Banyaknya kalor yang dipancarkan tiap satuan luas, tiap satuan waktu dapat dinyatakan dengan :
W = energi kalor tiap satuan luas tiap satuan waktu Wattm
2
K e = emisivitas, besarnya tergantung sifat permukaan benda.
τ = konstanta stefan - Boltzman = 5,672.10
-8
watt m
-2
K
-4
T = suhu mutlak K Catatan:
Untuk benda hitam e = 1 untuk benda bukan hitam 0 e 1
E. MENCEGAH PERPINDAHAN KALOR
Energi kalor dapat dicegah untuk berpindah dengan mengisolasi ruang tersebut.
1. Botol termos
- Untuk mencegah agar zat cair yang ada di dalamnya tetap panas dalam waktu yang
lama, maka botol termos dibuat dari gelas tipis rangkap dua, yang ruang di antaranya
dibuat hampa udara agar hilangnya kalor secara konduksi sangat kecil.
- Sumbat gabus dimaksudkan untuk mengu- rangi hilangnya kalor secara konveksi mela-
lui udara ke luar. - Dinding luar termos dilapisi perak mengki-
lap, untuk mengurangi hilangnya kalor secara radiasi.
2. Seterika
- Seterika terbuat dari bahan konduktor, misal- nya kuningan atau besi, sehingga mengkon-
duksi kalor kepada pakaian yang diseterika. - Pegangan seterika terbuat dari kayu agar tidak
panas, karena kayu termasuk isolator, yaitu penghantar kalor yang kurang baik.
W = e . τ . T
4
Benda yang permukaannya hitam kusam memancarkan atau menyerap kalor lebih baik dari pada benda yang permukaannya putih mengkilap.
hampa dinding
dalam dinding
luar
Suhu dan Kalor
120
Gambar 4.21 Penampang termos
Gambar 4.22 Seterika
Di unduh dari : Bukupaket.com
Contoh Soal 4.4 1. Sebatang besi berbentuk silinder dengan luas penampang 10 cm
2
dan pan- jang 50 cm. Pada ujung-ujung besi tersebut mempunyai beda suhu 2
o
C. Jika koefisien konduksi besi 4,6 . 10
-3
KJm.s
o
C, berapakah besar rambatan kalor tiap detik pada besi tersebut?
Penyelesaian: Diketahui: A = 10 cm
2
= 10
-3
m
2
L = 50 cm = 0,5 m Δ
T = 2
o
C K = 4,6 . 10
-3
KJ m.s
o
C Ditanya: H = ...?
Jawab :
H = k . A H = 4,6 . 10
-3
KJm.s
o
C. 10
-3
= 9,2 . 10
-6
KJs 2. Sebuah benda hitam pada saat dipanaskan sampai suhu 27
o
C memancar- kan energi 10 joule. Berapakah energi yang dipancarkan oleh benda hitam
tersebut jika dipanaskan sampai 127
o
C? Penyelesaian:
Diketahui: T
1
= 27 + 273K = 300 K W
1
= 10 joule T
2
= 127 + 273 K = 400 K Ditanya: W
2
= ...? Jawab:
W W
T T
W W
1 2
1 4
2 4
2 4
4
10 300
400 2560
81 31 6
= =
= =
2
joule ,
2 0 5
, Δ
T L
Fisika SMAMA Kelas X
121
Di unduh dari : Bukupaket.com
Uji Pemahaman 4.4 Kerjakan soal berikut
1. Berikan penjelasan dengan singkat dan jelas mengenai perambatan kalor secara konduksi, konveksi dan radiasi.
2. Jika kita memasak air di dalam panci, tidak perlu semua bagian panci dipanasi. Jelaskan
3. Pelat dengan tebal 2 cm dan luas penampang 0,5 m
2
, menyekat dua ruangan dengan suhu masing-masing pelat 50
o
C dan 150
o
C. Berapa rambatan kalor pada pelat dalam waktu 1 menit jika koefisien konduksi
pelat = 1,6 x 10
-3
KJm . s . K? 4. Sebuah bola besi berwarna hitam berdiameter 10 cm dipanasi sampai
27
o
C. Berapakah energi kalor yang terpancar dari permukaan bola besi tersebut selama 1 detik?
5. Sebuah kawat wolfram lampu pijar 100 watt menyala selama 14.592 sekon. Jika emisivitas kawat = 1 dan konstanta Boltzman dianggap = 5,7
x 10
-8
watt m
2
. K4. Berapakah suhu dari kawat wolfram saat itu?
- Suhu adalah derajat panas dinginnya suatu benda. Satuan suhu dalam SI
adalah Kelvin. -
Alat ukur suhu adalah termometer -
Perbandingan skala pada termometer Celcius, Reamur, Fahrenheit dan Kelvin:
- Hubungan antara termometer celcius dan kelvin
atau -
Kalor adalah suatu bentuk energi yang dapat berpindah karena adanya perbedaan suhu.
- Satuan kalor dalam SI adalah Joule.
- Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan atau dilepaskan untuk
menaikkan atau menurunkan suhu satu satuan massa zat itu sebesar satu satuan suhu
c Q
m =
. t Δ
tK = t – 273
o
C t
o
C = t + 273K C : R : F – 32 : K – 273 = 5 : 4 : 9 : 5
Suhu dan Kalor
122
R R
a a
n n
g g
k k
u u
m m
a a
n n
Di unduh dari : Bukupaket.com
- Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan atau dilepaskan
untuk mengubah suhu benda sebesar satu satuan suhu
- Pemuaian pada zat padat
L
t
= L
o
1 + α . ΔT A
t
= A
o
1 + β . ΔT V
t
= V
o
1 + γ . ΔT β
= 2α γ
= 3α -
Pemuaian pada zat cair V
t
= V
o
1 + γ . ΔT -
Pemuaian pada gas a. Proses isotermis: P . V = konstan
b. Proses isobarik: c. Proses isokhorik:
d. Hukum Boyle - Gay Lussac : -
Perpindahaan kalor dapat secara konduksi, konveksi, atau radiasi. a. pada konduksi:
b. pada konveksi: H = h . A . ΔT c. pada radiasi: W = e . τ . T
4
H K A =
. Δ
T L
P.V T
konstan =
P T
konstan =
V T
konstan =
C Q
= t
Δ
Fisika SMAMA Kelas X
123
Di unduh dari : Bukupaket.com
1. Untuk menentukan derajat panas dinginnya sebuah benda.
Kita dapat menggunakan: 1 alat indra perasa
2 alat Termometer 3 alat Kalorimeter
a. 1 dan 2 b. 1 dan3
c. 2 dan 3 d. 2 saja
e. 1, 2dan3
2. Kalor jenis sebuah benda .... a. sebanding dengan massanya
b. sebanding dengan perubah- an suhu
c. tergantung dari jenis benda d. tergantung dari banyaknya
kalor yang diserap e. semua salah
3. Suhu 303 K sama dengan .... a. 24
o
R d. 27
o
F b. 27
o
R e. 28
o
C c. 54
o
F 4. Dua termometer x dan y ma-
sing-masing mempunyai skala bawah 0° skala atas termometer
Y =
2
⁄
3
kali skala atas termome- ter x. Jika suhu benda terukur
termometer sebesar t maka suhu benda tersebut terukur
oleh termometer y sebesar .... a.
1
⁄
3
t b.
1
⁄
2
t c.
2
⁄
3
t d.
3
⁄
2
t e. t
Suhu dan Kalor
124
- sifat termometrik
- termometer
- kalori
- kalor jenis
- kapasitas kalor
- kalorimeter
- kalor uap
- kalor lebur
- kalor embun
- kalor beku
- muai panjang
- muai luas
- muai volum
- isobarik
- isokhorik
- isotermis
- konduksi
- koneksi
- radiasi
U
JI KOMPETENSI
A. Pilih satu jawaban yang paling benar
