KATA PENGANTAR Puji serta syukur kami panjatkan atas kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat dan ridhoNya kami bisa menyelesaikan makalah yang kami beri judul “ suhu dan kalor ” ini tepat pada waktu yang telah ditentukan. ami juga mengu!apkan terimakasih pada semua pihak yang telah membantu pembuatan makalah ini sehingga dapat selesai tepat pada waktunya. "ungkin "ungkin makalah ini masih sangat jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersi#at membangun sangat kami butuhkan demi demi kesempurnaannya makalah ini. $emikian yang dapat kami ungkapkan. ami mohon maa# bila terdapat kesalahan atau kekurangan dalam setiap isi dari makalah ini. $an semoga makalah ini dapat memberi man#aat untuk kita semua.
Tangerang, %& September %'(%
Penulis
(
DAFTAR ISI
ATA P)N*ANTA+ ......................... ..................................... ......................... .......................... .......................... ...............( ..( $ATA+ -S-.......................... -S-....................................... .......................... .......................... ......................... ......................... .................% ....% A - P)N$A/010AN................ P)N$A/010AN............................. .......................... .......................... ......................... ...................2 .......2 -.(
1atar elakang... elakang....... ........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ....2 2
-.%
+umusan +umusan "asalah... "asalah....... ........ ........ ........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ........ ....2 2
-.2
Tujuan.... Tujuan........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ........ ........ .....& .&
A -- P)"A/ASAN................ P)"A/ASAN............................. ......................... ......................... .......................... ......................3 .........3 --.(
Suhu dan dan alor.... alor........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ........ ........ .....3 .3
--.%
Penghantar Penghantar alor.... alor........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ....4 4
--.2
alor dan dan erja.... erja........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... .......5 ...5
--.&
erja )kspansi )kspansi atau ompresi.. ompresi...... ........ ........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ........ ........ ....6 6
--.3 --.3
/ubung /ubungan an Antara Antara alor, alor, erja, erja, dan )nergi. )nergi.... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...6 6
A --- P)N0T0P..................... P)N0T0P.................................. ......................... ......................... .......................... .......................... .............(' (' ---.( esimpulan. esimpulan..... ........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ........ ........ ....(' (' $ATA+ P0STAA.................... P0STAA................................. .......................... ......................... ......................... ........................(( ...........(( 1A"P-+AN71A"P-+AN.............. 1A"P-+AN71A"P-+AN. .......................... ......................... ......................... .......................... ......................(% .........(%
%
BAB I PENDAHULUAN 1. Lata Latarr bel belak akan ang g $alam kehidupan sehari7hari sering kita temukan aplikasi dari suhu dan kalor. Suhu atau temperatur ini dide#inisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda. Alat untuk mengukur suhu biasa disebut dengan termometer. Termometer bersi#at termometrik 8at, yaitu suhu benda dapat naik jika dipanaskan. 9enis dan paparan setiap termometer berbeda7beda namun dalam prinsipnya tetap sama, yaitu menentukan skala suatu suhu. Termometer mempunyai titik lebur es murni yang dipakai sebagai titik tetap bawah, sedangkan titik uap di atas air yang sedang mendidih pada tekanan ( atm menjadi titik tetap atas. alor sendiri merupakan perpindahan suatu energi panas yang disebabkan adanya suhu atau usaha suatu benda. "enurut Asas Black , apabila dua benda yang mempunyai suhu yang berbeda di!ampurkan maka akan terjadi aliran kalor yang mengalir dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Aliran ini baru akan berhenti ketika tejadi keseimbangan termal :suhu kedua benda sama;. erdasarkan kemampuan penghantar kalor, 8at dibagi menjadi dua golongan besar, yaitu konduktor dan isolator. alor alor dan kerja merupakan usaha yang dilakukan oleh sebuah sistem bukan hanya tergantung pada keadaan awal dan akhir, tapi juga bergantung pada proses keadaan awal dan keadaan akhir. akhir. erja ekspansi atau kompresi adalah pada saat gas berekspansi, tekanan gas meningkat dan dihasilkan gaya normal pada dinding torak. /ubungan antara kalor, kerja dan energi saling berkaitan. alor mempunyai keterkaitan dengan energi. $alam hal ini kalor merupakan energi yang berpindah.
2. R! R!sa san n !asa !asala la" " • • • • • •
Apa de#inisi dari suhu atau temperatur> Apa pengertian dari kalor dan rumus matematis dari kalor> ?at apa yang merupakan penghantar kalor> Apa yang dimaksud dengan kalor dan kerja> Apa itu kerja ekspansi atau kompresi> Apa hubungan antara kalor, kerja dan energi>
2
#. T$an • • • • • •
"enjelaskan de#inisi dari suhu atau temperatur. "enjelaskan pengertian kalor dan rumus matematis dari kalor. "enjelaskan 8at yang merupakan penghantar dari kalor. "enjelaskan maksud dari kalor dan kerja. "enjelaskan kerja ekspansi atau kompresi. "enjelaskan hubungan antara kalor, kerja dan energi.
&
BAB II PE%BAHASAN SUHU DAN KAL&R Suhu atau temperatur dide#inisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda. Alat untuk mrngukur mrngukur suhu yaitu termometer. Termometer memiliki si#at termometrik 8at, yaitu akan berubah jika dipanaskan. 9enis dan paparan pada termometer berbeda7beda, namun pada prinsipnya semua termometer mempunyai a!uan yang sama dalam menetapkan skala. Titik lebur es murni dipakai sebagai titik tetap bawah, sedangkan suhu uap diatas air yang sedang mendidih pada tekanan ( atm sebagai titik tetap atas.
@ontoh gambar thermometer alor merupakan perpindahan suatu energi panas yang disebabkan adanya suhu atau usaha suatu benda. "enurut Asas Black' apabila ada dua benda yang suhunya berbeda kemudian disatukan atau di!ampur maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. Aliran ini akan berhenti sampai terjadi keseimbangan termal termal :suhu :suhu kedua benda sama;. Se!ara matematis dapat dirumuskan ( le)as * ( ter+!a
Bang melepas kalor adalah benda yang suhunya tinggi dan yang menerima kalor adalah benda yang bersuhu rendah. "enurut kenyataannya bahwa •
Kalor yang diberikan pada benda sebanding dengan kenaikan suhu.
•
Kalor yang diberikan pada benda menaikkan suhu sebanding massa benda.
3
•
Kalor yang diberikan pada benda menaikkan suhu tergantung jenis benda.
•
Jumlah kalor yang yang diperlukan untuk suatu suatu sistem :
PENGHANTAR KAL&R
erdasarkan kemampuan menghantar kalor, 8at dibagi menjadi dua golongan besar, yaitu konduktor dan isolator. onduktor merupakan 8at yang mudah menghantar menghantarkan kan kalor. -solator -solator merupakan merupakan 8at yang sukar menghantar menghantarkan kan kalor. ita dapat menemukan banyak man#aat konduktor dan isolator dalam kehidupan sehari7 hari. $engan adanya kondukto konduktorr dan isolator, isolator, saat memasak makanan kita tidak perlu bersentuhan langsung dengan api. 0ntuk itu, kita dapat menggunakan pan!i yang terbuat dari alumunium untuk menghantarkan kalor dari api ke bahan makanan. Agar kita dapat memegang gagang pan!i tanpa merasCa panas karena konduksi, gagang pan!i biasanya terbuat dari bahan kayu atau plastik. $alam kejadian tersebut, alumun alumunium ium berper berperan an sebaga sebagaii konduk konduktor tor dan kayu kayu atau atau plasti plastik k berper berperan an sebaga sebagaii isolator. 0dara pun termasuk penghantar penghantar kalor yang buruk atau isolator. isolator. etika udara malam terasa dingin, kita tidur menggunakan selimut. 0dara yang tertangkap di antara tubuh tubuh kita kita dan selimut selimut ber#un ber#ungsi gsi sebaga sebagaii isolat isolator or kalor, kalor, yang yang akan akan mengha menghamba mbatt perpindahan kalor dari tubuh ke udara diluar selimut. Akibatnya, tubuh akan tetap terasa hangat. "asih banyak lagi !ontoh7!ontoh penghantar kalor dalam kehidupan sehari7hari.
4
KAL&R DAN KER,A
P pi
i
pf
# f #
V Vi
Vf
erja yang dilakukan gas pada saat ekspansi dari keadaan awal ke keadaan akhir adalah luas dibawah kur=a dalam diagram pD.
P pi
P i
p# #
pi
#
P i
p#
#
D Di
D#
i
p#
#
D Di
D#
Di
D#
5
Tamp Tampak ak bahw bahwaa usah usahaa yang yang dila dilaku kuka kan n dala dalam m seti setiap ap pros proses es tida tidak k sama, sama, walaupun mempunyai keadaan awal dan akhir yang sama. “Usaha “Usaha yang dilakukan oleh sebuah sistem bukan hanya tergantung tergantung pada keadaa keadaan n awal awal dan akhir, akhir, tetapi tetapi juga juga tergant tergantung ung pada pada proses proses perant perantara ara antara antara keadaan awal dan keadaan akhir”. $engan !ara yang sama, “kalor yang dipindahkan masuk atau keluar dari sebuah sistem tergantung pada proses perantara di antara keadaan awal dan keadaan akhir”.
KER,A EKSPANSI ATAU K&%PRESI
Pada saat gas berekspansi, tekanan gas meningkat dan dihasilkan gaya normal pada dinding torak. 9ika p adalah tekanan yang bekerja pada daerah batas gas dan torak, torak, maka gaya yang dihasilkan dihasilkan gas dan mengenai mengenai dinding torak dapat dinyatakan dinyatakan sebagai bentuk perkalian tekanan p dengan luas permukaan torak A atau pA. erja yang dihasilkan sistem pada saat torak bergerak sejauh dE adalah bentuk perkalian A dengan dengan dE seperti seperti tampak tampak pada pada persam persamaan aan δW= ) A dx setara dengan dengan perubahan perubahan =olume sistem dD . $engan demikian, kerja ekspansi dapat dituliskan sebagai δW = p dV .
"engingat dD bernilai positi# ketika =olume bertambah, maka kerja pada daerah batas bergerak adalah positi# saat gas berekspansi. 0ntuk proses kompresi, maka dD adalah negati# negati#,, maka maka perhit perhitung ungan an kerja kerja berdas berdasark arkan an persam persamaan aan δW= p dV
juga juga akan akan
menghasilkan nilai negati#. Tanda positi# dan negati=e ini sesuai dengan kesepakatan tanda untuk kerja . - %ran. 2//2. Ter!0+na!+ka Tekn+k. ,akarta Erlangga
TANDA UNTUK KER,A DAN KAL&R PR&SES erja dilakukan oleh system pada lingkungan kerja dilakukan pada system oleh lingkungan alor diserap oleh system dari lingkungan :proses endotermik; alor diserap oleh lingkungan dari system :proses eksotermik;
TANDA 3 4 4 3
HUBUNGAN ANTARA KAL&R' KER,A DAN ENERGI
6
alor memiliki keterkaitan dengan energy. $alam hal ini, kalor merupakan “energ+ 5ang ber)+n0a"6 , karenanya karenanya kita perlu mengetahui mengetahui hubungan hubungan antara satuan kalor dengan satuan energi. erdasarkan per!obaan yang dilakukan oleh 9oule dan per!obaan7per!obaan sejenis lainnya, diketahui bahwa usaha alias a lias kerja sebesar &,(64 9oule setara dengan ( kalori kalor. ( kalori F &,(64 9oule ( kkal F (''' kalori F &(64 9oule ( tu F 556 #t.lb F %3% kalori F ('33 9oule :( kalori F &,(64 9oule dan ( kkal F &(64 dikenal dengan julukan tara kalor mekanik ; alori bukan satuan Sistem -nternasional. Satuan Sistem -nternasional untuk kalor adalah 9oule. )nergi dalam sistem akan berubah jika sistem menyerap atau membebaskan kalor. 9ika sistem menyerap energi kalor, berarti lingkungan kehilangan kalor, energi dalamnya bertambah :G0 H ';, dan sebaliknya, jika lingkungan menyerap kalor atau sistem membebasakan kalor maka energi dalam sistem akan berkurang :G0 I ';, deng engan
kata kata
lain lain
syst system em
kehi kehila lan ngan gan
kalo kalorr
den dengan gan
jum jumlah lah
yan yang
sam sama.
)nerg )nergii dalam dalam juga juga akan akan beru beruba bah h jika jika siste sistem m mela melaku kuka kan n atau atau mene menerim rimaa kerj kerja. a. Walaupun sistem tidak menyerap atau membebaskan kalor, energi dalam sistem akan berkurang jika sistem melakukan kerja, sebaliknya akan bertambah jika sistem menerimakerja Sebuah Sebuah pompa pompa bila dipanaskan dipanaskan akan menyebabk menyebabkan an suhu gas dalam pompa pompa naik naik dan dan =olu =olume meny nyaa bert bertam amba bah. h. 9adi, 9adi, ener energi gi dala dalam m gas gas berta bertamb mbah ah dan dan siste sistem m melakukan melakukan kerja. $engan kata lain, kalor :C; yang diberikan diberikan kepada sistem sebagian disimpan sebagai energi dalam :G0; dan sebagian lagi diubah menjadi kerja :w;. Secara matematis hubungan antara energi dalam, kalor dan kerja dalam hukum I termodinamika dapat dinyatakan sebagai berikut: ΔU ! " # Persamaan ini menyatakan bahwa perubahan energi dalam :G0; sama dengan jumlah kalor yang diserap :C; ditambah dengan jumlah kerja yang diterima sistem :w;. +umusan hukum - termodinamika dapat dinyatakan dengan ungkapan atau kata7 katasebagaiberikut
J
”$nergi ”$nergi tidak dapat dapat diciptakan diciptakan atau dimusnahk dimusnahkan, an, tetapi dapat dapat diubah diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain, atau energi alam semesta adalah konstan.” arena
itu
hukum
ini
disebut
juga
hukum
kekekalan
energi.
erdasarkan hukum - termodinamika, kalor yang menyertai suatu reaksi hanyalah merupa merupakan kan peruba perubahan han bentuk bentuk energi energi.. )nergi )nergi listrik listrik dapat dapat diubah diubah menjad menjadii bentuk bentuk energi kalor. )nergi kimia dapat diubah menjadi energi listrik dan energi listrik dapat diubah menjadi energi kimia.
BAB III PENUTUP A. Ke Kes+ s+!) !)l lan an
$ari pembahasan makalah diatas, maka kesimpulan yang dapat di ambil adalah
Suhu dide#inisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda.
alor merupakan perpindahan suatu energi panas yang disebabkan adanya suhu atau usaha suatu benda.
alori bukan termasuk Satuan -nternasional, Satuan -nternasional dari kalor adalah 9oule.
$ari $ari hasil hasil per!o per!oba baan an yang yang serin sering g dilak dilakuk ukan an besa besarr ke!i ke!iln lnya ya kalo kalorr yang yang dibutuhkan suatu benda:8at; bergantung pada 2 #aktor :a; massa 8at, :b; jenis 8at 8at :kal :kalor or jenis; jenis;,, :!; :!; peru peruba baha han n suhu suhu.. Sehi Sehing ngga ga se!ara se!ara mate matema matis tis dapa dapatt dirumuskan ( * !.c.-T2 7 T1
Pertukaran energi antara sistem dan lingkungan selain dalam bentuk kalor disebut kerja.
Persamaan ini menyatakan bahwa perubahan energi dalam :G0; sama dengan jumlah kalor yang diserap :C; ditambah dengan jumlah kerja yang diterima sistem sistem :w;. :w;. +umusan +umusan hukum hukum - termodi termodinam namika ika dapat dapat dinyat dinyataka akan n dengan dengan ungkapan
atau
kata7kata
sebagai
berikut.
('
”$nergi ”$nergi tidak dapat dapat diciptakan diciptakan atau dimusnahka dimusnahkan, n, tetapi dapat dapat diubah diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain, atau atau energi alam semesta adalah konstan.” konstan.”
DAFTAR PUSTAKA
@hang, +aymond. %''3. imia $asar. 9akarta )rlangga
$ogra. %''J. imia isik dan Soal7Soal. 9akarta 0ni=ersitas -ndonesia
"oran. %''%. Termodinamika Teknik. 9akarta )rlangga
httpKKwww.gurumuda.!omKkalor7kalor7jenis7kapasitas7kalor httpKKopensour!e.telkomspeedy.!omKrepoKabbaK=(%KsponsorKSponsor7 PendampingKPrawedaKisikaK httpKKwww.gurumuda.!omKkerja7suhu7kalor7sistem7lingkungan7energi7dalam
httpKK!ommunity.um.a!.idKshowthread.php>53%6'7A8as7ekekalan7)nergi
httpKKid.sh=oong.!omKeEa!t7s!ien!esKphysi!sK(J%%(247hubungan7antara7kalor7 dengan7energiK
((
LA%PIRAN3LA%PIRAN
8nt" sal
1. erapakah banyak kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan 3' gram air. ejana dan air diberi kalor sebesar J%' kalori. ila kenaikan suhu air dan
bejana ('
dan kalor jenis air ( kalKg , hitunglah kalor jenis alumunium.
2. Sebanyak %,%3 E
9 energi kalor diberikan kepada % kg alumunium pada
suhu suhu awal awal %' . erapa erapakah kah suhu suhu akhir akhir balok balok terseb tersebut> ut>
3. Suatu jenis gas menempati menempati =olume =olume (''
atm. ila suhun suhunya ya naik naik menjadi menjadi 65
pada suhu %5
dan tekanan tekanan (
sedangkan sedangkan tekanan tekanan % atm, atm, hitungla hitunglah h
=olume gas sekarang.
4. *as dipanaskan pada tekanan tetap % E
dari %
menjadi 4
dilakukan oleh gas.
Pa sehingga =olumenya berubah
seperti gra#ik di bawah. /itunglah besar usaha yang P:Pa;
(%
%
4
D:
;
. Perhatikan gambar gra#ik di bawah ini L
P:
P a;
2
erja yang dilakukan sistem di samping adalah..
(
D: 2
4
!. Suatu gas yang =olumenya ',&
perlahan7lahan dipanaskan pada tekanan
tetap hingga =olumenya menjadi ',6 E
;
. 9ika usaha luar gas tersebut adalah %
9oule, maka tekanan gas adalah...
". ?at ?at !air !air yan yang g massa massany nyaa 3 kg kg dip dipan anas aska kan n dari dari suh suhu u %'
hing hingga ga 5' 5' . Pana Panass
yang dibutuhkan pada pemanasan tersebut adalah % E
9. alor jenis 8at
tersebut adalah..
(2
#. Sumber utama masuknya kalor ke dalam ruang yang suhunya lebih rendah dari
bagian luar ruangan bersuhu lebih tinggi tinggi adalah melalui jendela ka!a. Sebuah ruang dengan pendingin ruangan :A@; memiliki ka!a jendela seluas %,' m E (,3 m dan setebal 2,% mm. mm. 9ika 9ika suhu suhu pada pada permukaan permukaan dalam ka!a %3 %3
dan
suhu pada permukaan permukaan luar luar ka!a ka!a 2' , berapakah berapakah laju kondu konduksi ksi kalor kalor yang yang masuk ke ruang itu> ondukti=itas termal ka!a F ',6 WKm .
$. Permukaan Permukaan dalam suatu dinding dinding rumah rumah dijaga dijaga bersuhu bersuhu tetap tetap %'
pada saat
suhu udara luar luar (' . erapa erapa banyak banyak kalor kalor yang hilang hilang karena karena kon=eksi kon=eksi alami alami pada dinding yang berukuran berukuran 6,'' m E &,'' m selama sehari> Anggap koe#isien kon=eksi rata7rata 2,3 9
.
1%. Seutas kawat spiral lampu pijar memiliki luas permukaan kira7kira 3'
dan suhu ((%5 . 9ika 9ika kawat kawat pijar pijar dianggap dianggap sebagai sebagai benda benda hitam sempurna, sempurna, berapakah kalor yang diradiasikan oleh kawat tersebut>
(&
