BAHAN AJAR MATA PELAJARAN : FISIKA KELAS/SEMESTER : XI/2 ALOKASI WAKTU : STANDAR KOMPOTENSI : KOMPOTENSI DASAR :
MATERI SUHU DAN KALOR Keadaan derajat ana! dan d"n#"n $an# d"a%a&" !'at' (enda ata' )eadaan d"na&a)an suhu* suhu* S'+' $an# d"a%a&" ada !'at'(enda ter#ant'n# ener#" ana! $an# &a!') ada (enda ter!e('t* Bendad")ata)an ana! j")a (er!'+' t"n##" !edan# (enda d")ata)an d"n#"n j")a (er!'+'renda+* (er!'+'renda+* Pada '&'&n$a (enda $an# (er!'+' t"n##" ,ana!-. a)an a )an &en#a%"r)an !'+'n$a )e (enda $an# &e&"%")" !'+' %e("+ renda+* A"r ana! a na! $an#d"a&'rden#an a"r d"n#"n a)an &enjad" a"r +an#at*Ha% "n" (erart" ada!e!'at' $an#(er"nda+ ata' &a!') ada a"r d"n#"n. $a"t' ana! ata' )a%0r* )a%0r* A"r +an#at &er'a)an)e!e"&(an#an &er'a)an)e!e"&(an#an antara !'+' ana! dan d"n#"n*
A* SUHU SUHU DAN DAN TERM TERMOME OMETER TER A%at $an# daat &en#')'r !'+' !'at' (enda d"!e('t termometer * Ter&0&ete Ter&0&eterr (e)erjaden#an &e&an1aat)an &e&an1aat)an er'(a+an !"1at!"1at
3!"! (enda a)"(at er'(a+an !'+'* Ter&0& Ter&0&eter(er'a eter(er'a ta('n# )aa $an# d" da%a&n$a (er"!"4at a"r. $a"t' ra)!a ata' a%)0+0%* Pada !'+' $an# %e("+ t"n##". ra)!a da%a& ta('n# &e&'a"!e+"n##a &en'nj') an#)a $an# %e("+ t"n##"ada !)a%a* Se(a%")n$a. ada !'+' $an# %e("+ renda+ ra)!a da%a& ta('n# &en$'!'t !e+"n##a&en'nj') an#)a $an# %e("+ renda+ ada !)a%a*Terdaat e&at !)a%a $an# d"#'na)an da%a& en#')'ran !'+'. $a"t' !)a%a 5e%"'!.Fa+ren+e"t. Rea&'r. dan Ke%6"n*
R'an#
P"a
Tan#)a" Tan#)a" )aa )aa den#an d"nd"n#
Ra)
Pent0%an den#an d"nd"n# 7a&(ar * Ter&0&eter Ter&0&eter
B* PEMU EMUAIA AIAN Pe&'a"an Pe&'a"an &er'a)an #era)an at0& en$'!'n (enda )arena&en#a%a&" e&ana!an* Ma)"n ana! !'+' !'at' (enda. &a)"n eat
#etaran antarat0& $an# &en$e(ar )e !e#a%a ara+* Karena adan$a #etaranat0& "n"%a+ $an# &enjad")an (enda ter!e('t &e&'a" )e !e#a%a ara+*Pe&'a"an ara+*Pe&'a"an daat d"a%a&" 4at adat. a"r. dan #a!*
Pemuaian zat padat
Pe&'a"an Pe&'a"an 4at ada da!arn$a )e !e#a%a ara+* Na&'n d" !"n" ! "n" )"ta +an$a a)an &e&e%ajar" e&'a"an anjan#. %'a!. dan 60%'&e*Be!ar e&'a"an$an# d"a%a&" !'at' (enda ter#ant'n# ada t"#a +a%. $a"t' ')'ran a8a% (enda.)ara)ter"!t") (a+an. dan (e!ar er'(a+an !'+' (enda*
Set"a 4at adat &e&'n$a" (e!aran $an# d"!e('t koefsien muai panjang*K0e3 panjang*K0e3!"en !"en &'a" anjan# !'at' 4at ada%a+ an#)a $an# &en'nj'))anerta&(a+an anjan# 4at aa("%a !'+'n$a d"na"))an 95* Ma)"n (e!ar)0e3!"en &'a" anjan# !'at' 4at aa("%a d"ana!)an. &a)a &a)"n (e!arerta&(a+an anjan#n$a* De&")"an '%a !e(a%")n$a. &a)"n )e"% )0e3!"en&'a" anjan# 4at aa("%ad"ana!)an. &a)a &a)"n )e"% '%a erta&(a+ananjan#n$a* K0e3!"en K0e3!"en &'a" anjan# (e(eraa 4at daat d"%"+at ada Ta(e% ;*9* (er")'t* Sedan#)an )0e3!"en )0e3!"en &'a" %'a! dan da n 60%'&e 4at adat.
&a!"n# &a!"n#&a &a!"n !"n# #
ada%a+ ada%a+ B < 2 ,= ,= dan dan $< >?-
Ta(e% Ta(e% ;*9 )0e1e!"en )0e1e!"en &'a" anjan# N0
Jen"! (a+an
9 2 > ; C 9@ 99 92
K0e1e!"en &'a"
A%'&"n"'& Baja Be!" E&a! Kaa K'n"n#an Te&(a#a P%at"na T"&a+ Sen# P$re= Pera)
anjan#/05 @*@@@@2; @*@@@@99 @*@@@@92 @*@@@@9 @*@@@@@C @*@@@@9 @*@@@@9 @*@@@@@C @*@@@@@> @*@@@@2C @*@@@@@> @*@@@@@2
a* Pe&'a e&'a"a "an n anja anjan# n# Pada 4at adat $an# (er')'ran anjan# den#an %'a! ena&an# )e"%. !eert" ada )a(e% dan re% )ereta )ereta a". )"ta ("a! &en#a(a")an e&'a"an ada %'a! ena&an#n$a* Pe&'a"an Pe&'a"an $an# )"ta er+at")an er+at")an +an$a e&'a"an ada erta&(a+an anjan#n$a* Perta&(a+an Perta&(a+an anjan# ada 4at $an# d" ana!)an re%at"6e re%at"6e )e"% !e+"n##a ('t'+ )ete%"t"an )ete%"t"an 'nt') &en#eta+'"n$a* J")a !e('a+ (atan# &e&'n$a" anjan# &'%a&'%a &'%a&'%a l9. )0e3!"en &'a" anjan# ,- !'+' &'%a&'%a T 1. %a%' d"ana!)an !e+"n##a anjan#n$a &enjad" l2 dan !'+'n$a &enjad" T 2. &a)a a)an (er%a)' er!a&aan. !e(a#a" (er")'t* l 2
∆l = l 1α × ∆Τ
= l 1 + ∆l
Karena l 2
(
)
= l 1 1 + α × ∆T
Ma)a er!a&aann$a a)an &enjad"
Keteran#an l9 : anjan# (atan# &'%a&'%a ,&l2 : anjan# (atan# !ete%a+ d"ana!)an ,&-
l : !e%"!"+ anjan# (atan# < l9– l2 : )0e3!"en &'a" anjan# ,l ,l5-
T 9 : !'+' (atan# &'%a&'%a , 5T 2 : !'+' (atan# !ete%a+ d"ana!)an , 5T : !e%"!"+ !'+' , 5- < T 2 T 9
50nt0+ !0a% Se('a+ (enda $an# ter('at dar" (aja &e&"%")" anjan# 9@@@ &* Beraa)a+erta&(a+an anjan# (aja "t'. j")a terjad" er'(a+an !'+'!e(e!ar @5G D")eta+'" : l1< 9@@@ & T < @ 5 <92 9@; O59
D"tan$a :l :l =……..?
Jawab : l = l1 x T =1000m x 1! x 10 "#o$"1 =#0 m Jad". erta&(a+an anjan# (enda ter!e('t !e(e!ar ;@ ;@ &*
(* e&' e&'a" a"an an %'a %'a! ! Unt') (enda(enda $an# (er(ent') %e&en#an %at ,d'a d"&en!"-. a)anterjad" e&'a"an da%a& ara+ anjan# dan %e(ar* %e(ar* Ha% "n" (erart" %e&en#anter!e('t &en#a%a&" erta&(a+an %'a! ata' e&'a"an %'a!* Ser'a den#anerta&(a+an anjan# ada )a8at. erta&(a+an %'a! ada (enda daat
A2
=
A1 (1 + β × ∆Τ)
d"r'&'!)an !e(a#a" (er")'t*
A2
=
A1 (1 + 2α × ∆Τ)
D")eta+'" < 2 &a)a er!a&aann$a &enjad" :
Keteran#an: %9 : %'a! ("dan# &'%a&'%a ,&2 %2 : %'a! ("dan# !ete%a+ d"ana!)an ,&2: )0e3!"en )0e3!"en &'a" &'a" %'a! ,/5T : !e%"!"+ !'+' , 5-
50nt0+ !0a% Pada !'+' >@ 5 !e('a+ e%at (e!" %'a!n$a 9@ &2* Aa("%a !'+'n$a d"na"))an &enjad" C@ 5 dan )0e3!"en &'a" anjan# (e!" !e(e!ar @.@@@@92/ @.@@@@92/ 5. &a)a tent')an %'a! e%at (e!" ter!e('t D")eta+'" : %9 %9 < 9@ &2 T 9
< >@ 5
T 2
< C@ 5
T < T 2 T 9 < C@ >@ < ;@ 5 < @.@@@@92/ 5 < 2< 2 @.@@@@92/ 5 < @.@@@@2
D"tan$a)an : %2 %2 < *** G Ja8a( : %2 %2 < %1,9 = T& < 9@,9 @.@@@@2 ;@< 9@,9 @.@@9 < 9@ 9.@@9
< 9@.@9 & 2 Jad". %'a! e%at (e!" !ete%a+ d"ana!)an ada%a+ 9@.@9 9@.@9 &2*
* Pe&'a" e&'a"an an 60%' 60%'&e &e at adat $an# &e&'n$a" t"#a d"&en!" ,anjan#. %e(ar. dan t"n##"-. !eert" (0%a dan (a%0). j")a d"ana!)an a)an &en#a%a&" &'a" 60%'&e. $a)n"(erta&(a+n$a anjan#. %e(ar. dan t"n##" 4at adat ter!e('t* Karena &'a"60%'&e &er'a)an en'r'nan dar" &'a" anjan#. &a)a &'a" r'an# j'#ater#ant'n# dar" jen"! 4at* 4at* J")a 60%'&e (enda &'%a&'%a &'%a&'%a ' 9. 9. !'+' &'%a&'%a T 9. 9. )0e3!"en &'a" r'an# ϒ. &a)a !ete%a+ d"ana!)an 60%'&en$a &enjad" ' 2. 2. dan !'+'n$a&enjad"T !'+'n$a&enjad"T 2 !e+"n##a a)an a)an (er%a)' (er%a)' er!a&aan. er!a&aan. !e(a#a !e(a#a
(
= V 1 1 + γ × ∆Τ
V 2
) (er")'t*
V 2
(
= V 1 1 + 3α × ∆Τ
) Karena ϒ < > &a)a er!a&aann$a a)an &enjad"
Keteran#an: ' 9 : 60%'&e (enda &'%a&'%a ,&>' 2 : 60%'&e (enda ! !ete%a+ ete%a+ d"ana!)an ,&> ϒ
:)0e3!"en &'a" r'an# ,/5-
T : !e%"!"+ !'+' , 550nt0+ !0a% Se('a+ (ejana &e&"%")" 60%'&e 9 %"ter ada !'+' 2 5* J")a )0e3!"en &'a" anjan# (ejana 2 9@/5. &a)a tent')an 60%'&e (ejana ada !'+' 5
D")eta+'" : ϒ<>< ; 9@/5 T < 5 25 < @ 5 ' 9 < 9 l D"tan$a)an :' :' 2 < ***G Ja8a( : ' !<' 9,=T& < 9 ,9 ; 9@ @< 9 @.@@> < 9.@@> %"ter Jad". 60%'&e (ejana !ete%a+ d"ana!)an d"ana!)an ada%a+ 9.@@> %"ter* %"ter*
5* KALOR Pada da!arn$a da!arn$a )a%0r ada%a+ er"nda+an ener#" )"net") dar" !at' (enda $an# (er!'+' %e("+ t"n##" )e (enda $an# (er!'+' %e("+ renda+* Pada 8a)t'4at &en#a%a&" e&ana!an. art")e%art")e art")e%art")e%% (enda a)an (er#etar dan&en'&(') art")e% tetan##a $an# (er!'+' renda+* Ha% "n" (er%an#!'n# ter'!&ener'! &e&(ent') ener#" )"net") ratarata !a&a antara (enda ana! den#an(enda $an# !e&'%a d"n#"n* Pada )0nd"!" !eert" "n" terjad" )e!e"&(an#anter&a% )e!e"&(an#anter&a% dan !'+' )ed'a (enda a)an !a&a* 9* H'('n# H'('n#an an )a%0 )a%0rr den#an den#an !'+' !'+' Seara "nd')t"1. &a)"n (e!ar )ena")an !'+' !'at'(enda. &a)"n (e!ar '%a )a%0r $an# d"!eran$a* Se%a"n "t'. )a%0r $an# d"!era(enda j'#a (er#ant'n# &a!!a (enda dan (a+an en$'!'n (enda* Seara&ate&at"! daat d" t'%"! !eert" (er")'t* Q = m × c × ∆Τ
Keteran#an: ( : )a%0r $an# d"!era/d"%ea! (enda ,J-
m : &a!!a (enda ,)# : )a%0r jen"! (enda ,J/)#5T : er'(a+an !'+' , 5Ka%0r jen"! (enda ,4at- &en'nj'))an (an$a)n$a )a%0r $an# d"er%')an0%e+ 9 )# 4at 'nt') &ena"))an !'+'n$a !e(e!ar !at' !at'an !'+' , 5-* Ha%"n" (erart" t"a (enda ,4at- &e&er%')an )a%0r $an# (er(eda(eda &e!)"'n'nt') &ena"))an !'+' $an# !a&a dan &a!!a $an# !a&a* Ka%0r jen"!(e(eraa 4at daat Anda %"+at ada ta(e% (er")'t*
50nt0+ !0a% Beraa (e!ar )a%0r $an# d"er%')an 'nt') &ena"))an !'+' !e(atan# ! e(atan# (e!" $an# &a!!an$a 9@ )# dar" 2@ 5 &enjad" 9@@ 5. j")a )a%0r jen"! (e!" @ J/)#G D")eta+'" :m :m< 9@ )# T < 9@@ 2@ < @ 5
< @ J/)# D"tan$a)an :( :( < ***G Ja8a( : ( < m ) T < 9@ @ @ < >;@ )J Jad". )a%0r $an# d"('t'+)an !e(atan# (e!" ter!e('t ter!e('t !e(e!ar >;@ )J*
2* Kaa Kaa!" !"ta! ta! )a%0 )a%0rr Kaa!"ta! )a%0r !e(enarn$a (an$a)n$a ener#" $an# d"(er")an da%a& (ent') )a%0r 'nt') &ena"))an !'+' (enda !e(e!ar !at' derajat* Pada!"!te& SI. !at'an )aa!"ta! )a%0r ada%a+ JK9* JK9* Na&'n. )arena d" Ind0ne!"a!'+' ("a!a d"n$ata)an da%a& !)a%a 5e%!"'!. &a)a Q = C × ∆Τ
!at'an )aa!"ta! )a%0r$an# d"a)a" da%a& (')' "n" ada%a+ J/5* Kaa!"ta! )a%0r daat d"r'&'!)an!e(a#a" d"r'&'!)an!e(a#a" (er")'t* (er")'t*
Keteran#an: ( : )a%0r $an# d"!era/d"%ea! ,J$ : )aa!"ta! )a%0r (enda ,J/5T : er'(a+an !'+' (enda , 5-
J")a er!a&aan )aa!"ta! )aa!"ta! )a%0r d"(and"n#)an den#an er!a&aan )a%0r jen"!. &a)a Anda daat)an er!a&aan !e(a#a" (er")'t* C = m × c
Keteran#an: $ : )aa!"ta! )a%0r (enda ,J/5m : &a!!a (enda ,)# : )a%0r jen"! (enda ,J/)# 50nt0+ !0a% Se0t0n# (e!" $an# &e&"%")" &a!!a > )#. d"ana!)an dar" !'+' 2@ 5 +"n##a 92@ 5* J")a )a%0r $an# d"!era (e!" !e(e!ar 9> )J* Tent')an Tent')an )aa!"ta! )a%0r (e!" dan )a%0r jen"! (e!"G
D")eta+'" :m :m < > )# T < 92@ 2@ < 9@@ 5 ( < 9> )J D"tan$a : a* 5 <**G (* <G Ja8a( : Q
C =
∆Τ
a* =
Kaa!"ta! )a%0r
135.000 J 100
o
C
= 1350 J /
o
C
(* Ka%0 Ka%0rr jen jen"! "! (e!" (e!" c =
C m
=
o
450 J / Kg C
=
1350 J /
o
C
3Kg
D* PERUBA PERUBAHAN HAN WUJUD WUJUD
Ka%0r $an# d"!era (enda d"#'na)an 'nt') d'a )e&'n#)"nan. $a"t' 'nt') &ena"))an !'+' ata' 'nt') &en#'(a+ 8'j'd (enda* M"!a%n$a. !aat e! &ena"r. )et")a )et")a "t' (enda (er'(a+ 8'j'd. teta" !'+' (enda t"da)(er'(a+&e!)" ada ena&(a+an )a%0r* )a%0r* Ka%0r $an# d"(er")an )e e! t"da) d"#'na)an'nt') &en#'(a+ !'+' e!. teta" 'nt') &en#'(a+ 8'j'd (enda* Ka%0r "n"d"!e('t )a%0r %aten* *alor laten &er'a)an )a%0r $an# d"('t'+)an 9 )# 4at'nt') (er'(a+ 8'j'd*Ka%0r %aten ada d'a &aa&. $a"t' )a%0r %e('r dan )a%0r d"d"+* *alorlebur &er'a)an &er'a)an )a%0r $an# d"('t'+)an 9 )# 4at 'nt') &e%e('r* &e%e('r* Ka%0r $an#d"('t'+)an 'nt') &e%e('r !ej'&%a+ 4at $an# &a!!an$a m dan )a%0r%e('rn$a*+ )a%0r%e('rn$a*+daat daat d"r'&'!)an !e(a#a" (er")'t* Q = m × K L atauK L
=
Q m
Keteran#an: ( : )a%0r $an# d"er%')an ,Jm : &a!!a 4at ,)#*+ : )a%0r %e('r 4at ,J/)#Ber")'t ta(e% $an# &en'nj'))an )a%0r %e('r (e(eraa 4at* Ta(e% Ta(e% >* Ka%0r Le('r Le('r Be(eraa at
Sa& Sa&a +a%n +a%n$a $a )a%0r a%0r %e(' %e('r. r. kalo kalorr ,i,i ,i,ih h &er' &er'a)a a)an n )a%0r )a%0r $an# $an# d"(' d"('t' t'+) +)an an 9 )# 4at 4at 'nt' 'nt') ) &end &end"d "d"+ "+/& /&en enja jad" d" 'a* 'a* Ka%0 Ka%0rr "n" "n" !a&a !a&a den#an )a%0r $an# d"er%')an ada 4at 'nt') &en#e&('n* Jad". )a%0r $an# d"('t'+)an 9 )# a"r 'nt') &en#'a !e%'r'+n$a !a&a den#an )a%0r )a%0r $an# $an# d"('t' d"('t'+)a +)an n 'nt') 'nt') &en#e &en#e&(' &('n n !e%'r' !e%'r'+n$ +n$a* a* Ka%0r Ka%0r $an# $an# d"('t' d"('t'+) +)an an 'nt') 'nt') &en#'a &en#'a) )an an !ej'&% !ej'&%a+ a+ 4at $an# $an# &a!!an$ &a!!an$a a m dan )a%0r d"d"+ ata' 'an$a *u. *u. daat d"n$ata)an !e(a#a" (er")'t* Q=m . K u
Keteran#an : Q
: )a%0r $an# d"er%')an ,J-
m
: &a!!a 4at ,)#-
K u
: )a%0r d"d"+/'a 4at ,J/)#-
Ber")'t ta(e% $an# &en'nj'))an )a%0r d"d"+/'a (er(a#a" 4at* Ta(e% Ta(e% * Ka%0r D"d"+/Ua D"d"+/Ua Be(eraa at
50nt0+ S0a% : Beraa (an$a) )a%0r $an# d"er%')an 'nt') &en#'(a+ 2 #ra& e! ada !'+' !' +'
0℃
&enjad &enjad"" 'a a"r ada !'+'
K L =336 J / g . dan K u=2260 J / g -*
100 ℃
G , c air = 4200 J / kg ℃ .
Pen$e%e!a"an : D")eta+' a+'" : m
−3
< 2 # < 2 . 10
∆ T <
100 ℃−0 ℃ =100 ℃
K u=2260 J / g K L =336 J / g c air = 4200 J / kg ℃
D"tan$a
Q tot **G
:
Ja8a(
:
Q1 Pr0!e! Le('r Q1=m . K L Q1=2 g . 336 J / g Q1=672 J Q2 Pr0!e! &ena"))an !'+' Q2=m . cair . ∆ T −3
Q2=2 . 10 kg . 4200
J ℃ . 100 ℃ kg
Q2=840 J Q3 Pr0!e! en#'aan Q 3=m . K u
)#
Q3=2 g . 2260 J / g
Q3 < 2@ J
Qtot =Q 1 +Q 2 + Q3
Qtot =672 J + 840 J + 4420 J Qtot =¿
;@>2 J
Jad". )a%0r $an# d"('t'+)an !e(e!ar ;@>2 ;@>2 J* a. Asas Asas Bla Black ck Te%a+ Te%a+
)eta+'" (a+8a )a%0r (er"nda+ dar" !at' (enda $an#
(er! (er!'+ '+' ' t"n# t"n##" #" )e (end (enda a $an# $an# (er! (er!'+ '+' ' renda enda+* +* Per" er"nd nda+ a+an an "n" "n" &en#a) &en#a)"(a "(at) t)an an ter(en ter(ent') t')n$a n$a !'+' !'+' a)+"r a)+"r $an# $an# !a&a !a&a antara antara )ed'a )ed'a (enda ter!e('t* Perna+)a+ Anda &e&('at !'!' ata' )0"G Se8a)t' !'!' d"(er" a"r ana!. )a%0r a)an &en$e(ar )e !e%'r'+ a"ran !'!' $an# d"n#"n. !e+"n##a !'!' tera!a +an#at* S'+' a)+"r !ete%a+ era&'ran antara !'!' den#an a"r ana! d"!e('t !'+' ter&a% ,)e!e"&(an#an-* Ka%0r Ka%0r $an# $an# d"%ea d"%ea!)a !)an n a"r ana! ana! a)an a)an !a&a !a&a (e!ar (e!arn$a n$a den#an den#an )a%0r )a%0r $an# d"ter"&a !'!' $an# d"n#"n* Ka%0r &er'a)an ener#" $an# daat (er"n (er"nda+ da+.. r"n!" r"n!" "n" &er'a &er'a)an )an r"n!" r"n!" +')'& +')'& )e)e )e)e)a% )a%an an ener ener#"* H')'& )e)e)a%an ener#" d" r'&'!)an erta&a )a%" 0%e+ J0!e+ B%a) ,92 ,92 9 9CC CC-* -* O%e+ O%e+ )arena )arena "t'. "t'. ern$a ern$ataan taan ter!e( ter!e('t 't j'#a j'#a d" )ena% )ena% !e(a#a" !e(a#a" a!a! a!a! B%a)* B%a)* J0!e+ J0!e+ B%a) B%a) &er'&' &er'&'!)a !)an n er"n er"nda+a da+an n )a%0r )a%0r antara d'a (enda $an# &e&(ent') !'+' ter&a% !e(a#a" (er")'t : Q lepas =Qterima
Keteran#an : Qlepas
: (e!ar )a%0r $an# d"(er")an ,J-
Qterima : (e!ar )a%0r $an# d"ter"&a ,J-
50nt0+ S0a% : A"r A"r !e(a !e(an$ n$a) a) @. @. )# $an# $an# (er! (er!'+ '+' '
100 ℃
d"t'an d"t'an#)a #)an n )e da%a& da%a&
(ejana dar" a%'&"n"'& $an# &e&"%")" &a!!a @. )#* j")a !'+' a8a% 25 ℃
(ejana !e(e!ar ℃
a"r 2@@ J/)#
. )a%0r jen"! a%'&"n"'& C@@ J/)#
Pen$e%e!a"an : mbjn
: @. )#
mair : @. )# T air :
100 ℃
T bjn :
25 ℃
a"r: 2@@ J/)#
℃
(jn D"tan$a
: C@@ J/)#
℃
: Tter&a%*G
Ja8a( : d"%ea! < d"ter"&a m × c air × ∆Τair
=
m × cbjn × ∆Τbjn
0.5 × 4.200 × (100 − T Termal ) = 0.5 × 900 × ( T Termal − 25)
210.000 − 2100T termal = 450T termal − 11250 2550T termal = 222.250
T termal =
222.250
= 87.156
2550 o
C
. )a%0r jen"!
. &a)a tent')an !'+' )e!et"&(an#an $an# teraa"
,an##a t"da) ada )a%0r $an# &en#a%"r )e %"n#)'n#an-
D") D")eta+ eta+'" '" :
℃
Jad". !'+' )e!et"&(an#ann$a )e!et"&(an#ann$a ada%a+ . 9;
℃
*
E. PERPIN PERPINDAH DAHAN AN KALOR KALOR
Anda Anda te%a+ te%a+ &e&e% &e&e%aja ajar" r" (a+8a (a+8a )a%0r )a%0r &er' &er'a)a a)an n ener# ener#"" $an# $an# daat daat (er (er"n "nda+ da+ dar" dar" (end (enda a $an# $an# (er! (er!'+ '+' ' t"n# t"n##" #" )e (end (enda a $an# $an# (er!'+' renda+* Pada 8a)t' &e&a!a) a"r. )a%0r (er"nda+ dar" a" )e an" %a%' )e a"r* Pada 8a)t' &en$etr")a. )a%0r (er"nda+ dar" !etr")a )e a)a"an* De&")"an j'#a ada 8a)t' (erje&'r. (adan Anda tera!a +an#at )arena )a%0r (er"nda+ dar" &ata+ar" )e (adan Anda* Ada t"#a ara ara )a%0 )a%0rr (er (er"n "nda da+ + dar" dar" !at' !at' (end (enda a )e (end (enda a $an# an# %a"n %a"n.. $a"t $a"t' ' )0nd')!". )en6e)!". dan rad"a!"*
a. KONDU ONDUKS KSII Ka%0 Ka%0rr daat daat An Anda da ra!a) ra!a)an an da%a& da%a& )e+"d e+"d' 'an an !e+a !e+ar" r"+ +ar ar"* "* 50(a 50(a e#an# %e+er Anda Tera!a +an#at. (')anG (')anG Ha% "n" &en'nj')) &en'nj'))an an ada )a%0r $an# &en#a%"r )e tan#an Anda* De&")"an j")a !e0t0n# !end0) &a)an $an# Anda (a)ar ada a" %"%"n. %a&a )e%a&aan tan#an Anda &era!a)an +an#at dan a)+"rn$a ana!*
7a&(ar >* Uj'n# (e!" $an# d"ana!)an &en$e(a()an 'j'n# $an# %a"n ")'t ana! Per"!t er"!t"8 "8a a er"n er"nda+ da+an an )a%0r )a%0r &e%a% &e%a%'" '" !'at' !'at' 4at tana tana d"! d"!er erta" ta" den#an er"nda+an art")e%art")e%n$ art")e%art")e%n$a a d"!e('t kon,uksi* kon,uksi* Per" er"nd nda+ a+an an
)a%0r a%0r
den# den#an an
ara ara
)0nd' 0nd')! )!""
d"!e d"!e(a (a() ()an an
)aren arena a
art")e%art")e% en$'!'n 'j'n# 4at $an# (er!ent'+an den#an !'&(er )a%0r (er#etar* Ma)"n (e!ar #etarann$a. &a)a ener#" )"net")n$a j'#a &a)"n (e!ar* Ener#" )"net") $an# (e!ar &en$e(a()an art")e% ter!e('t &en$ent'+ art")e% d" de)atn$a. de&")"an !eter'!n$a !a&a" a)+"rn$a Anda Anda &era! &era!a) a)an an ana!* ana!* Be!ar Be!arn$a n$a a%"ran a%"ran ana! ana! !eara !eara &ate&a &ate&at"! t"! daat d"n$ata)an !e(a#a" (er")'t*
Q t
=
k . A( T 2
− T 1
)
d
Q
J")a
t
&er' &er'a) a)an an
)e%aj e%aj'a 'an n
er er"n "nda da+an +an
$an#&e $an#&en#a% n#a%"r "r er !at'an !at'an 8a)t'8a)t'- dan
∆T =
ana ana! !
∆T
d
Keteran#an: ( : (an$a) )a%0r $an# &en#a%"r ,J/! % : %'a! er&')aan er&')aan ,&2∆
T : er(edaan !'+' d'a er&')aan er&')aan ,K-
, : te(a% %a"!an ,&-
)a%0 )a%0rr
T 2T 9. &a)a er!a&aan d"
ata!&enjad" !eert" (er")'t*
H = k . A .
,(an$ ,(an$a) a)n$ n$a a
⋅
k : )0nd')t"6"ta! ter&a% ter&a% da$a +antar ana! ,J/&! Kt : %a&an$a )a%0r &en#a%"r ,! - : )e%aj'an +antaran )a%0r ,J/!-
50nt0+ S0a% : D")eta+'" !'+' er&')aan (a#"an da%a& dan %'ar !e('a+ )aa jende%a $an# &e&"%")" Panjan# 2 & dan %e(ar 9. & (ert'r't t'r't 2 5 dan 2; 5* J")a te(a% )aa ter!e('t >.2 && dan )0nd')t"6"ta! ter&a% )aa !e(e!ar @. W/& 5. &a)a tent')an %aj' a%"ran )a%0r $an# %e8at jende%a ter!e('t D")eta+'" : a* , < >.2 && < >.2 * 9@ > &2 (* A < 2 & * 9. & < > &2 *
∆
0
T < 2
C
0
2;
C
0
<9
C
d* k < @. W/& 5 D"tan$a)an : - < ***G Ja8a( :
H = k . A .
∆T
d 0
1 C 0
< @. W/&
C
−3
* > &2 *
3,2 . 10 m
2
< @ J/!
Set"a Set"a 4at &e&"%" &e&"%")" )" )0nd' )0nd')t" )t"6" 6"ta! ta! ter&a% ter&a% $an# $an# (er(ed (er(eda(e a(eda* da* K0nd')t"6"ta! K0nd')t"6"ta! ter&a% (e(eraa 4at d"t'nj'))an ada ta(e% (er")'t*
Ta(e% Ta(e% * Ta(e% Ta(e% K0nd')t"6"ta! K0nd')t"6"ta! Ter&a% Ter&a% Be(eraa Be(eraa at Na&a at
K0nd')t"6"ta!
Udara H"dr0#en O)!"#en Bata
Ter&a%,W Ter&a%,W/&5/&5@.@2 @.9 @.@2> @.;
&era+ Bet0n Kaa E! Bat' Ka$' Te&(a#a Te&(a#a Baja A%'&'n"'
@. @. 9.; @.@ @.92 @.9 > @.2 2@
&
D"t"nj D"t"nja' a' dar" dar" )0nd' )0nd')t" )t"6"t 6"ta! a! ter&a% ter&a% ,da$a ,da$a +antar +antar )a%0r)a%0r-.. (enda (enda d"(e d"(eda da)a )an n &enj &enjad ad"" d'a d'a &aa &aa&. &. $a"t $a"t' ' kon,u kon,ukt ktor or kalo kalorr dan isolator kalor * K0nd' 0nd')t )t0r 0r )a%0 )a%0rr ada% ada%a+ a+ (end (enda a $an# $an# &'da &'da+ + &en# &en#+an +anta tar) r)an an )a%0r a%0r**
Ha& Ha&"r "r
!e&' !e&'a a
%0#a %0#a& &
ter ter&a!' &a!') )
)0nd' 0nd')t )t0r 0r
)a%0r a%0r..
!ee !eert rt""
a%'&"n"'&. t"&(a%. (e!". (aja. dan te&(a#a* I!0%at0r )a%0r ada%a+ 4at $an# !'%"t &en#+antar)an )a%0r* Ba+an(a+an (')an %0#a& ("a!an$a ter&a!') "!0%at0r )a%0r. !eert" )a$'. )aret. %a!t"). )aa. &")a. dan )erta!*
Ber")'t 0nt0+ a%ata%at $an# &en##'na)an (a+an "!0%at0r dan )0nd')t0r )a%0r* a* A%ata%at $an# &en##'na)an (a+an "!0%at0r )a%0r. antara %a"n: 9- e#an#an an" re!t0. 2- e#an#an !etr")a. dan >- e#an#an !0%der* (* A%ata%at $an# &en##'na)an (a+an )0nd')t0r )a%0r. antara %a"n: 9- )a8at )a!a. 2- a%ata%at 'nt') &e&a!a). >- !etr")a %"!tr"). dan - )0&0r %"!tr")*
. KON!E ON!EKS KSII *oneksi ada%a+ er"nda+an )a%0r $an# d"!erta" den#an er"nda+an art")e%art")e% 4at* Per"nda+an )a%0r !eara )0n6e)!" daat terjad" ada 4at a"r dan #a!* K"n#eksi pada $at %ai& Unt') &e&a+a&" )0n6e)!" ada 4at a"r daat d"%a)')an )e#"atan ada LKS 9* Tern$ata 4at 8arna (er#era) &en#a%"r (er%a8anan ara+ jar'& ja&* M'%a &'%a a"r a "r $an# d"ana!)an na"). )e&'d"an &e&(e%0) )e )"r" &en#")'t" (ent') a%at )0n6e)!". %a%' t'r'n. dan &e&(e%0) %a#" )e te&at $an# d"ana!)an. (e#"t' !eter'!n$a* Ha% "n" daat terjad" )arena &a!!a jen"! art")e%art")e% art")e%art")e% a"r $an# d"ana!)an a)an &en#e"% !e+"n##a (a#"an a"r "n" a)an teran#)at )e ata!. !edan#)an (a#"an a"r $an# !e&'%a (erada d" ata! a)an t'r'n )arena &a!!a jen"! art")e% art") art")e% e%n$a n$a %e("+ %e("+ (e!ar (e!ar** It'%a+ It'%a+ $an# $an# &en$e( &en$e(a() a()an an a%"ran a%"ran art") art")e% e% art")e% a"r ada a%at )0n6e)!" terjad"* Jad". er"nda+an )a%0r !eara )0n6e)!" terjad" )arena adan$a er(edaan &a!!a jen"! 4at* K0n6e)!" a"r (an$a) d"&an1aat)an da%a&
e& e&('at ('atan an !"!t !"!te& e& a%"r a%"ran an a"r a"r
ana! ana! d" +0te +0te%%.
aar aarte te& &en. en.
ata' ata'
er'!a+aaner'!a+aan (e!ar* (e!ar* •
K"n#eksi pada 'as
Unt') &e&a+a&" )0n6e)!" ada #a! daat d"%a)')an )e#"atan ada LKS 2* Tern$a ern$ata ta a!a a!a d" ata! ata! er0(0 er0(0n# n# $an# $an# t"da) t"da) d"ana! d"ana!)a )an n a)an (er#era) t'r'n )e da%a& )0ta) %a%' &en#a%"r )e ata! %"%"n dan )e%'ar %a#" &e%a%'" er0(0n# $an# d"ana!)an* Ha% "n" terjad" )arena 'dar 'dara a d" da%a da%a& & )0ta) 0ta) $an# $an# ter) ter)en ena a ana ana! ! %"%" %"%"n. n. &a!!a a!!a jen" jen"!n !n$ $a &en#e"% dan teran#)at )e ata! &e%a%'" er0(0n# $an# d"ana!)an. !edan#)an &a!!a jen"! a!a %e("+ (e!ar !e+"n##a a)an (er#era) t'r'n &a!') )e da%a& )0ta)* 50nt0+ )0n6e)!" 'dara da%a& )e+"d'an !e+ar"+ar". antara %a"n !e(a#a" (er")'t: 9- S"! S"!te& te& 6ent"%a 6ent"%a!" !" r'&a+* r'&a+* Udara Udara ana! d" da%a& da%a& r'&a+ r'&a+ a)an (er#er (er#era) a) na") dan )e%'ar &e%a%'" &e%a%'" 6ent"%a!"* Te&at $an# d"t"n##a%)an a)an d""!" d""!" 0%e+ 'dara d"n#"n &e%a%'" 6ent"%a!" $an# %a"n !e+"n##a 'dara d" da%a& r'&a+ %e("+ !e#ar* 2- 5er 5er0(0n 0(0n# # a!a a!a a(r a(r") ")** Pada ada a(r a(r") ") a( a(r" r"). ). 'dar 'dara a d" !e)" !e)"ta tarr t'n# t'n#) )' e&ana e&ana! ! !'+'n$a !'+'n$a %e("+ %e("+ t"n##" t"n##" dar"a dar"ada da 'dara 'dara %'ar. %'ar. !e+"n# !e+"n##a #a a!a a!a a(r") $an# &a!!a jen"!n$a %e("+ )e"% dar" 'dara %'ar a)an (er#era) na") &e%a%'" er0(0n# a!a* >- An#"n %a't %a't dan an#"n darat* darat* Pada Pada !"an# +ar" +ar" daratan %e("+ %e("+ eat ana! ana! dar"ada %a'tan* Udara
d" daratan &e&'a" !e+"n##a &a!!a jen"!n$a
&en#e"% dan (er#era) na") )e ata!* Te&at $an# d"t"n##a%)an a)an d""!" 0%e+ 'dara d"n#"n dar" %a't. &a)a terjad"%a+ an#"n %a't* Se(a%")n$a. ada &a%a& +ar" daratan %e("+ eat d"n#"n dar"ada %a'tan* Udara d" ata! ata! %a't %a't &e&'a &e&'a". ". &a!!a &a!!a jen"!n jen"!n$a $a &en#e &en#e"% "% dan (er#er (er#era) a) )e ata!* ata!* Te&at Te&at $an# d"t"n##a%)ann$a a)an d""!" 0%e+ 'dara d"n#"n dar" darat. &a)a terjad"%a+ an#"n darat*
/a& %ngin ,arat
/b& %ngin laut
7a&(ar >*Pr0!e! >*Pr0!e! terjad"n$a an#"n darat dan da n %a't
Ada'n !eara e&"r"! %aj' er"nda+an )a%0r !eara )0n6e)!" daat d"r'&'!)an !e(a#" (er")'t*
H = h . A . ∆T 4
Keteran#an : - : %aj' er"nda+an )a%0r ,W % : %'a! er&')aan (enda ,& ∆T
: T ! – T 1< er(edaan !'+' ,K ata' 5h : )0e3!"en )0n6e)!" ,W&2K ata' W&2,5--
50nt0+ S0a% : Udara da%a& !e('a+ )a&ar &en'nj'))an !)a%a 2 5. !edan#)an !'+' er&')aan jende%a )aa )a&ar ter!e('t 9 5* J")a )0e3!"en )0n6e)!" . . *9@ *9@ W&2 ,5-. &a)a &a)a tent') tent')an an %aj' %aj' )a%0r )a%0r $an# $an# d"ter d"ter"&a "&a 0%e+ 0%e+ jende%a )aa !e%'a! @.; & & D")eta+'": a* ∆T < 2 05 905 < 9@ 5 (* % (* % < @.; & * h < . *9@ W&2,5-
D"tan$a)an : - < ****G Ja8a( : - < h * % * ∆T < . * 9@ W&2,05- * @.; &2 * ,9@ 05- - < @. W
Radiasi Perna+)a+ Anda (er")"r. (a#a"&ana ana! &ata+ar" !a&a" )e ('&"G ('&"G Anda Anda )eta+ )eta+'" '" (a+8a (a+8a d" antara antara &ata+ar &ata+ar"" dan ('&" ('&" terda terdaat at %a"!a %a"!an n at&0!1 at&0!1er er $an# $an# !'%"t !'%"t &en#+ &en#+ant antar) ar)an an ana! ana! !eara !eara )0nd' )0nd')!" )!" &a' &a''n 'n )0n6e 0n6e)! )!"* "* Se%a Se%a"n "n "t'. "t'. d" anta antara ra &ata+ ata+ar ar"" dan dan ('&" ('&" j'#a j'#a ter terdaa daatt
r'an# 'an#
+a& +a&a
$an# an#
t"da t"da) )
&e&'n#) 'n#)""n)an n)an
ter terjad" ad"n$a n$a
er"nda+an )a%0r* Den#an de&")"an. er"nda+an )a%0r dar" &ata+ar" !a&a" )e ('&" t"da) &e&er%')an erantara* Per"nda+an )a%0r $an# t"da) &e&er%')an 4at erantara ,&ed"'&- d"!e('t ra,iasi* ra,iasi* Set" Set"a a
(end (enda a
&en# &en#e% e%'a 'ar) r)an an
ener ener#" #"
da%a da%a& &
(ent (ent') ')
rad" rad"a! a!""
e%e)tr0&a#net")* Laj' rad"a!" dar" er&')aan !'at' (enda (er(and"n# %'r' %'r'! ! den# den#an an %'a! %'a! ena ena& &an an#. #. (er( (er(an and" d"n# n# %'r' %'r'! ! den# den#an an an#) an#)at at e&a e&att !'+' !'+' &'t% &'t%a) a)n$ n$a. a. dan dan ter ter#ant #ant'n 'n# # !"1at !"1at er er&')a &')aan an (end (enda a ter!e('t* Seara &ate&at"! daat d" t'%"! !e(a#a" (er")'t*
σ
- < %e
∆T
Keteran#an: - : %aj' rad"a!" ,W % : %'a! ena&an# (enda ,&2T : !'+' &'t%a) ,Ke : e&"!"ta! (a+an
σ
: tetaan Ste1anB0%t4&ann Ste1anB0%t4&ann ,.;@99C *9@ W/&K -
50nt0+ S0a% :
Se('a+ %at t""! &e&"%")" t0ta% %'a! er&')aan @.@2 &2* P%at ter!e('t d" ana!)an den#an !e('a+ t'n#)' +"n##a !'+'n$a &enaa" 9*@@@ K* J")a e&"!"ta! %at @.;. &a)a tent')an tent')an %aj' rad"a!" $an# d"anar)an %at ter!e('t
D")eta+'" : a* % a* % < @.@2 &2 (* T < 9*@@@ K * e < @.; σ
d*
= .;@99C * 9@ W/&K
D"tan$a)an : - < ***G Ja8a( : σ
- < %e
T
< @.@2&2 * @.; * ,.;@99C ,.;@99C * 9@ W/&K - *,9*@@@ K- < ;*@ W Jad". %aj' rad"a!" $an# d"anar)an %at !e(e!ar !e(e!ar ;*@ W* W*
