redesain-navbar Portlet

BelajarPintarV3

Pengertian Suhu

Sobat Pintar, Tahukah Kalian Apa Itu Suhu ?

Suhu adalah suatu besaran yang menyatakan ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda. Untuk mengetahui dengan pasti dingin atau panasnya suatu benda, kita memerlukan suatu besaran yang dapat diukur dengan alat ukur.

Sebagai contoh apa yang kamu rasakan ketika kita minum es, dingin bukan, ketika kita merebus air, lama kelamaan air yang kamu rebus akan menjadi panas bukan setelah itu bisakah kita mengukur suhu?

Bisakah tangan kita digunakan untuk mengukur panas atau dinginnya suatu benda dengan tepat?

Kita tentu memerlukan cara untuk membedakan derajat panas atau dingin benda tersebut untuk itu kita perlu mengetahui cara untuk mengukur suhu secara akurat.

Alat Pengukuran Suhu

Sobat Pintar sekarang yuk kita lanjut ke topik berikutnya!

Alat untuk mengukur suhu disebut Termometer yang pertama kali dibuat oleh Galileo Galilei (1564-1642). 

Termometer ini disebut termometer udara. Termometer udara terdiri dari sebuah bola kaca yang dilengkapi dengan sebatang pipa kaca yang panjang , pipa tersebut dicelupkan kedalam cairan berwarna. 

Jika bola kaca dipanaskan, udara didalam pipa akan mengembang sehingga udara keluar dari pipa. Namun ketika bola didinginkan udara didalam pipa menyusut sehingga sebagian air naik ke dalam pipa. Termometer udara peka terhadap perubahan suhu sehingga udara saat itu segera dapat diketahui.

Termometer dibuat berdasarkan prinsip perubahan volume. Termometer yang tabungnya diisi dengan raksa kita sebut thermometer raksa. Termometer raksa dengan skala Celcius adalah termometer yang umum dijumpai dalam keseharian. Selain raksa terdapat pula termometer alkohol.

Adapun perbedaan atau kelemahan dan kelebihan dari masing-masing termometer yang dibuat dari Raksa atau alkohol adalah sebagai berikut:

1. Keuntungan dan kerugian menggunakan termometer raksa

  • Keuntungan:

  1. Raksa mudah dilihat karena mengkilat.

  2. Volume raksa berubah secara teratur ketika terjadi perubahan suhu.

  3. Raksa tidak membasahi kaca ketika memuai atau menyusut.

  4. Jangkauan suhu raksa cukup lebar dan sesuai untuk pekerjaan-pekerjaan laboratorium (-40°C sampai dengan 350°C)

  5. Raksa dapat panas secara merata sehingga menunjukkan suhu dengan cepat dan tepat.

  • Kerugian

  1. Raksa mahal.

  2. Raksa tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah ( seperti di kutub utara dan selatan)

  3. Raksa termasuk zat berbahaya sehingga ketika pecah akan membahayakan kulit.

2. Keuntungan dan kerugian termometer alkohol

  • Keuntungan:

  1. Alkohol lebih murah dibanding Raksa

  2.  Alkohol lebih teliti karena untuk kenaikan suhu yang kecil, alcohol mengalami perubahan volume yang lebih besar.

  3. Alkohol dapat mengukur suhu yang sangat dingin (seperti di daerah kutub yaitu – 112°C)

  • Kerugian :

  1.  Alkohol memiliki didih rendah yaitu 78°C, sehingga pemakainya terbatas.

  2. Alkohol tidak berwarna sehingga harus diberi warna terlebih dahulu agar terlihat.

  3. Alkohol membasahi dinding kaca.

Mengapa kita menggunakan cairan yang jarang kita jumpai di kehidupan kita sehari-hari seperti raksa dan alkohol? Mengapa kita tidak menggunakan cairan yang sering kita jumpai seperti air? 

Air tidak digunakan untuk mengisi pipa termometer karena 5 alasan berikut:

  • Air membasahi dinding kaca

  • Air tidak berwarna sehingga sulit dibaca batas ketinggiannya

  • Jangkauan suhu terbatas (0°C sampai 100°C)

  • Perubahan volume air sangat kecil ketika suhunya dinaikan.

  • Hasil bacaan yang didapat kurang teliti karena air termasuk penghantar panas yang sangat jelek.

Macam-macam Termometer

Sobat Pintar, ada beberapa termometer yang kita kenal, yaitu termometer laboratoriumtermometer ruang, termometer klinis, dan termometer Six-Bellani.

a. Termometer Laboratorium

Termometer laboratorium dapat dijumpai di laboratorium. Alat ini biasanya digunakan untuk mengukur suhu air dingin atau air yang sedang dipanaskan. Termometer laboratorium menggunakan raksa atau alkohol sebagai penunjuk suhu. Raksa dimasukkan kedalam pipa yang sangat kecil (pipa kapiler). Kemudian pipa dibungkus dengan kaca yang tipis. Tujuannya agar panas dapat diserap dengan cepat oleh thermometer.

Suhu pada termometer laboratorium biasanya 0oC sampai 100oC. suhu 0oC menyatakan suhu es yang sedang mencair, sedangkan suhu 100oC menyatakan suhu air sedang membeku.

b. Termometer Ruang

Termometer ruang dipasang pada tembok rumah atau kantor. Termometer ini mengukur suhu udara pada suatu saat. Skala termometer ruang adalah -50oC sampai 50oC. Mengapa menggunakan skala seperti itu? Karena suhu udara di beberapa tempat bisa dibawah 0oC misalnya di Eropa. Sementara pada sisi lain suhu udara tidak pernah melebihi 50oC.

c. Termometer Klinis

Termometer klinis disebut juga termometer demam. Termometer ini biasanya digunakan oleh dokter untuk mengukur suhu badan. 

Pada keadaan sehat suhu tubuh kita sekitar 30oC namun pada keadaan demam suhu tubuh kita melebihi suhu tersebut. Suhu tubuh kita pada saat demam dapat melebihi 40oC. skala suhu pada termometer klinis hanya 35oC sampai 43oC. Hal ini sesuai dengan keadaan suhu tubuh kita. Suhu tubuh kita tidak mungkin di bawah 35oC dan melebihi 45oC. 

Termometer klinis biasanya dijepit pada ketiak, tapi ada pula yang nempel di dahi, dan ditempel di mulut. Ketika termometer dijepit suhu tubuh kita membuat raksa naik di pipa kapiler. Raksa akan berhenti bila suhu raksa sudah sama dengan suhu tubuh kita dan kita tinggal membaca berapa suhu yang ditunjukkan oleh raksa.

d. Termometer Six-Bellani

Termometer Six-bellani disebut juga termometer maksimum minimum. Termometer ini dapat mencatat suhu tertinggi dan terendah pada jangka waktu tertentu.

Cara Membaca Termometer

Yuk kita bahas materi berikut ini Sobat!

Dalam pembuatan termometer, mula-mula ditetapkan dua patokan suhu yang selanjutnya disebut titik tetap. Titik tetap merupakan suhu ketika benda mengalami perubahan wujud, misalnya saat benda mencair dan mendidih. Suhu ketika benda mencair menyatakan titik tetap bawah, sedangkan suhu ketika kita mendidih menyatakan titik tetap atas kemudian diantara titik tetap tersebut dibuat skala-skala.

Bilangan yang menyatakan titik tetap berbeda antara satu ilmuan dengan ilmuwan lainnya :

a. Celsius (1701-1744) membuat titik tetap bawah ketika es mencair dan titik tetap atas ketika air mendidih. Titik tetap bawah (suhu es mencair) ditetapkan sebagai suhu 0°. Sementara titik tetap atas ( suhu air mendidih) ditetapkan sebagai suhu 100°. Kemudian jarak antara titik tetap atas dan titik tetap bawah dibagi menjadi 100° yang sama panjang. Dengan demikian skala Celcius memiliki rentang suhu antara 0°C sampai 100°C. Skala suhu seperti ini digunakan di banyak Negara termasuk di Indonesia.

b. Fahrenheit (1686-1736) memilih suhu campuran es dan garam ketika membeku sebagai titik tetap bawah. Titik tetap bawah ini menyatakan suhu 0. Sementara titik tetap atas dipasang bilangan 212°, yaitu titik didih campuran tersebut. Berarti skala Fahrenheit memiliki rentang suhu antara 0°F sampai 212°F. kemudian jarak antara titik tetap atas dan titik tetap bawah dibagi menjadi 180° yang sama panjang. Skala yang dibuat oleh Fahrenheit digunakan di beberapa Negara termasuk Inggris dan Amerika Serikat.

c. Reamur memilih titik 0 untuk es yang mencair pada 80° untuk air mendidih. Berarti skala reamur memiliki rentang suhu antara 0°R sampai 80°R. kemudian jarak antara dua titik tetap tersebut menjadi 80° yang sama.

d. Lord Kelvin (1824-1907) menyusun skala suhu dengan menggunakan ukuran derajat yang sama besar dengan derajat Celcius. Namun Kelvin menyatakan bahwa titik beku es adalah -273°K, sedangkan titik didih air adalah 373°K. dengan demikian 0°C sama dengan suhu -273°K sedangkan suhu 100°C sama dengan suhu 373°K. Suhu -273°K disebut titik nol mutlak.

Mengubah Skala Suhu

Yuk kita lanjut ke topik selanjut nya yaa Sobat Pintar!

Pada skala Celcius terdapat 100 skala, pada skala Farenheit terdapat 180 skala, dan pada skala Reamur terdapat 80 skala. Perbandingan skala tersebut adalah :

°C : °F : °R = 5 : 9 : 4

Untuk mengubah derajat satu skala menjadi derajat skala yang lain digunakan rumus :

Pemuaian

Sobat Pintar sekarang kita belajar yuk terkait pemuaian!

a. Pemuaian panjang

Jika suatu benda dipanaskan, benda tersebut akan memuai ke segala arah. Dengan kata lain panjang, luas dan volume benda bertambah. Untuk benda padat yang panjang tetapi luas penampangnya kecil, misalnya jarum atau kawat, maka pemuaian zat padat terjadi ke arah memanjangnya.

Alat Muschenbroeck digunakan untuk membandingkan muai panjang dari berbagai logam yang berbeda jenis ketika dipanaskan.

Koefisien muai panjang  suatu bahan adalah perbandingan antara pertambahan panjang terhadap panjang awal benda persatuan kenaikan suhu :

Berikut koefisien muai panjang berbagai zat pada suhu kamar :

b. Pemuaian luas

Bila benda padat berbentuk persegi panjang dipanaskan, terjadi pemuaian dalam arah memanjang dan arah melebar atau mengalami pemuaian luas.

Koefisien muai luas  suatu zat adalah perbandingan antara pertambahan luas benda terhadap luas awal benda per satu kenaikan suhu :

Pemuaian luas

Hubungan koefisien muai luas dengan koefisien muai panjang :

c. Pemuaian volume

Jika benda padat berbentuk balok dipanaskan akan terjadi pemuaian dalam arah memanjang, melebar dan meninggi atau dikatakan mengalami pemuaian volume. Pemuaian volume berbagai zat tergantung pada koefisien muai volume.

Zat cair hanya mempunyai muai volume (tidak memiliki muai panjang dan muai luas). Pemuaian volme zat cair lebih besar daripada pemuaian volume zat padat untuk kenaikan suhu yang sama. Karena itu bila suatu wadah berisi zat cair hampir penuh dipanaskan , maka pada suhu tertentu zat cair dalam wadah akan meleputumpah.

Koefisien muai volume  suatu bahan adalah perbandingan pertambahan volume awal benda  persatuan kenaikan suhu:

Pemuaian volume

Hubungan koefisien muai volume dengan koefisien muai panjang

Berikut koefisien muai volume berbagai zat pada suhu kamar :

d. Anomali air

Anomali air adalah keanehan atau penyimpangan yang terjadi pada air, yaitu air akan memuai saat didinginkan dari suhu 4 oC sampai 0 oC.

Anomali air sangat penting dalam mempertahankan kehidupan dalam air selama musim dingin. Danau atau laut hanya membeku di permukaannya saja, di bagian bawahnya tetap berupa air dengan suhu 0 oC tepat dibawah lapisan esnya dan semakin kebawah semakin meningkat sampai suhu yang paling tinggi sebesar 4 oC dialami air dibagian dasar

Latihan 1

Termometer X yang telah ditera menunjukkan angka -30o pada titik beku air dan 90o pada titik didih air. Suhu 60oX sama dengan …

A. 20oC

B. 45oC

C. 50oC

D. 75oC

E. 80oC

Latihan 2

Sebatang logam dipanaskan sehingga suhunya 80oC panjangnya menjadi 115 cm. Jika koefisien muai panjang logam 3.10-3 oC-1 dan suhu mula-mula logam 30oC, maka panjang mula-mula logam adalah….

A. 100 cm

B. 101,5 cm

C. 102 cm

D. 102,5 cm

E. 103 cm

Latihan 3

Jika sepotong logam suhu 30oC dipanaskan hingga suhunya mencapai 90oC dan panjang nya menjadi 180cm maka berapakah panjang logam mula-mula ? (koefisien muai panjang logam 3.10-3/oC)

A. 123,2 cm

B. 132,2 cm

C. 142,3 cm

D. 167,8 cm

E. 178,8 cm

Latihan 4

Suhu suatu zat bila diukur dengan termometer Fahrenheit menunjukkan angka 62oF. Berapakah suhu suatu zat tersebut jika diukur dengan termometer Celcius ?

A. 16,7 °C

B. 20,4 °C

C. 35,6 °C

D. 48,7 °C

E. 50,2 °C

Latihan 5

Terdapat sebuah baja yang memiliki panjang 1 m, kemudian baja bertambah panjang 1 mm. Saat suhunya dinaikkan sebesar 100o C, berapakah pertambahan panjang batang baja lain yang memiliki panjang 60 cm jika suhunya bertambah 20oC ?

A. 0,12 mm

B. 0,24 mm

C. 0,48 mm

D. 0,60 mm

E. 0,62 mm

Pengertian Kalor

Sobat Pintar, Tahukah Kalian Apa Itu Kalor?

Kalor merupakan bentuk energi yang pindah karena adanya perbedaan suhu. Secara alamiah, kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah.

Sebelum abad ke – 17, orang beranggapan bahwa kalor merupakan zat yang pindah dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Jika kalor merupakan zat, tentu mempunyai masa. Ternyata benda yang suhunya naik, massanya tidak berubah, jadi kalor bukan zat.

Satuan Kalor

Setelah kalian sudah memahami definisi kalor, yuk kita bahas topik selanjutnya..

Satuan untuk menyatakan kalor adalah Joule (J) atau Kalori (kal). Joule menyatakan satuan usaha atau energi. Satuan Joule merupakan satuan kalor yang umum digunakan dalam fisika. Sedangkan Kalori menyatakan satuan kalor. Kalori (kal) merupakan satuan kalor yang biasa digunakan untuk menyatakan kandungan energi dalam bahan makanan.

Contohnya: sepotong roti memiliki kandungan energi 200 kalori dan sepotong daging memiliki kandungan energi 600 kalori. Nilai 1 kalori (1 kal) adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 kg air agar suhunya nai 1°C.

Hubungan satuan kalori dengan joule adalah

1 kal = 4,2 J atau 1 J = 0,24 kal

Pengaruh Kalor Terhadap Benda

Lalu apa saja sih pengaruh kalor dalam kehidupan kita? Nah pengaruh kalor dibagi menjadi dua macam, diantaranya sebagai berikut:

1. Pengaruh kalor terhadap suhu benda

Kalor merupakan energi yang diterima atau dilepaskan suatu benda. Kalor yang diterima suatu benda bisa berasal dari matahari, api, atau benda lain. Kalor yang diterima oleh benda dapat mengubah suhu benda.

Ketika kalor diberikan kepada air, maka suhu air bertambah. Makin banyak kalor yang diberikan semakin banyak pula perubahan pada suhu air.

Bila kalor terus diberikan, lama kelamaan air akan mendidih. Ketika air sudah mendidih suhu air tidak akan bertambah melainkan tetap. Dapat disimpulkan bahwa kalor mengubah suhu benda.

Benda yang melepaskan kalor seperti air panas dalam gelas. Air panas yang kita letakkan diatas meja akan melepaskan kalor keudara titik karena air panas melepaskan kalor, maka suhu air panas makin lama makin turun. Air panas berubah menjadi air dingin. Hal ini menunjukkan bahwa kalor merubah suhu benda.

2. Pengaruh kalor terhadap wujud benda

Kalor menyebabkan perubahan wujud pada benda-benda, seperti cokelat dan es batu. Cokelat yang kita genggam dengan tangan dapat meleleh. Hal ini terjadi karena cokelat mendapat kalor dari tangan kita dan udara. Demikian juga dengan es batu yang diletakkan dalam piring di atas meja. Lama-kelamaan es batu mencair karena pengaruh kalor dari udara. Ketika es batu dipanaskan maka lama-kelamaan es batu berubah menjadi air. Berarti es batu berubah wujud dari padat menjadi cair.

Logam seperti besi dan emas juga dapat berubah wujud bila mendapat panas. Hal ini terjadi misalnya di tempat peleburan logam. Pada fenomena lain bila pemanasan berlangsung terus maka suatu saat air mendidih. Setelah mendidih cukup lama air seakan-akan lenyap. Disekitar panci banyak terdapat uap air berarti air telah berubah wujud dari air menjadi gas. Dapat disimpulkan bahwa kalor dapat merubah wujud gas. Perubahan wujud gas yang disebabkan oleh kalor diantara :

a. Perubahan wujud dari padat menjadi cair dan sebaliknya. Contoh fenomena ini terjadi pada lilin yang sedang menyala.

b. Perubahan wujud dari cair menjadi gas dan sebaliknya. Fenomena ini terjadi pada peristiwa memasak air dan terjadinya fenomena hujan.

c. Perubahan wujud dari padat menjadi gas dan sebaliknya. Peristiwa ini terjadi pada kapur barus yang menyublin, yang mengubah kapur barus menjadi gas. Sedangkan benda gas yang berubah menjadi benda padat dicontohkan pada asap kenalpot. Asap knalpot berubah menjadi jelaga (benda padat) ketika menyentuh permukaan dalam knalpot.

Perubahan Wujud Zat

Yuk kita lanjut ke topik berikut nya, Sobat Pintar!

 

a. Melebur dan membeku

Melebur adalah perubahan wujud zat dari padat menjadi cair. Pada saat melebur,  zat memerlukan kalor (panas) meskipun tidak mengalami kenaikan suhu.

Kalor lebur adalah kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud zat 1 kg zat padat menjadi zat cair. Kalor lebur diberi simbol Lf , satuan kalor lebur adalah J/Kg.

b. Menguap , mendidih dan mengembun

Menguap adalah perubahan wujud zat dari cair menjadi uap (gas). Pada waktu menguap , zat memerlukan kalor

Mendidih adalah penguapan yang terjadi diseluruh bagian zat cair dan hanya dapat terjadi pada titik didih.

Kalor uap adalah kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud 1 kg zat cair menjadi uap. Pada titik didih normalnya kalor uap diberi simbol Lv, satuan kalor uap adalah J/Kg.

Berikut merupakan titik leburtitik didih, kalor uap, kalor didih berbagai zat :

Azas Black

Sobat Pintar, Azas Black itu berasal dari penelitian seorang Imuwan yang bernama Joseph Black. Ia mengamati es dan benda-benda lain yang mencair ketika terkena panas. Ia berpendapat mencairnya es karena adanya penyerapan kalor ke dalam es sehingga menjadi air.

Kalor tersebut akan sama dengan kalor yang dilepas oleh air tersebut untuk kembali menjadi es. Itulah gambaran sederhana mengenai pengertian asas black. Bunyi asas black sendiri adalah :

“Jumlah kalor yang dilepas oleh materi yang bersuhu lebih tinggi akan sama dengan jumlah kalor yang diterima oleh materi yang suhunya lebih rendah” bisa juga disederhanakan Kalor yang dilepas akan sama dengan kalor yang diterima"

Dari bunyi asas black tersebut bisa diperoleh persamaan atau rumus asas black:

Kalor Lepas = Kalor Terima

Kalor menyatakan banyaknya panas, sedangkan suhu menyatakan derajat panas suatu benda. Misalnya kita memiliki dua panci yang identik. Panci pertama berisi 100 g air, sedangkan panci kedua berisi 50 g air. Suhu air dalam kedua panci tersebut sama. Bila kedua air ini dipanaskan, maka air 100 g memerlukan kalor lebih banyak dibandingkan air 50 g. Itu berarti kalor sebanding dengan massa.

Pemberian kalor menyebabkan suhu benda berubah. Makin banyak kalor yang diberikan pada suatu benda, maka suhu benda tersebut makin tinggi. Berarti kalor sebanding dengan perubahan suhu. Selain bergantung pada massa dan perubahan suhu, kalor yang diperlukan agar suhu benda naik juga bergantung pada jenis zat. Bila kita merangkum semua faktor tersebut, maka kalor yang diperlukan agar suhu benda naik adalah:

Dimana:

Q = Banyaknya kalor (J)
m = Massa (Kg)
c = Kalor jenis benda (J/KgoC)
T = Suhu (oC)

Kalor jenis menyatakan banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 1 Kg zat sebesar 1oC. Beberapa contoh kalor jenis dari beberapa zat adalah sebagai berikut:

Perpindahan Kalor

Sobat Pintar, bukan hanya benda saja loh  yang mengalami perpindahan dari satu tempat ke tempat lain. Kalor juga mengalami perpindahan.

Apa saja perpindahan pada kalor? Yuk simak berikut ini...

a. Konduksi

Konduksi adalah proses perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan partikel. Bersadarkan kemampuan menghantar kalor, zat dibagi atas dua golongan , yaitu konduktor dan isolator. Konduktor adalah zat yang mudah menghantar kalor. Isolator adalah zat yang sukar menghantar kalor.

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju kalor konduksi :

  • Beda suhu diantara permukaan 
  • Ketebalan dinding d; makin tebal dinding, makin lambat perpindahan kalor.
  • Luas permukaan A; semakin besar luas permukaan , maik cepat perpindahan kalor
  • Konduktivitas termal zat, merupakan ukuran kemampuan zat menghantar kalor; semakin besar nilai k , semakin cepat perpindahan kalor. Nilai k terbesar dimiliki oleh logam karena logam tergolong konduktor yang sangat baik. Sedangkan nilai k terkecil dimiliki oleh udara dan bahan-bahan isolator.

Banyak kalor Q yang melalui dinding selama selang waktu t, dinyatakan oleh :

b. Konveksi

Konveksi adalah proses perpindahan kalor dari satu bagian fluida ke bagian lain fluida oleh pergerakan fluida itu sendiri

Ada dua jenis konveksi, yaitu koveksi alamiah dan konveksi paksa. Pada konveksi alamiah, pergerakan fluida terjadi akibat perbedaan massa jenis . Bagian fluida yang menerima kalor (dipanasi) memuai dan massa jenisnya menjadi lebih kecil sehingga bergerak ke atas. Tempatnya digantikan oleh air dinging yang massanya lebih besar.

Angin laut dan angin darat

Pada siang hari , tanah lebih cepat menjadi panas daripada laut sehingga udara di atas daratan lebih panas dari pada udara di atas laut. Oleh karena itu, udara di atas daratan naik dan tempatnya digantikan oleh udara di atas laut, trejadilah angin laut.

Pada malam hari, tanah lebih cepat dingin daripada laut, sehingga udara di atas daratan lebih dingin daripada udara di atas laut. Oleh karena itu , udara di atas laut naik dan tempatnya digantikan oleh udara di atas darat, terjadilah angin darat.

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju kalor konveksi

Laju kalor (Q/t) ketika sebuah benda panas memindahkan kalor ke fluida sekitarnya secara konveksi adalah sebanding dengan luas permukaan benda A yang bersentuhan dengan fluida dan beda suhu (T) diantara benda dan fluida.

c. Radiasi

Radiasi atau pancaran adalah perpindahan energi kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Permukaan yang hitam dan kusam adalah penyerap kalor radiasi yang baik sekaligus pemancar kalor radiasi yang baik. Permukaan yang putih dan mengkilap adalah penyerap kalor radiasi buruk sekaligus pemancar kalor yang buruk.

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju kalor radiasi

Besar laju kalor radiasi yang dipancarkan oleh permukaan suatu benda sebanding dengan luas permukaan (A) dan sebanding dengan pangkat empat suhu permukaan tersebut (T4) :

Tetapan (dibaca sigma) dikenal sebagai tetapan Stefan – Boltzmann dan mempunyai nilai 5,67 x 108 W/m2K4

Koefisien e disebut emisivitas adalah suatu ukuran seberapa besar pemancar radiasi kalor suatu benda dibandingkan dengan benda hitam sempurna.

Emisivitas tidak memiliki satuan nilainya terletak diantara 0 dan 1 dan bergantung pada jenis zat dan keadaan permukaan.

Permukaan mengkilap (penyerap paling jelek) memiliki e = 0. Sedangkan penyerap sempurna sekaligus pemancar, yaitu benda hitam sempurna memiliki  e = 1

Peralatan Yang Memanfaatkan Sifat Kalor

Sobat Pintar, dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai peralatan yang memanfaatkan sifat kalor diantaranya:

Kulkas

Kulkas dimanfaatkan untuk mendinginkan atau mengawetkan makanan dan minuman. Daging, ikan, buah-buahan, dan coklat sebaiknya disimpan di kulkas agar lebih bertahan lama. Sementara air dan minuman disimpan dalam kulkas agar terasa segar saat diminum.

Di dalam ruang pembeku kulkas terdapat rangkaian pipa. Pipa ini bersambung dengan pipa diseluruh ruang pada kulkas. Dalam pipa terdapat Freon (zat yang mudah menguap). Freon cair dialirkan kedalam ruang pembeku dimana tekanan udara ditempat itu rendah. Karena tekanan udara rendah maka Freon akan mudah menguap.

Ketika menguap, freon mengambil kalor dalam makanan yang disimpan dalam ruang pembeku. Karna melepaskan kalor maka ruang pembeku menjadi dingin. Hal ini mirip dengan menetesnya spiritus atau alcohol pada kulit kita. Alkohol dengan cepat menguap sambil mengambil kalor dari tangan kita, akibatnya tangan menjadi dingin.

Otoklaf

Beberapa jenis pekerjaan membutuhkan pemanasan hingga suhu melebihi 100°C. untuk mendapatkan suhu ini orang memanfaatkan uap yang berasal dari air mendidih pada tekanan diatas 1 atm. Contohnya, pada proses vulkanisasi karet. Untuk membunuh bakteri pada peralatan kedokteran digunakan otoklaf. Dengan menggunakan alat ini maka dapat dicapai suhu diatas 100°C sehingga bakteri pun mati.

Alat penyulingan air

 

Benda lain yang memanfaatkan sifat kalor adalah alat penyuling air (destilasi). Alat penyulingan air dilengkapi dengan alat pendingin yang disebut kondensor.

Di dalam kondensor dialiri air dingin secara terus menerus menyelubungi pipa. Sementara pipa sendiri mengaliri uap-uap panas dari labu didih kebotol Erlenmeyer. Cara kerja alat penyulingan air dapat digambarkan sebagai berikut:

  1. Mula-mula air dalam labu dipanaskan hingga mendidih.
  2. Leher labu ditutup dengan gabus yang dilengkapi dengan termometer.
  3. Uap panas yang terbentuk kemudian mengalir melalui pipa yang dilingkupi oleh alat pendingin (kondensor).
  4. Ketika melewati alat pendingin uap panas berubah menjadi tetes-tetes embun.
  5. Tetes-tetes embun ini kemudian mengalir ke dalam botol Erlenmeyer.

Dengan demikian kita mendapat air suling yang dapat diminum.

Kalorimeter

Sobat Pintar yuk kita lanjut ke topik berikutnya!

d. Kalorimeter

Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kalor. Kalorimeter umumnya digunakan untuk menentukan kalor jenis suatu zat. Kalorimeter menggunakan teknik pencampuran dua zat di dalam suatu wadah.

Jika kalor jenis suatu zat diketahui, maka kalor jenis zat lain yang dicampur zat tersebut dapat dihitung.

Latihan 1

Jika kita berada di dekat api unggun maka kalor akan merambat dari api ke tubuh kita melalui proses...

A. radiasi dan konveksi

B. radiasi dan konduksi

C. konduksi dan konveksi

D. radiasi

E. konveksi

Latihan 2

Energi yg berpindah dari benda yg suhunya lebih tinggi ke benda yg suhunya lebih rendah ketika kedua benda bersentuhan disebut ?

A. Kalor

B. Suhu

C. Massa Jenis

D. Termometer

E. Celcius

Latihan 3

Air sebanyak 100 gram memiliki temperatur 25oC dipanaskan dengan energi 1000 kalori. Berapakah temperatur air setelah pemanasan jika diketahui kalor jenis air 1kal/goC?

A. 25oC

B. 35oC

C. 40oC

D. 45oC

E. 50oC

Latihan 4

Sebanyak 50 gram air dengan suhu 30 oC dicampurkan dengan 30 gram air yang suhunya tak diketahui. Jika suhu akhir campuran 50 oC, maka suhu air 50 gram mula-mula adalah ....

A. 16,7 oC

B. 25,3 oC

C. 30,2 oC

D. 35,0 oC

E. 41,7 oC

Latihan 5

Terdapat 20 gram air bersuhu 80oC didinginkan hingga air tersebut bersuhu 10oC. Berapakah kalor yang dilepaskan air tersebut ? (kalor uap = 540 kal/gram, kalor jenis air = 1 kal/gramoC)

A. 1200 kal

B. 1400 kal

C. 1500 kal

D. 1600 kal

E. 1650 kal

redesain-navbar Portlet