uraian diatas besarnya kalor lebur es = 80 kkal kg, dan kalor uap es = 540 kkal kg. Kalor lebur dan kalor uap ini yang disebut kalor laten. Kalot laten dinyatakan
dalam bent uk persamaan : Q = mL dan Q = mU dimana : Q = panas atau
kalor yang diserap atau dilepaskan pada perubahan wujud, m = massa benda kg, L = kalor laten atau kalor lebur Jkg, U = kalor laten atau kalor uap Jkg
d. Azas Black dan Kalorimeter Alat pengukur kuant itas panas Q
, m enentukan kapasitas panas C dan panas jenis c adalah kalorim eter.
Kalorim eter berdinding ganda terdiri
atas bejana logam berdinding tipis, permukaan luarnya diberi lapisan nikel
untuk mengurangi kehilangan panas akibat radiasi. Azas Black berlaku pada
kalorim eter. Dalam sistem kalorimeter berlaku hukum kekekalan energi panas, artinya tidak ada energi kalor yang hilang. Prinsip Azas Black adalah sebagai
berikut : “Jika dua benda mem punyai suhu yang berbeda didekatkan sehingga terjadi kontak term is, maka suhu akhir kedua benda setelah kesetimbangan t ermis
akan tercapai sam a.” Jum lah kalor yang diterim a = jumlah kalor yang diberikan. Dim isalkan dua benda A dan B yang memiliki suhu awal berbeda T a Tb.
Kem udian kedua benda tersebut dim asukkan ke dalam kalorimet er sehingga ada kontak termis, maka panas akan mengalir dari benda yang suhunya lebih tinggi ke
benda yang suhunya lebih rendah sam pai dicapai suhu kesetim bangan. Kedua benda mem iliki suhu yang sama, m isalnya Tc. Perubahan energi panas adalah :
Gambar 2.3 Kalorimeter
∆E = Q = mc∆T. Penurunan energi panas benda A sama dengan kenaikan energi panas benda B.
m
a
c
a
∆T
a
= m
b
c
b
∆T
b
m
a
c
a
T
a-
T
c
= m
b
c
b
T
c-
T
b
m
a
c
a
T
a –
m
a
c
a
T
c
= m
b
c
b
T
c –
m
b
c
b
T
b
m
a
c
a
T
a +
m
b
c
b
T
b
= m
a
c
a
T
c +
m
b
c
b
T
c
m
a
c
a
T
a +
m
b
c
b
T
b
= T
c
m
a
c
a +
m
b
c
b
T
c =
m
a
c
a
T
a +
m
b
c
b
T
b
m
a
c
a +
m
b
c
b
e. Perpindahan Kalor
Kalor m erupakan energi yang berpindah karena ada perbedaan suhu.
Perbedaan suhu ini dapat terjadi dalam suatu benda atau beberapa benda.
1 Konduksi
Konduksi kalor pada banyak materi dapat digambarkan sebagai hasil tumbukan m olekul-m olekul. Sementara
satu ujung benda dipanaskan, molekul-m olekul ditempat itu bergerak lebih cepat. Molekul-m olekul yang bergerak lebih cepat, bertumbukan dengan tetangga
mereka yang bergerak lebih lam bat, mereka m ent ransfer sebagian dari energi ke molekul-m olekul lain, yang lajunya kemudian bert am bah. Molekul-molekul ini
kem udian juga m entransfer sebagian dari energi dengan molekul-m olekul lain sepanjang benda tersebut. Dengan demikian energi gerakan termal ditransfer oleh
tum bukan molekul sepanjang benda. Menurut teori modern, pada logam ,
Gambar 2.4 Konduksi pada logam
tum bukan antara elekt ron-elektron bebas di dalam logam dan dengan atom logam tersebut
terutam a mengakibatkan untuk terjadinya
konduksi. Perbedaan tem peratur m enyebabkan terjadinya konduksi kalor. Kecepatan aliran kalor
melalui benda sebanding dengan perbedaan temperatur antara ujung-ujungnya. Kecepatan aliran kalor juga bergant ung pada ukuran dan bentuk benda. Untuk
benda yang uniform, sepert i gambar di bawah.
Tabel 2.4 Konduktivitas Termal beberapa zat
Ditemukan dari percobaan bahwa aliran kalor ∆Q per selang waktu ∆T dinyatakan dengan persam aan seperti berikut : ∆Q ∆T = kA T
1
-T
2
l di
m ana A
adalah luas penampang lintang benda, l adalah jarak ant ara kedua ujung yang mempunyai temperatur T 1 dan T2, dan k adalah konstanta pembanding yang
disebut konduktivitas termal yang m erupakan karakteristik m ateri tersebut. Persam aan tersebut m em perlihatkan bahwa kecepatan aliran kalor satuan Js
sebanding dengan luas penam pang lintang dan dengan gradien temperatur
T
1
-T
2
l . Pada tabel berikut disajikan kondukt ifitas berbagai macam zat.
2 Konveksi
Konveksi m emindahkan
kalor melalui
perpindahan partikel-part ikel zat dari satu tem pat ke tem pat lain. Pemanasan air dalam
bejana diatas
panas kompor
sebagai cont ohkonveksi. Pemuaian air m enyebabkan
massa jenis air bagian bawah lebih kecil dibanding dengan massa jenis air di bagian atas yang bersuhu lebih rendah.
Akibatnya air bersuhu tinggi akan naik dan tempat yang kosong diisi oleh air yang suhunya lebih rendah. Proses ini terus berulang-ulang hingga seluruh bagian
permukaan air suhunya sama Gambar 2.5 Aliran
panas konveksi
di udara menyebabkan terjadinya angin. Pada siang
hari tanah lebih m udah naik suhunya dibanding air. Udara di atas pant ai naik dan
udara di atas laut yang mempunyai suhu lebih rendah mengisi kekosongan maka terjadilah angin laut. Sedangkan pada
malam hari pantai lebih mudah melepaskan panaskalor dibanding laut. Udara di atas laut naik dan udara dari darat mengisi kekosongan maka terjadilah angin
darat .
Gambar 2.5 Konveksi pada air
Gambar 2.6 Konveksi dimanf aatkan untuk memanas
kan rumah di daerah dingin
Konveksi dapat dim anfaatkan unt uk memanaskan ruangan dalam rumah seperti pada gambar di di atas Gambar 2.6
3 Radiasi
Radiasi adalah perpindahan kalor dari satu tempat ke tem pat lain tanpa melalui m edium. Contoh radiasi kalor adalah pancaran energi panas matahari
sam pai ke bumi. Energi panas kalor dapat dipindahkan melalui ruang angkasa dalam bent uk gelombang elektromagnetik. Istilah radiasi yang dimaksud adalah
pancaran atau em isi energi terus-m enerus dari permukaan suatu benda. Energi radiasi yang dipancarkan oleh suatu permukaan per satuan waktu per satuan luas,
tergantung pada sifat permukaan serta suhunya. Pada suhu rendah radiasi yang dipancarkan kecil.
Perm ukaan yang sangat hitam mempunyai em isivitas e m endekat i 1 dan permukaan yang m engkilat m em punyai emisivit as e m endekati 0. Permukaan
mengkilat memancarkan radiasi yang lebih kecil, tetapi juga m enyerap sedikit radiasi yang m engenainya karena sebagian besar dipantulkan. Benda hitam dan
yang sangat gelap m enyerap hampir seluruh radiasi yang m enimpanya. Maka dikat akan bahwa benda hitam dan yang sangat gelap merupakan penyerap dan
pem ancar yang baik Kecepatan sebuah benda meradiasikan energi telah ditem ukan sebanding
dengan pangkat em pat temperatur Kelvin, T. Yaitu, sebuah benda pada 2000 K jika dibandingkan dengan benda lain pada 1000 K m eradiasikan energi dengan
kecepatan 2
4
= 16 kali lipat lebih besar. Kecepatan radiasi juga sebanding dengan
luas A dari benda yang mem ancarkannya, sehingga kecepat an energi
meninggalkan benda ∆Q ∆T , adalah ∆Q ∆T = eσA T
4
dan persamaan ini
disebut persam aan Stefan-Bolt zm ann, sedangkan e merupakan konstant a universal yang disebut konstant a Stefan-Boltzmann yang mem iliki nilai e = 5,67 x 10
-8
W m
2
K
4
. Benda apapun tidak hanya m em ancarkan energi dengan radiasi, tetapi juga m enyerap energi yang diradiasikan oleh benda lain. Jika sebuah benda
dengan em isivit as e dan luas A berada pada tem peratur T
1
, benda ini m eradiasikan energi dengan kecepatan eσA T
4
. Jika benda tersebut dikelilingi oleh lingkungan
dengan tem peratur T
2
dan em isivitas tinggi = 1 , kecepatan radiasi energi oleh sekit arnya sebanding dengan T
2 4
. Kecepatan tot al aliran kalor radiasi dari benda dinyatakan dengan persam aan : ∆Q ∆T = eσA T
1 4
- T
2 4
di mana A adalah luas permukaan benda, T
1
adalah tem perat ur dan e emisivitasnya pada suhu T
1
, dan T
2
adalah suhu sekelilingnya Giancoli, 2001: 504-507 .
B. Pen eliti an Yan g Relevan
