BAB II DASAR TEORI
2.1. Panas Jenis Zat Padat
Zat padat terbentuk dari atom-atom berupa ion atau atom netral atau molekul yang sangat tersusun dengan posisi sangat berdekatan. Energi zat padat
dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok, yaitu energi termal dan energi lain. Energi lain dapat berasal dari energi kinetik, energi potensial listrik, energi
potensial magnetik energi rotasi, energi potensial gravitasi, dll. Perubahan energi termal tiap satu satuan perubahan suhu disebut kapasitas panas C Suwitra, 1989
T E
C ∂
∂ =
. 2.1
Selain konsep kapasitas panas, dikenal juga konsep panas jenis yang didefenisikan sebagai jumlah kalor atau energi yang diperlukan oleh satu mol zat
untuk menaikkan suhunya sebesar 1K. Secara matematis, panas jenis dituliskan sebagai
T E
m c
∂ ∂
= 1
2.2 dengan c panas jenis satuan J kmol atau kcal kmol K dan m adalah besarnya
massa satu mol zat. Jika suatu sistem bekerja pada volume tetap, maka panas jenis itu disebut panas jenis pada volume tetap
, secara matematis dituliskan
v
c
v v
T E
m c
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
∂ ∂
= 1
2.3 Menurut hukum I termodinamika, jika sejumlah kalor
dQ
diberikan kepada suatu sistem, maka kalorenergi tersebut dapat digunakan oleh sistem
7 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
untuk mengubah energi dalamnya
dU
dan untuk melakukan sejumlah kerja . Hukum termodinamika tersebut dapat dituliskan sebagai Nainggolan,
1978
dW
dW dU
dQ +
=
2.4 Energi dalam sistem ditentukan oleh volume
V
dan suhu sistem sehingga
Sears dan Salinger, 1975
T
dV V
U dT
T U
dU
T v
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
∂ ∂
+ ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ ∂
∂ =
2.5 Jika persamaan 2.5 disubstitusikan ke persamaan 2.4 maka diperoleh
dW dV
V U
dT T
U dQ
T v
+ ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ ∂
∂ +
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
∂ ∂
=
2.6 Mengingat , persamaan 2.6 dapat dituliskan kembali dalam
bentuk
dV p
dW =
. dV
p V
U dT
T U
dQ
T v
⎭ ⎬
⎫ ⎩
⎨ ⎧
+ ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ ∂
∂ +
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
∂ ∂
=
2.7
Maka kapasitas panas pada volume tetap
C =
dV
diberikan oleh .
v v
v
T U
T Q
C ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ ∂
∂ =
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
∂ ∂
= 2.8
Selain konsep kapasitas panas, dikenal juga konsep panas jenis yang
didefenisikan sebagai jumlah kalor atau energi yang diperlukan oleh satu mol zat untuk menaikkan suhunya sebesar 1K. Secara matematis panas jenis
pada volume tetap dituliskan
v
c
v
c
8 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v v
T U
m T
Q m
c ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ ∂
∂ =
∂ ∂
= 1
1 2.9
Selanjutnya panas jenis zat padat ditinjau menurut tiga teori, yaitu teori Klasik, teori Einstein, dan teori Debye.
2.2. Panas Jenis Menurut Teori Klasik
Kategori