ZAT DAN KALOR
BAB 14 ZAT DAN KALOR
A. SUHU Setelah suhu naik DT, luasnya menjadi: A= A + DA
Hubungan antara skala termometer yang satu dengan
lainnya diberikan:
3. Pemuaian Volume
DV = g.V o . DT V = volume mula-mula (m o 3 ),
DV = perubahan volume (m 3 ), DT = perubahan suhu (C o ),
g = koefisien muai volume ( /C o ),
g = 3a .
X - X 0 YY - 0 =
Setelah suhu naik DT, luasnya menjadi:
X t - X 0 Y t - Y 0 V=V o + DV –
X : suhu yang ditunjukkan termometer X, –
Y : suhu yang ditunjukkan termometer Y.
Hukum pada Pemuaian Gas
Hukum Boyle–Gay Lussac
Untuk skala Celcius, Fahrenheit, Reamur, dan Kelvin
“Perbandingan antara hasil kali tekanan dan volume hubungannya adalah sebagai berikut:
gas dengan suhu mutlaknya (satuan Kelvin) adalah konstan.”
PV .
= tetap
Jika pada suhu T 1 volume gas V 1 dan tekanannya P 1 dan pada suhu T 2 volume gas V 2 dan tekanannya P 2
C : R : (F – 32) = 5 : 4 : 9
K = 273 + C
maka berlaku:
PV 1 . 1 PV 2 . 2
B. PEMUAIAN T 1 T 2 Kebanyakan zat memuai jika dipanaskan dan menyusut
ketika didinginkan. Memuai berarti bertambah pan-
C. KALOR
jang, bertambah luas, dan bertambah volume.
1. Pemuaian Panjang
1. Kalor Menaikkan/Menurunkan Suhu DL = a.L o . DT
Q = mc .. D T L
= massa benda (kg, gr), 0 = panjang mula-mula, (m) DL = perubahan panjang, (m)
c = kalor jenis benda (J/kg K; kal/gr K), DT = perubahan suhu, (K atau C o )
DT = perubahan suhu.
a = koefisien muai panjang, (/K atau /C o ) suhu naik → kalor diserap/diterima Setelah suhu naik DT, panjangnya menjadi:
suhu turun → kalor dilepas L= L o + DL
2. Kalor Perubahan Wujud
2. Pemuaian Luas DA = b.A . DT
Q = mL .
A = luas mula-mula (m o 2 ), m = massa benda (kg, gr),
= kalor Laten/kalor lebur/kalor uap (J/kg; kal/gr). b = koefisien muai luas ( /K atau /C o ),
DA = perubahan luas (m 2 ),
b = 2a.
Mencair , menguap → kalor diserap Membeku , mengembun → kalor dilepas
3. Asas Black
2. Laju Perpindahan Kalor secara Konveksi Q
å diserap
lepas =
= hA .. D T
Q/t : laju kalor secara konveksi (J/s atau W),
D. PERPINDAHAN KALOR
A : luas permukaan benda yang kontak dengan fluida
(m 2 ),
Ada 3 cara perpindahan kalor, yaitu: DT : beda suhu antara benda dan fluida (C o atau K),
1. Konduksi (hantaran/rambatan) → biasa pada zat h : koefisien konveksi (J/s m 2 K). padat.
2. Konveksi (aliran → biasa pada zat cair dan gas.
3. Laju Perpindahan Kalor secara Radiasi
3. Radiasi (pancaran) → tanpa zat perantara.
P = = s e AT 4
1. Laju Perpindahan Kalor secara Konduksi P : daya (laju) radiasi energi ( J/s atau W ),
e : emisivitas permukaan,
s : konstanta Stefan-Boltzmann (s = 5,67 × 10 -8 W/
m 2 K 4 ),
A : luas permukaan benda (m 2 ) Q/t : laju kalor secara konduksi (J/s),
: suhu mutlak benda (K),
k : Konduktivitas (koefisien konduksi) termal zat, (W/m Jika sebuah benda berada dalam kesetimbangan K ),
termis dengan sekitarnya, T = T , dan benda
DT : selisih suhu antara ujung-ujung zat padat (K), memancarkan serta menyerap radiasi pada laju L : panjang (tebal) zat padat (m).
A : luas penampang lintang (m 2 ),
yang sama, maka laju total radiasi sebuah benda pada suhu T dengan lingkungan pada suhu T s
Pada persambungan 2 konduktor berlaku laju
adalah:
rambatan kalor sama T
P total =esA (T 4 –T 4 )