laporan fisika umum

8/8/2019 Laporan Fisika Umum

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-fisika-umum 1/10

LAPORAN FISIKA UMUM

SUHU DAN KALOR

Oleh :

Kelompok F

FENTI MARIYANINGSIH (100331404557)

REZHA AGISTRIA (100331400804)

VERONIKA (100331400800)

KURNIA AGUSTIN (100331400799)

NASRULOH HADIS (100331400793)

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

TAHUN 2010



JUDUL : SUHU DAN KALOR

TUJUAN :

1. Dapat menjelaskan konsep suhu dan kalor .

2. Mengetahui alat yang digunakan untuk mengukur suhu.

3. Dapat menjelaskan pengaruh kalor terhadap sifat dan wujud zat.

PEMBAHASAN

1. Bagaimana konsep suhu dan apa alat ukurnya?

Suhu adalah suatu besaran skalar yang dipengaruhi oleh semua sistem termodinamika

demikian rupa sehingga suhu adalah syarat yang perlu dan cukup untuk keseimbangan

termal. Dalam fisika, suhu dilambangkan dengan T dan satuan SI ±nya adalah C. Alat

yang digunakan untuk mengukur suhu (temperatur), ataupun perubahan suhu adalah

termometer . Istilah termometer berasal dari bahasa latin thermo yang berarti batang dan

meter yang berarti mengukur . Prinsip kerja termometer ad bermacam-macam, yang

paling umum digunakan adalah termometer air raksa

2. Apa saja macam-macam alat ukur suhu dan persamaan skalanya?

Secara kualitatif, kita dapat mengetahui bahwa suhu adalah sensasi dingin atau

hangatnya sebuah benda yang dirasakan ketika menyentuhnya. Secara kuantitatif, kita

dapat mengetahuinya dengan menggunakan termometer . Suhu dapat diukur dengan

menggunakan termometer yang berisi air raksa atau alkohol.

Termometer yang sering digunakan :

a. Termometer bulb (air raksa atau alkohol)

y Menggunakan gelembung besar (bulb) pada ujung bawah tempat menampung

cairan, dan tabung sempit (lubang kapiler) untuk menekankan perubahan volume

atau tempat pemuaian cairan.



y Berdasar pada prinsip suatu cairan volumenya

berubah sesuai temperatur . Cairan yang diisikan

kadang-kadang alkohol yang berwarna tetapi juga

bisa cairan metalik yang disebut merkuri,

keduanya memuai bila dipanaskan dan menyusut

bila didinginkan

y Ada nomor disepanjang tuba gelas yang menjadi

tanda besaran temperatur .

y K euntungan termometer bulb antara lain tidak memerlukan alat bantu, relatif

murah, tidak mudah terkontaminasi bahan kimia sehingga cocok untuk

laboratorium kimia, dan konduktivitas panas rendah.

y K elemahan termometer bulb antara lain mudah pecah, mudah terkontaminasi

cairan (alkohol atau merkuri), kontaminasi gelas/kaca, dan prosedur pengukuran

yang rumit (pencelupan).

y Penggunaan thermometer bulb harus melindungi bulb dari benturan dan

menghindari pengukuran yang melebihi skala termometer .

b. Termometer spring

y Menggunakan sebuah coil (pelat pipih) yang terbuat dari logam yang sensitif

terhadap panas, pada ujung spring terdapat pointer .

y Bila udara panas, coil (logam) mengembang sehingga pointer bergerak naik,

sedangkan bila udara dingin logam mengkerut pointer bergerak turun. Secara

umum termometer ini paling rendah keakuratannya di banding termometer bulb

dan digital.

y Penggunaan termometer spring harus

selalu melindungi pipa kapiler dan

ujung sensor (probe) terhadap

benturan/ gesekan. Selain itu,

pemakaiannya tidak boleh melebihi

suhu skala dan harus diletakkan di

tempat yang tidak terpengaruh

getaran.



c. Termometer non kontak

disebut juga termometer infra merah, mendeteksi

temperatur secara optik selama objek diamati, radiasi

energi sinar infra merah diukur, dan disajikan sebagai

suhu, dengan mengetahui jumlah energi infra merah yang

dipancarkan oleh objek dan emisinya, temperatur objek

dapat dibedakan.

d. Termometer elektronik

Ada dua jenis yang digunakan di pengolahan, yakni

thermocoupl e dan resistance thermometer . Biasanya,

industri menggunakan nominal resistan 100 ohm pada 0 °C

sehingga disebut sebagai sensor Pt-100. Pt adalah simbol

untuk platinum, sensivitas standar sensor 100 ohm adalah

nominal 0.385 ohm/°C, RTDs dengan sensivitas 0.375 dan

0.392 ohm/°C juga tersedia.

Mengacu pada SI, satuan suhu adalah K elvin (K ). Skala-skala lain adalah Celsius, Fahrenheit,

dan Reamur .Pada skala Celsius, 0 °C adalah titik dimana airmembeku dan 100 °C adalah titik

didih air pada tekanan 1 atmosfer . Skala ini adalah yang paling sering digunakan di dunia.

Skala Celsius juga sama dengan K elvin sehingga cara mengubahnya ke K elvin cukupditambahkan 273 (atau 273.15 untuk lebih tepatnya).

Skala Fahrenheit adalah skala umum yang dipakai di Amerika Serikat. Suhu air membeku

adalah 32 °F dan titik didih air adalah 212 °F.

Sebagai satuan baku, K elvin tidak memerlukan tanda derajat dalam penulisannya. Misalnya

cukup ditulis suhu 20 K saja, tidak perlu 20° K .

Cara mudah untuk mengubah dari Celsius, Fahrenheit, dan Reamur adalah dengan mengingat

perbandingan C:F:R = 5:9:4. Caranya, adalah (Skala tujuan)/(Skala awal)xSuhu. Dari Celsiuske Fahrenheit setelah menggunakan cara itu, ditambahkan 32.

Contoh

y 100 °C pada skala Fahrenheit adalah 9/5 x 100 + 32 = 212 °F

y 77 °F pada skala Celsius adalah 5/9 x (77-32) = 25 °C



3. Bagaimana konsep atau pengertian perpindahan kalor dan azas black?

Perpindahan kalor adalah kalor berpindah dari suhu tinggi menuju ke suhu rendah secara

induksi, konveksi dan radiasi.

a. perpindahan kalor secara radiasi adalah perpindahan kalor tanpa zat perantara

(medium). Benda yang suhunya sangat tinggi akan memancarkan cahaya dan energi

kalor .Contoh perpindahan kalor secara radisi adalah:

1. sinar matahari sampai di bumi.

Antara matahari dan bumi berupa ruang hampa udara,sehingga kalor dari

matahari sampai ke bumi tanpa melalui zat perantara.

2. disekitar api unggun terasa panas.

Waktu kita mengadakan perkemahan,dimalam 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. jika antar api unggun dengan kita diletakkan sebuah penyekat atau

tabir,ternyata hangatnya api unggun tidak bisa kita rasakan lagi. Hal ini berarti

tidak ada kalor yang sampai ke tubuh kita,karena terhalang oleh penyekat itu.

Dari peristiwa api unggun dapat disimpulkan bahwa:

- Dalam peristiwa radiasi,kalor berpindah dari bentuk cahaya,karena cahaya

dapat merambat dalam ruang hampa,maka kalor itu juga dapat merambat

dalam ruang hampa.

- Radiasi kalor dapat dihalangi dengan cara memberikan tabir/penyekat.

b. K onduksi yaitu perpindahan kalor yang tidak disertai perpindahan partikel zat. K alor

dapat berpindah secara konduksi karena adanya perbedaan dua suhu antara dua titik .

K alor mengalir dari suhu yang tinggi ke suhu yang rendah. Perpindahan kalor secara

konduksi hanya terjadi pada zat padat. K onduktor yaitu zat yang mudah

menghantarkan kalor . Contoh : aluminium, besi dan lainnya. Isolator yaitu zat yang

sulit menghantarkan kalor, Contoh : kayu,karet,tanah,dan lain-lain.

c. K onveksi yaitu perpindahan kalor disertai perpindahan zat,contoh bila kita memasak

air,seluruh air terasa panas karena partikel air panas mengalir keatas dan partikel air

dingin bergerak turun mengisi ruang yang ditinggalkan air panas. K onveksi dapat

terjadi pada zat cair dan gas,contoh air dipanaskan,asap kebakaran,asap knalpot dan

lain-lain.



Azas Black

Teori K alorik menyatakan bahwa setiap benda mengandung sejenis zat alir (kalorik yang

tidak dapat dilihat oleh mata manusia. Teori ini diperkenalkan oleh antoine lavoiser . Teori

ini juga menyatakan bahwa benda yang suhunya tinggi mengandung lebih banyak kalor

dari pada benda yang suhunya rendah. Apabila dua benda yang suhunya berbeda dan

dicampur, maka benda yang lebih panas melepas kalor kepada benda yang lebih dingin

sampai suhu keduannya sama. Akhirnya para ilmuwan mengetahui bahwa kalor

sebenarnya adalah salah satu bentuk energi. Maka berlakulah prinsip kekekalan energi

yaitu bahwa semua bentuk energi adalah ekivalen (setara) dan ketika sejumlah energi

hilang, proses selalu disertai dengan munculnya sejumlah energi yang sama dalam bentuk

lainnya. K ekekalan energi pada pertukaran kalor pertama kali ditemukan oleh seorang

ilmuwan inggris Joseph Black dengan pernyataan : K alor yang dilepaskan oleh air panas

( ) sama dengan kalor yang diterima air dingin ( ). Secara matematis

pernyataan tersebut ditulis dengan :

( ) = ()

- Banyaknya kalor yang dilepas benda yang lebih panas = banyaknya kalor yang

diterima benda yang lebih dingin.

- Sebuah benda untuk menurunkan ¨T akan melepaskan kalor yang sama besarnya

dengan banyaknya kalor yang dibutuhkan benda itu untuk menaikkan suhunya

sebesar ¨T juga.

4. Apa saja pengaruh pemanasan atau kalor terhadap sifat-sifat dan wujud zat atau

benda?

K alor adalah salah satu bentuk energi yang mengalir karena adanya perbedaan

suhu dan atau karena adanya suatu usaha pada sistem.

K alor mempunyai satuan kalori, satu kalori didefinisikan sebagai kalor yang dibutuhkan

oleh 1 gram air untuk menaikkan suhunya 1C. Dalam sistem SI satuan kalor adalah

joule. Satu kalori setara dengan 4,18 joule. Besaran kalor (Q) secara matematis :



Q = C.¨T = m.c.¨T

Q = jumlah kalor, satuannya kalori atau joule (J)

C = kapasitas kalor, satuannya kalori/ C

M = massa benda, satuannya gram atau kilogram

c = kalor jenis, satuannya kalori/gr . C

¨T = perubahan suhu, satuannya C

Terdapat tiga wujud zat, yaitu : padat, cair dan gas. Umumnya semua zat pada suhu dan

tekanan tertentu dapat berubah dari satu wujud ke wujud lain

PADAT

MENCAIR MENYUBLIM

MENGK RISTAL

MEMBEK U

MENGUAP

CAIR GAS

MENGEMBU N

Jumlah kalor yang diperlukan untuk berubah wujud disebut kalor peleburan, besar kalor

peleburan :

Q = m.L

Q = kalor lebur = kalor beku

m = massa zat, satuan kg

L = kalor lebur, satuan joule/kg



Pengaruh kalor dan perubahan suhu pada sifat zat

1. Pemuaian zat

Umumnya setiap bahan memuai bila mengalami kenaikan suhu, pemuaian itu sialami

oleh semua bagian bahan tersebut, namun arah pemuaian sangat tergantung pada

bentuk dan ukuran bagian-bagian tersebut.

a. Pemuaian panjang

Menurut hasil percobaan, perubahan panjang (¨L) bahan dipengaruhi oleh

panjang awal bahan (L) bahan dan perubahan suhu (¨t).

Sehingga disimpulkan :

Maka ¨L = . L ¨t

Atau = (1+. ¨t)

b. Pemuaian Luas

Pertambahan luas yang dialami suatu benda luasan (keping tipis) karena

perubahan suhu disebut pemuaian luas, dirumuskan :

. . ¨t

= Luas setelah mengalami pemanasan, satuannya

= Luas benda sebelum pemanasan, satuannya

= koefisien muai luas satuannya dan =

¨t = perubahan suhu, satuannya K

c. Pemuaian Ruang

Zat yang berbentuk ruang tertentu, misalnya : kubus, balok atau bola bila

dinaikkan suhunya, ukuran ruang (volume) akan bertambah. Besar perubahan

volume benda :

L L t

A = . . t



= Volume benda setelah mengalami pemanasan, satuannya

= volume benda sebelum pemanasan, satuannya

= koefisien mulai volume satuannya dan atau

= perubahan suhu, satuannya K

d. Pemuaian Gas

Seperti halnya pemuaian pada zat cair, pada gas juga hanya dikenal pemuaian

volume. Besar perubahan volume gas memenuhi persamaan :

Nilai koefisien muai volum untuk semua gas, yaitu

Sehingga :

5. Berilah contoh soal yang terkait!

a. Berapakah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebuah kawat tembaga yang

bermassa 2 kg, dari 20C sampai 80C?

Jawab:

Diketahui: m tembaga = 2kg, c tembaga = 390 J/kgC

= 20C

= 80C

- = 80C - 20C = 60C

Q = m.c.

Q = 2kg. 390 J/kgC. 60C

Q = 46800 J = 46,8 K j.

V =



b. Berapakah tambahan kalor yang diperlukan untuk mengubah 5 kg es batu menjadi air ?

Jawab:

Diketahui : m es = 5kg, L air = 79,5 kkal/kgQ = mL

Q = 5kg. 79,5 kkal/kg

Q = 397,5 kkal 1kkal = 1000 kalori = 4.186 Joule

397,5 kkal x 4.186 Joule = 1,66 kJ

laporan fisika umum

Documents