Kompetensi Fisika Kelas XI Semester 2
207
Kapasitas Kalor
Jawab: W =
5 2
. n . R . T
1
– T
2
=
5 2
. 4 . 8,317 . 527 – 753 = 83,17 -226
= -18.796,42 J
2. Kapasitas Kalor dan Kalor Jenis Gas
Pada pembahasan ini kita akan mempelajari hubungan antara kalor yang kita berikan terhadap perubahan suhu gas. Di sini kita
akan mengenal konsep kapasitas kalor dan kalor jenis gas. Kapasitas kalor
gas adalah banyaknya kalor yang diperlukan gas untuk menaikkan suhunya sebesar 1
o
C atau 1 K. Secara matematis kapasitas kalor gas dapat dituliskan:
C =
Q t
. . . 9.14
Keterangan:
C : kapasitas kalor gas JK atau J°C Q : kalor yang diperlukan J
Δt : kenaikan suhu K atau °C
Sedangkan kalor jenis
gas adalah banyaknya kalor yang diperlukan tiap 1 kilogram gas untuk menaikkan atau melepaskan
suhunya sebesar 1
o
C atau 1 K. Secara matematis kalor jenis gas dapat dituliskan:
c =
Q
m t
. . . 9.15
Keterangan:
c : kalor jenis gas Jkg.K atau Jkg.°C m : massa gas kg
Kalor jenis gas juga disebut kapasitas kalor jenis. Selain kalor jenis gas, dikenal pula kalor jenis molar gas, yaitu kapasitas kalor
tiap mol. Besar kalor jenis molar adalah:
c
m
=
C n
=
Q
n t
. . . 9.16
Keterangan:
c
m
: kalor jenis molar gas Jmol.K atau Jmol.°C
Kalor Jenis
Kompetensi Fisika Kelas XI Semester 2
208
Berikut ini akan kita pelajari kapasitas kalor dan kalor jenis pada tekanan tetap dan volume tetap.
a. Pada proses isobarik
Kalor jenis gas pada proses isobarik tekanan tetap didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan tiap 1 kg
gas untuk menaikkan atau melepaskan suhu tiap 1 kg gas sebesar 1 °C atau 1 K pada tekanan tetap. Kalor jenis gas pada
proses isobarik dirumuskan:
c
p
=
Q
m T
p
. . . 9.17
Keterangan:
c
P
: kalor jenis gas pada tekanan tetap Jkg.K atau Jkg.°C Q
P
: kalor yang diperlukan J m : massa gas kg
Sedangkan kalor jenis molar pada proses isobarik adalah: c
pm
=
Q
n T
p
. . . 9.18
Keterangan:
c
pm
: kalor jenis molar pada tekanan tetap Jmol.K atau Jmol.°C n
: mol gas mol
Kapasitas kalor pada proses isobarik tekanan tetap didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan gas untuk
menaikkan suhunya sebesar 1 °C atau 1 K pada tekanan tetap. Kapasitas kalor pada proses isobarik adalah sebagai berikut.
C
p
=
Q T
p
. . . 9.19
Keterangan:
C
P
: kapasitas kalor pada tekanan tetap JK atau J°C
b. Pada proses isokhorik
Kalor jenis gas pada proses isokhorik volume tetap didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan 1 kg gas
untuk menaikkan atau melepaskan suhu sebesar 1 °C atau 1 K pada volume tetap. Kalor jenis gas pada proses isokhorik adalah
sebagai berikut.
c
v
=
Q
m T
V
. . . 9.20
Keterangan:
c
v
: kalor jenis gas pada volume tetap Jkg.K atau Jkg.°C Q
v
: kalor yang diperlukan J
Kompetensi Fisika Kelas XI Semester 2
209
Kalor jenis molar pada volume tetap adalah sebagai berikut. c
vm
=
Q
n T
V
. . . 9.21
Keterangan:
c
vm
: kalor jenis molar pada volume tetap Jkg.K atau Jkg.°C
Kapasitas kalor pada volume tetap didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan gas untuk menaikkan suhunya
sebesar 1 °C atau 1 K pada volume tetap. Besar kapasitas kalor pada volume tetap dirumuskan:
C
v
=
Q T
V
. . . 9.22
Keterangan:
C
v
: kapasitas kalor pada volume tetap JK atau J°C
Berdasarkan persamaan gas ideal bahwa P .
ΔV = n . R . ΔT, hubungan antara
C
p
dan C
v
dapat ditentukan sebagai berikut. P .
ΔV =
Q
p
– Q
v
P . ΔV
= C
p
. ΔT – C
v
. ΔT
P . ΔV
= C
p
– C
v
. ΔT
C
p
– C
v
=
P V
T
C
p
– C
v
=
n R T
T
C
p
– C
v
= n . R
. . . 9.23 Untuk memantapkan pemahamanmu, kerjakanlah latihan di
bawah ini bersama temanmu
Kerja Berpasangan 1
Kerjakan bersama teman sebangkumu 1.
Lima molekul gas neon pada tekanan 2 × 10
5
Nm
-2
dan suhu 27 °C dimampatkan secara adiabatik sehingga volumenya
menjadi
1 3
dari volume awal. Bila γ = 1,67; c
p
= 1,03 × 10
3
J kg.K; dan
Mr = 20,2 grammol maka tentukan: a.
tekanan akhir pada proses ini, b.
temperatur akhir, c.
usaha luar yang dilakukan.
