliti. 2. Dapat mengukur suhu yang sangat rendah. Sedangkan kerugiannya adalah sebagai berikut. 1. Titik didih rendah (78 °C) sehingga pemakaiannya terbatas. 2. Tidak berwarna, sehingga perlu diberi warna agar mudah dilihat. 3. Membasahi dinding kaca.

SKALA TERMOMETER Skala Celcius (dibuat oleh Anders Celcius – Swedia) • Titik atas air mendidih (100 o. C) • Titik bawah air membeku / es yang mencair (0 o. C) • Perbandingan skala 100 Skala Fahrenheit (dibuat oleh Daniel Gabriel Fahrenheit – Jerman) Titik atas air mendidih (212 o. F) • Titik bawah es yang mencair (32 o. F) • Perbandingan skala 180

SKALA TERMOMETER (2) Skala Reamur (dibuat oleh Reamur – Perancis) Titik atas air mendidih (80 o. R) • Titik bawah es yang mencair (0 o. R) • Perbandingan skala 80 Skala Kelvin (dibuat oleh Kelvin – Inggris) Titik atas air mendidih (373 o. K) • Titik bawah es yang mencair (273 o. K) • Perbandingan skala 100

Titik tetap No. Termometer bawah 1 Celcius 0 o. C 2 Reamur 0 o. R 3 Fahrenheit 32 o. F 4 Kelvin 273 K Titik tetap atas 100 o. C 80 o. C 212 o. F 373 K Jumlah skala 100 80 100

Perbandingan jumlah skalanya adalah sebagai berikut: t. C : t. R : (t. F – 32) = 100 : 80 : 180 atau t. C : t. R : (t. F – 32) = 5 : 4 : 9 Perubahan suhu dari celcius ke kelvin karena jumlah skalanya sama, maka ditulis sebagai berikut. Keterangan: T = t. C + 273 t. C = skala yang ditunjukkan termometer celcius (o. C) t. R = skala yang ditunjukkan termometer reamur (o. R) t. F = skala yang ditunjukkan termometer fahrenheit (o. F) T = skala yang ditunjukkan termometer kelvin (K

KONVERSI SUHU

Contoh Soal 1 Sebuah zat cair diukur suhunya menggunakan termometer celcius diperoleh angka 40 o. C. Berapakah jika zat cair tersebut diukur suhunya menggunakan: a. Termometer reamur b. Termometer fahrenheit c. Termometer kelvin

a. Mengubah skala celcius ke reamur Ø perbandingan skala termometer reamur dan celcius adalah sebagai berikut. t 4 R t. C = 5 Maka: t. R = 4 /5 × t C t. R = 4/5 × 40 t. R = 32 Jadi, ketika diukur dengan termometer reamur, suhunya adalah 32 o. R.

b. Mengubah skala celcius ke fahrenheit Ø perbandingan skala termometer fahrenheit dan celcius adalah sebagai berikut. t. F – 32 t. C = 9 5 Maka: t. F – 32 = 9/5 × t. C t. F – 32 = /5 × 40 t. F – 32 = 72 t. F = 72 + 32 t. F = 104 Jadi, ketika diukur dengan termometer fahrenheit, suhunya adalah 104 o. F.

c. Mengubah skala celcius ke kelvin Ø untuk mengkonversi satuan suhu dari celcius ke kelvin kita langsung saja menggunakan rumus berikut. T = t. C + 273 T = 40 + 273 T = 313 Jadi, ketika diukur dengan termometer kelvin, suhunya adalah 313 K.

Contoh Soal 2 Pada waktu musim dingin terdapat laporan cuaca dari Inggris di mana suhu udara mencapai 14 o. F. Berapakah suhunya jika diukur menggunakan: a. Termometer reamur b. Termometer celcius c. Termometer kelvin

a. Mengubah skala fahrenheit ke reamur Ø perbandingan skala termometer reamur dan fahrenheit adalah sebagai berikut. t. R = 4 t. F - 32 9 Maka: t. R = 4/9 × (t. F – 32) t. R = 4/9 × (14 – 32) t. R 4/9 × (– 18) t. R = – 8 Jadi, ketika diukur dengan termometer reamur, suhunya adalah – 8 o. R.

b. Mengubah skala fahrenheit ke celcius Ø perbandingan skala termometer celcius dan fahrenheit adalah sebagai berikut. t. C t. F - 32 = 5 9 Maka: t. C = 5/9 × (t. F – 32) t. C = 5/9 × (14 – 32) t. C = 5/9 × (– 18) t. C = – 10 Jadi, ketika diukur dengan termometer celcius, suhunya adalah – 10 o. C.

c. Mengubah skala fahrenheit ke kelvin Ø perbandingan skala termometer kelvin dan fahrenheit adalah sebagai berikut. T - 273 = 5 t. F - 32 9 Maka: T – 273 = 5/9 × (t. F – 32) T – 273 = 5/9 × (14 – 32) T – 273 = 5/9 × (– 18) T – 273 = – 10 T = – 10 + 273 T = 263 Jadi, ketika diukur dengan termometer kelvin, suhunya adalah 263 K.

Contoh Soal 3 Sepotong logam dipanaskan diukur dengan termometer optik menunjukkan skala 36 o. R. Berapakah suhunya jika diukur menggunakan: a. Termometer celcius b. Termometer fahrenheit c. Termometer kelvin Penyelesaian: • Diketahui: t. R = 36 o. R • Ditanyakan: t. C, t. F, dan T

a. Mengubah skala reamur ke celcius Ø perbandingan skala termometer celcius dan reamur adalah sebagai berikut. t. C = 5 TR = 4 Maka: t C = 5/ 4 × t R t. C = 5/4 × 36 t. C = 45 Jadi, ketika diukur dengan termometer celcius, suhunya adalah 45 o. C.

b. Mengubah skala reamur ke fahrenheit Ø perbandingan skala termometer fahrenheit dan reamur adalah sebagai berikut. t. F – 32 = 9 t. R 4 Maka: t. F – 32 = 9/4 × t. R t. F – 32 = 9/4 × 36 t. F – 32 = 81 t. F = 81 + 32 t. F = 113 Jadi, ketika diukur dengan termometer fahrenheit, suhunya adalah 113 o. F.

c. Mengubah skala reamur ke kelvin Ø perbandingan skala termometer kelvin dan reamur adalah sebagai berikut. T – 273 = 5 t. R 4 Maka: T – 273 = 5/4 × t. R T – 273 = 5/4 × 36 • T – 273 = 45 T = 45 + 273 T = 318 Jadi, ketika diukur dengan termometer kelvin, suhunya adalah 318 K.

KALOR q Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang dapat berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah jika kedua benda tersebut saling disentuhkan. q Karena kalor merupakan suatu bentuk energi, maka satuan kalor dalam S. I. adalah Joule dan dalam CGS adalah erg. q 1 Joule = 107 erg. q 1 kalori = 4, 18 joule atau 1 Joule = 0, 24 kal. q Alat yang dapat digunakan untuk mengukur kalor adalah kalorimeter.

KALOR (2) v Semua benda dapat melepas dan menerima kalor. v Benda-benda yang bersuhu lebih tinggi dari lingkungannya akan cenderung melepaskan kalor. v Sebaliknya benda-benda yang bersuhu lebih rendah dari lingkungannya akan cenderung menerima kalor untuk menstabilkan kondisi dengan lingkungan di sekitarnya

KALOR (3) v Hubungan banyaknya kalor, massa zat, kalor jenis zat, dan perubahan suhu zat dapat dinyatakan dalam persamaan. Q = m ∙ c ∙ Δt Keterangan Q = Banyaknya kalor yang diserap atau dilepaskan (joule) m = Massa zat (kg) c = Kalor jenis zat (joule/kg o. C) Δt = Perubahan suhu (o. C)

CONTOH SOAL Berapa kalor yang diperlukan untuk memanaskan 2 kg air yang suhunya 30 o. C menjadi 100 o. C, jika kalor jenis air 4. 200 j/kgo. C? Pembahasan Diketahui : m = 2 kg c = 42. 00 J/kgo. C Δt = 100 o. C — 30 o. C = 70 o. C Ditanya : Q Jawab : Q = m ∙ c ∙ Δt = 2 kg × 4. 200 j/kgo. C × 70 o. C = 588. 000 joule Q = 588 k. J

AKIBAT PENGARUH KALOR Keterangan: 1 = mencair/melebur 2 = membeku 3 = menguap 4 = mengembun 5 = menyublim 6 = mengkristal

AKIBAT PENGARUH KALOR

MENGUAP Penguapan zat cair dapat dipercepat dengan cara sebagai berikut : 1. Memanaskan Zat Cair 2. Memperluas Permukaan Cair 3. Mengurangi Tekanan pada Permukaan Zat Cair 4. Meniupkan Udara di Atas Zat Cair

MENDIDIH v Mendidih adalah peristiwa penguapan zat cair yang terjadi di seluruh bagian zat cair tersebut. v Peristiwa ini dapat dilihat dengan munculnya gelembung-gelembung yang berisi uap air dan bergerak dari bawah ke atas dalam zat cair. v Zat cair yang mendidih jika dipanaskan terus-menerus akan berubah menjadi uap. Banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah 1 kg zat cair menjadi uap seluruhnya pada titik didihnya disebut kalor uap (U). Besarnya kalor uap dapat dirumuskan: v u = Q atau Q = m. u m v Keterangan Q = kalor yang diserap/dilepaskan (joule) m = massa zat (kg) U = kalor uap (joule/kg)

MENDIDIH (2) v Jika uap didinginkan akan berubah bentuk menjadi zat cair, v yang disebut mengembun. Pada waktu mengembun zat melepaskan kalor, banyaknya kalor yang dilepaskan pada waktu mengembun sama dengan banyaknya kalor yang diperlukan waktu menguap dan suhu di mana zat mulai mengembun sama dengan suhu di mana zat mulai menguap. v kalor uap = kalor embun v titik didih = titik embun

MELEBUR v Melebur adalah peristiwa perubahan wujud zat padat menjadi zat cair. v melebur adalah satu perubahan wujud yang memerlukan kalor dan tidak mengalami perubahan suhu. v Banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah satuan massa zat padat menjadi cair pada titik leburnya disebut kalor lebur (L). v Besarnya kalor lebur dapat dirumuskan sebagai berikut: L = Q atau Q = m. L m Keterangan Q = kalor yang diserap/dilepas (joule) m = massa zat (kg). L = kalor lebur (joule / kilogram)

MELEBUR (2) v Jika zat cair didinginkan akan membeku, pada saat membeku zat melepaskan kalor. v Banyaknya kalor yang dilepaskan oleh satuan massa zat cair menjadi padat disebut kalor beku. v kalor lebur = kalor beku v titik lebur = titik beku

Mengukur Kalor Ø Pengukuran kalor sering dilakukan untuk menentukan kalor jenis suatu Ø zat. Dengan mengetahui kalor jenis suatu zat maka dapat dihitung banyaknya kalor yang dilepaskan atau diserap dengan mengetahui massa zat dan perubahan suhunya, menggunakan persamaan: Q = m. c. ΔT Q = jumlah kalor yang diserap atau dilepas (joule) m = massa zat (kg) c = kalor jenis zat (joule/kgo. C) ΔT = perbedaan suhu (suhu akhir – suhu awal zat) (o. C)

PERPINDAHAN KALOR tiga cara dalam perpindahan kalor yaitu: 1. konduksi (hantaran), q Bahan yang dapat menghantarkan kalor disebut konduktor kalor, misalnya besi, baja, tembaga, seng, dan aluminium (jenis logam). q Adapun penghantar yang kurang baik/penghantar yang buruk disebut isolator kalor, misalnya kayu, kaca, wol, kertas, dan plastik (jenis bukan logam).

PERPINDAHAN KALOR (2) tiga cara dalam perpindahan kalor yaitu: 2. konveksi (aliran), • Perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada zat cair dan gas. • Perpindahan kalor secara konveksi terjadi karena adanya perbedaan massa jenis dalam zat tersebut. • Perpindahan kalor yang diikuti oleh perpindahan partikel -partikel zatnya disebut konveksi/aliran.

ANGIN DARAT v Angin darat terjadi pada malam hari dan berhembus dari darat ke laut. v Hal ini terjadi karena pada malam hari udara di atas laut lebih panas dari udara di atas darat, sehingga udara di atas laut naik diganti udara di atas darat. Maka terjadilah aliran udara dari darat ke laut. v Angin darat dimanfaatkan oleh para nelayan menuju ke laut untuk menangkap ikan.

ANGIN DARAT (2)

ANGIN LAUT v Angin laut terjadi pada siang hari dan berhembus dari laut ke darat. v Hal ini terjadi karena pada siang hari udara di atas darat lebih panas dari udara di atas laut, sehingga udara di atas darat naik diganti udara di atas laut. v Maka terjadilah aliran udara dari laut ke darat. v Angin laut dimanfaatkan oleh nelayan untuk kembali ke darat atau pantai setelah menangkap ikan.

ANGIN LAUT

PERPINDAHAN KALOR (3) tiga cara dalam perpindahan kalor yaitu: 3. Radiasi (pancaran) • Perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara atau medium ini disebut radiasi/hantaran. • Contoh perpindahan kalor secara radiasi, misalnya pada waktu kita mengadakan kegiatan perkemahan, di malam hari yang dingin sering menyalakan api unggun. • Saat kita berada di dekat api unggun badan kita terasa hangat karena adanya perpindahan kalor dari api unggun ke tubuh kita secara radiasi

PEMANFAATAN KALOR

TERMOS v Termos berfungsi untuk menyimpan zat cair yang berada di dalamnya agar tetap panas dalam jangka waktu tertentu. v Termos dibuat untuk mencegah perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, maupun radiasi. v Dinding termos dibuat sedemikian rupa, untuk menghambat v perpindahan kalor pada termos, yaitu dengan cara: a. permukaan tabung kaca bagian dalam dibuat mengkilap dengan lapisan perak yang berfungsi mencegah perpindahan b. kalor secara radiasi dan memantulkan radiasi kembali ke dalam termos, c. dinding kaca sebagai konduktor yang jelek, tidak dapat memindahkan kalor secara konduksi, dan d. ruang hampa di antara dua dinding kaca, untuk mencegah kalor secara konduksi dan agar konveksi dengan udara luar tidak terjadi

SETRIKA v Seterika terbuat dari logam yang bersifat konduktor yang dapat memindahkan kalor secara konduksi ke pakaian yang sedang diseterika. v Adapun, pegangan seterika terbuat dari bahan yang bersifat isolator.

UJI KOMPETENSI 1. 2. 3. Apakah yang dimaksud dengan kalor? Sebutkan tiga faktor yang mempengaruhi kalor dapat mengubah suhu zat! Apakah yang dimaksud dengan perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi? serta berikan masing-masing dua contoh? 4. Apakah yang dimaksud dengan konduktor dan isolator, berilah masing dua contoh? 5. Sebutkan dua faktor yang mempengaruhi perubahan wujud zat! 6. Apakah yang dimaksud dengan: a. menguap b. mengembun c. melebur d. Membeku 7. Sebutkan empat cara untuk mempercepat proses penguapan! Berilah masing satu contoh

SELAMAT BELAJAR