tempat, bergantung pada ketinggian dan temperatur, tetapi besarya satu atmosfer standar ditetapkan oleh perjanjian internasional.
Satu atmosfer standar adalah besarnya tekanan yang sama dengan tekanan hidrostatik yang ditimbulkan oleh air raksa di dalam kolom air
raksa yang luas penampangnya 1 cm
2
dan tingginya 76 cm. Pengukuran dilakukan pada temperatur 20
o
C dan rapat massa air raksa sebesar ρ =
13,5951 gramcm
3
, di suatu tempat yang harga percepatan grafitasinya g = 980,665 cm . det
-2
.
Gambar 6.2 Pengukuran tekanan
6.4 ASAS BLACK DAN KALORIMETRI Apabila pada kondisi adiabatis dicampurkan 2 jenis zat yang
temperaturnya mula-mula berbeda, maka pada saat tercapai kesetimbangan
, banyaknya kalor yang dilepas oleh zat yang temperaturnya mula-mula tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diserap oleh zat
yang temperaturnya mula-mula rendah.
Gambar 6.3 Pencampuran air yang berbeda temperatur
Di unduh dari : Bukupaket.com
Pernyataan di atas dikenal sebagai asas Black. Gambar di atas menunjukkan pencampuran 2 jenis zat yang menurut asas Black berlaku:
Q
yang dilepas
= Q
yang diserap
Atau, m
1
. c
1
T
1
– T’ = m
2
. c
2
. T’ – T
2
6.8 dimana c
1
dan c
2
menyatakan kalor jenis zat 1 dan zat 2 serta T’ adalah temperatur kesetimbangan.
Apabila diketahui harga kalor jenis suatu zat, maka dapat ditentukan harga kalor jenis zat yang lain berdasarkan azas Black. Prinsip pengukuran
seperti ini disebut kalorimetri. Alat pengukur kalor jenis zat berdasarkan prinsip kalorimetri disebut kalorimeter. Bagan dari kalorimeter
ditunjukkan oleh Gambar 6.4. Tabung bagian dalam kalorimeter terbuat dari logam biasanya aluminium atau tembaga dan sudah diketahuikalor
jenisnya. Tabung tersebut diisi air hingga penuh logam yang akan diukur panas jenisnya dipanaskan dulu dan kemudian dimasukkan ke dalam
kalorimeter. Pada setiap kalorimeter biasanya diketahui kapasitan panasnya yang
disebut harga air kalorimeter H
a
yaitu hasil kali antara massa kalorimeter dengan kalor jenisnya. Jadi kalor yang diserap oleh
kalorimeter dapat dituliskan sebagai: Q
k
= M
k
. c
k
. T atau Q
k
= H
a
.
∆
T dengan H
a
= M
k
. c
k
. dan M
k
: massa kalorimetri.
Gambar 6.4 Bagan kalorimeter
Di unduh dari : Bukupaket.com
6.5 HANTARAN KALOR
Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang dapat berpindah dari satu tempat ke tempat lainnya. Kalor dapat mengalir dari suatu tempat
ke tempat lainnya melalui 3 cara, yaitu secara konduksi, konveks, dan radiasi
Konduksi kalor
pada suatu zat adalah perambatan kalor yang terjadi melalui vibrasi molekul-molekul zat tersebut di mana tidak disertai
perpindahan dari media penghantar kalor. Pada saat terjadi konduksi kalor, molekul-molekul zat tidak berpindah tempat relatif diam. Laju aliran
kalor konduksi dinyatakan dengan persamaan :
dx dT
KA dt
Q −
=
........................ 6.8
untuk K menyatakan konduktivitas termal, A adalah luas penampang zat yang dilalui kalor, t adalah waktu aliran, dan x adalah jarak yang ditempuh
aliran kalor tersebut. Harga
dx dT
disebut gradien temperatur. Untuk zat padat yang homogen harga
dx dT
mendekati harga
∆x ∆T
atau
dx dT
=
∆x ∆T
. Konduktivitas termal K untuk zat padat pada umumnya konstan dan untuk
setiap jenis zat mempunyai harga K tertentu. Pada konveksi kalor
, molekul-molekul yang menghantarkan kalor ikut bergerak sesuai dengan gerak aliran kalor. Aliran kalor terjadi pada
fluida zat cair dan gas yang molekul-molekulnya mudah bergerak. Laju aliran kalor konveksi dinyatakan oleh persamaan :
dt Q
= h A
∆
T .........................
6.9 h
disebut koefisien konveksi kalor yang harganya bergantung dari berjenis- jenis faktor, seperti viskositas, bentuk permukaan zat, dan jenis fluida.
Persamaan 6.9 diperoleh secara empiris. Radiasi kalor
adalah kalor yang dihantarkan dalam bentuk radiasi gelombang elektromagnetik. Energi radiasi per satuan waktu persatuan
luas yang dipancarkan oleh suatu benda disebut daya radiasi. Daya radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam pada temperatur T dinyatakan dengan
hukum Stefan – Boltzmann:
R
β
=
σ
T
4
......................... 6.10
Di unduh dari : Bukupaket.com
dengan R
β
menyatakan daya radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda hitam dan
σ adalah suatu konstanta yang harganya,
σ
= 5,67 x 10
-8
watt m
-2
K
-4
. Untuk benda yang bukan benda hitam :
R = e
σ
T
4
......................... 6.11
e adalah faktor emisivitas yang harganya 0 e 1 dan untuk benda hitam
e = 1. Besaran
δ
Q menyatakan sejumlah kecil kalor yang mengalir dalam
interval waktu dt. Jadi
dt Q
menyatakan laju aliran kalor. Jika suatu benda yang luas permukaannya A dan temperaturnya T
2
menyerap energi radiasi yang dipancarkan oleh benda lain yang temperaturnya T
1
T
1
T
2
, maka benda pertama akan terjadi perpindahan kalor sebesar :
dt Q
=
εσ
4 2
4 1
T T
−
...................................... 6.12
ε
adalah suatu konstanta berdimensi luas yang bergantung pada luas permukaan dan emisivitas kedua benda.
CONTOH SOAL
1. Pada permukaan titik tripel air, tekanan gas pada termometer gas
menunjukkan 6,8 atmosfer atm. a. Berapakah besarnya temperatur suatu zat yang pada waktu
pengukuran menunjukkan tekanan sebesar 10,2 atm? b. Berapakah besarnya tekanan yang ditunjukkan termometer jika
temperatur zat yang diukur besarnya 300 Kelvin?
Penyelesaian: a.
T = 273,16 x
