69
8.1. Peleburan
Metode paling sederhana untuk mengukur kalor lebur zat padat adalah dengan mengirimkan energi listrik dengan laju tetap dan mengukur suhunya pada selang waktu tertentu yang
dirumuskan dengan persamaan :
n I
l
F
8.9 Dalam tahun 1929 Prof. F.E. Simon dan Prof. G. Glatzel emngusulkan suatu persamaan yang
cukup berhasil untuk meyatakan data pada kurva peleburan, yakni :
1
c TP
TP
T T
a P
P
8.10 Dengan T
TP
dan P
TP
menyatakan koordinat titik tripel dan a dan serta c merupkakan tetapan yang bergantung pada zatnya. Pada suhu tinggi P
TP
dapat diabaikan, maka diperoleh :
1
c TP
T T
a P
8.11
Tabel 8.1. Parameter peleburan untuk gas mulia yang terkondensasi
menurut Prof. S.E. Babb Gas muia
terpadatkan T
TP
K P
TP
kPa a
MPa C
Ne 24,6
43,2 103,6
1,60 Ar
83,8 69,0
227,0 1,50
Kr 116,0
73,3 305,0
1,40 Xe
161,0 81,7
345,5 1,31
Teori mengenai proses yang sebenarnya terjadi bila suatu zat padat melebur telah menarik perhatian fisikawanwati selama bertahun-tahun. Teori yang mua-mula diusulkan oleh Prof.
Lindemann menyatakan bahwa zat padat melebur bila amplitudo getaran kisi menjadi cukup besar untuk mematahkan gaya tarik yang memegang kisi itu; dalam kalimat yang sederhana
”Dalam peleburan, zat padat mengguncangkan dirinya sehingga pecah”. Dengan pandangan ini, Prof. Lindemann menurunkan rumus :
M
T mv
2 3
2
8.12 Dimana : m dan v merupakan massa molekul dan volume molar, suhu karakteristik Debye
dan T
M
suhu lebur.
70
8.2. Penguapan; persamaan Trouton
Kalor penguapan cairan titik didih normal dari 250 K sampai sekitar 550 K pada umumnya diukur langsung dengan kalorimeter.
Sama dengan peleburan, metode paling sederhana untuk mengukur kalor uap zat cair adalah dengan mengirimkan energi listrik dengan laju tetap dan mengukur suhunya pada selang
waktu tertentu yang dirumuskan dengan persamaan :
n I
l
F
8.13 Hal yang lebih menarik adalah cairan kriogenik dengan titik didih normal di sekitar 100 K
atau kurang. Untuk cairan ini Nitrogen cair dan argon cair, orang harus memilih informasi yang terdapat dalam pegangan keteknikan yaitu tekakan, entropi, entalpi dan volume dari
cairan jenuh pada suhu titik tripel hingga titik kritis. Kembali ke persaman Clapeyron, untuk proses penguapan dirumuskan :
v v
T l
dT dP
V
Asumsi : Pada daerah suhu yang kecil yang cukup jauh dari titik kritis, maka l
V
sebagai suatu tetapan disekitar titik didih normalnya dan v’’’ serta v’’ dapat diabaikan, tekanan uapnya cukup kecil
untuk dihampiri oelh persamaan keadaan gas ideal atau v’’’ =RTP, diperoleh persamaan Clapeyron menjadi:
P RT
l P
RT T
l v
v T
l dT
dP
V V
V 2
T
d P
P d
T d
P d
T dT
P dP
R l
C V
1 ln
1 ln
2
8.14
Di mana P
C
= tekanan titik kritis. Jika persamaan 8.14 kita integrasi melalui selang suhu kecil sekitar T
B
dengan l
V
memiliki harga tetap l
VB
, diperoleh rumus empiris :
RT l
tetapan P
P
VB C
ln
8.15
C VB
T R
l 4
, 5
8.16 Berdasarkan kaidah Prof Trouton, kenaikan suhu cukup kecil sehingga hampiran kasar
didapatkan dengan mengambil
9
B VB
RT l
8.17 Kaidah Trouton ini sangat penting bila T
C
belum diketahui.
71
8.3. Sublimasi; persamaan Kirchhoff