Kalor Uap Mikrajuddin Abdullah Fisika Dasar I 2016

854 dengan m adalah massa zat kg U disebut kalor uap Jkg. Tampak bahwa rumus untuk kalor uap sama dengan rumus untuk kalor lebur. Nilai kalor uap sangat ditentukan oleh kekuatan ikatan antar atom-atom atau molekul-molekul dalam wujud cair Gambar 11.18. Makin kuat ikatan antar atom-atom tersebut maka makin sulit atom-atom dilepas dari zati cair sehingga makin sulit zat diuapkan. Zat seperti ini memiliki kalor uap yang tinggi. Tabel 11.6 adalah kalor uap sejumlah zat cair dan suhu penguapan titik uap. ikatan antar atom atom Gambar 11.18 Kekuatan ikatan antar atom dalam wujud cair menentukan kalor uap. Makin kuat gaya antar atom maka makin besar kalor uap. Contoh 11.7 Berapa kalor yang dibutuhkan untuk mengubah 50 g air yang bersuhu 50 o C sehingga seluruhnya menjadi uap? Jawab Di sini ada dua tahapan: menaikkan suhu air dari 50 o C menjadi 100 o C dan mengubah air yang bersuhu 100 o C menjadi uap yang bersuhu 100 o C lihat skema beriku ini. 855 Kalor untuk memanaskan air Q 1 = mcT = 50 g  1 kalg o C  100 o C – 50 o C = 2.500 kal Tabel 11.6 Kalor uap zat padat dan suhu penguapan atau titik uap dari berbagai sumber Zat Titik uap o C Kalor uap kJkg Air 100 2.260 Magnesium 1.090 5.300 Aluminium 2.467 10.890 Mangan 2.061 3.746 Besi 2.861 6.070 Kobalt 2.927 6.730 Nikel 2.913 6.400 Tembaga 2.567 4.724 Seng 907 2.050 Perak 2.167 2.390 Kadmium 767 890 Timah putih 2.602 2.510 Iodium 184 328 Platina 3.825 2.410 Emas 2.856 1.645 Air raksa 357 295 Timbal 1.749 867 Kalor untuk menguapkan air 856 Q 2 = mL uap = 0,05 kg  2.260 kJkg = 113 kJ = 113.000 J = 27.000 kal Air: 50 o C Air: 100 o C Uap: 100 o C Memanaskan air: Q 1 Menguapkan air: Q 2 Awal Akhir Kalor total yang dibutuhkan Q = Q 1 + Q 2 = 2.500 + 27.000 = 29.500 kal = 29,5 kkal Contoh 11.8 857 Deposisi termal adalah melapisi suatu bahan dengan bahan lain melalui penguapan bahan pelapis. Dalam suatu wadah vakum, bahan yang akan dilapisi dimasukkan. Bahan pelapis juga ada dalam wadah tersebut. Bahan pelapis kebudian dipanaskan hingga menguap dan uap tersebut mengenai bahan yang akan dilapis sehingga terjadi kondensasi dan pemadatan di situ. Akhirnya seluruh permukaan bahan yang akan dilapisi tertutup oleh bahan pelapis. Misalkan suatu bahan ingin dilapisi dengan emas. Mula-mula suhu kawat emas di dalam wadah adalah 30 o C. Kawat tersebut kemudian dipanaskan hingga menguap. Setelah selesai proses jumlah emas yang hilang di kawat adalah 1 mg. Berapa kalor yang telah digunakan untuk menguapkan emas? Kalor jenis emas cair adalah 0,345 Jg o C. Data lain ada di table di atas. Jawab Massa emas m = 1 mg = 0,001 g. Beberapa tahap yang berlaku di sini adalah: a Menaikkan suhu emas dari 30 o C ke suhu peleburan emas sebesar 1.065 o C, Q 1 . Kalor jenis c em-pdt = 0,129 Jg o C b Melelehkan emas pada suhu 1.065 o C, Q 2 . Kalor lebur L lebur = 67 kJkg = 67 Jg c Menaikkan suhu emas cair dari 1.065 o C ke titik uap emas 2.856 o C, Q 3 . Kalor jenis c em-cair = 0,345 Jg o C. d Menguapkan emas pada suhu 2.865 o C, Q 4 . Kalor uap L uap = 1.645 kJkg = 1.645 Jg Mari dihitung satu per satu. Q 1 = mc em-pdt T 1 = 0,001  0,129  1.065 – 30 = 0,134 J Q 2 = mL lebur = 0,001  67 858 = 0,067 J Q 3 = mc em-cair T 2 = 0,001  0,345  2.865 - 1.065 = 0,621 J Q 4 = mL uap = 0,001  1.645 = 1,645 J Total kalor yang diperlukan adalah Q = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 = 0,134 + 0,067 + 0,621 + 1,645 = 2,467 J

11.16. Perpindahan Kalor

Seperti dijelaskan di atas, kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Perpindahan kalor berhenti ketika suhu kedua benda sudah sama. Kondisi ketika dua benda memiliki suhu sama disebut kesetimbangan panas atau kesetimbangan termal. Selama ada perbedaan suhu maka kalor selalu berpindah hingga tercapai kesetimbangan panas. 859 Pertanyaan selanjutnya adalah bagaimana cara kalor berpindah dari satu benda ke benda lainnya? Para ahli akhirnya menyimpulkan bahwa hanya ada tiga cara perpindahan kalor antara benda, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi Gambar 11.19. Konduksi Radiasi Konveksi Gambar 11.19. Tiga cara perpindahan kalor: konduksi, konveksi, dan radiasi beodom.com. Konduksi adalah perpindahan kalor melalui benda tanpa disertai perpindahan atom atau molekul benda. Konvensi adalah perpindahan kalor yang dibawa oleh aliran atom atau molekul benda. Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa memerlukan kehadiran benda. Pada peristiwa radiasi, kalor dibawa oleh gelombang elektromagnetik. Konduksi Konduksi adalah perpindahan kalor dari satu tempat ke tempat lain melalui benda. Tetapi selama kalor berpindah tidak ada bagian benda maupun atom atau molekul penyusun benda yang ikut berpindah. Ketika ujung zat dipanaskan maka electron-elektron pada bagian tersebut bergerak lebih kencang memiliki energy kinetic lebih besar. Akibatnya electron bermigrasi ke lokasi yang memiliki energy kinetic lebih rendah bagian zat yang lebih dingin. Migrasi tersebut menyebabkan tumbukan electron yang berenergi tinggi dengann electron yang berenergi