Kalor dan Suhu

Oleh Unknown

Monday 2 November 2015

Bagikan :

Tweet

A. SUHU

    Pengertian Suhu

•  Suhu (Temperatur) dapatdidefinisikan sebagai sifat fisik suatu benda untuk menentukan apakah keduanya berada dalam kesetimbangan termal.
•  Dua buah benda akan berada dalam kesetimbangan termal jika keduanya memiliki temperatur yang sama.
• Alat yang dapat mengukur suhu suatu benda disebut termometer 

 Skala pada Beberapa Termometer

Berikut rentang temperatur yang dimiliki setiap skala.

•  Termometer skala Celsius Memiliki titik didih air 100°C dan titik bekunya 0°C. Rentang temperaturnya berada pada temperatur 0°C – 100°C dan dibagi dalam 100 skala.
•  Temometer skala Reamur Memiliki titik didih air 80°R dan titik bekunya 0°R. Rentang temperaturnya berada pada temperatur 0°R – 80°R dan dibagi dalam 80 skala
•  Termometer skala Fahrenheit Memiliki titik didih air 212°F dan titik bekunya 32°F. Rentang temperaturnya berada pada temperatur 32°F – 212°F dan dibagi dalam 180 skala
•  Termometer skala Kelvin Memiliki titik didih air 373,15 K dan titik bekunya 273,15 K. Rentang temperaturnya berada pada temperatur 273,15 K – 373,15 K dan dibagi dalam 100 skala.

RUMUS

  (X-X1)/(X2-X1 )=(Y-Y1)/(Y2-Y1 )
dimana
X   = skala yang ditanyakan
X1 = titik beku pada skala yang ditanyankan
X2 = titik didih pada skala yang ditanyakan
Y   = skala yang diketahui
Y1 = titik beku pada skala yang diketahui
Y2 = titik didih pada skala yang diketahui

Latihan Soal !

1.  Diketahui sebuah termometer memiliki titik beku pada temperatur –10°X dan titik didih 80°X. Bagaimanakah hubungan termometer ini terhadap skala Celsius
2.  Temperatur yang terbaca pada skala Celsius menunjukkan nilai 30°C. Berapakah nilai yang terbaca pada skala Kelvin?
3. Berapakah nilai yang terbaca pada temperatur skala Celsius jika Anda menemukan sebuah data yang menyatakan bahwa temperatur di ruangan Anda menunjukkan nilai 20°R?

    Pemuaian Zat 

• Pemuaian zat pada dasarnya ke segala arah
• Besar pemuaian yang dialami suatu benda tergantung pada tiga hal, yaitu ukuran awal benda, karakteristik bahan, dan besar perubahan suhu benda.
• Setiap zat padat mempunyai besaran yang disebut koefisien muai panjang.
• Koefisien muai panjang suatu zat adalah angka yang menunjukkan pertambahan panjang zat apabila suhunya dinaikkan 1° C. Makin besar koefisien muai panjang suatu zat apabila dipanaskan, maka makin besar pertambahan panjangnya.Demikian pula sebaliknya, makin kecil koefisien muai panjang zat apabila dipanaskan, maka makin kecil pula pertambahan panjangnya.
• Tabel Koefisien muai
  

    Pemuaian Panjang 

Jika temperatur dari sebuah benda naik, kemungkinan besar benda tersebut akan mengalami pemuaian.

Jika sebuah batang mempunyai panjang mula-mula L1, koefisien muai panjang (α), suhu mula-mula T1, lalu dipanaskan sehingga panjangnya menjadi L2 dan suhunya menjadi T2, maka akan berlaku persamaan, sebagai berikut.

∆L = L2-L1

L2= ∆L+L1

L1=L2-∆L

    Pertambahan panjang: ∆L=α×L1×∆T
    Panjang seluruh benda setelah dipanaskan: L2=L1 (1+α×∆T)

Keterangan:

L1 : panjang batang mula-mula (m)

L2 : panjang batang setelah dipanaskan (m)
∆L: selisih panjang batang = L1 – L2
α :koefisien muai panjang (l°C)
T1 : suhu batang mula-mula (° C)
T2 : suhu batang setelah dipanaskan (° C)
∆T: selisih suhu (° C) = T2 – T1

SOAL!

1. Sebuah benda yang terbuat dari baja memiliki panjang 1000 cm. Berapakah pertambahan panjang baja itu, jika terjadi perubahan suhu sebesar 50°C.
2. Sebuah kuningan memiliki panjang 1 m. Tentukanlah pertambahan panjang kuningan tersebut jika temperaturnya naik dari 10°C sampai 40°C.

    Pemuaian Luas 

Untuk benda-benda yang berbentuk lempengan plat (dua dimensi), akan terjadi pemuaian dalam arah panjang dan lebar.

    Hal ini berarti lempengan tersebut mengalami pertambahan luas atau pemuaian luas.

∆A=A2-A1
A2= ∆A+A1
A1=A2-∆A

    Pertambahan Luas: ∆A=β×A_1×∆T
β=2×α
    Panjang seluruh benda setelah dipanaskan: A_2=A_1 (1+2α×∆T)

SOAL

1. Pada suhu 30° C sebuah pelat besi luasnya 10 m2. Apabila suhunya dinaikkan menjadi 90° C dan koefisien muai panjang besi sebesar 0,000012/° C, maka tentukan luas pelat besi tersebut!
2.  Sebuah balok berukuran panjang sebeser 5m2 dan lebar 10m2, dipanaskan dari suhu sebesar 250C smpai 750C, jika balok tersebut terbuat dari besai, maka tentukan muai luas besi tersebut! (nilai koeisien beli lihat ditabel!)

    Pemuaian Volume

    Zat padat yang mempunyai tiga dimensi (panjang, lebar, dan tinggi), seperti bola dan balok, jika dipanaskan akan mengalami muai volume, yakni bertambahnya panjang, lebar, dan tinggi zat padat tersebut.

∆V=V2-V1
V2= ∆V+V1
V1=V2-∆V
    Pertambahan Luas: VA=γ×V×∆T
γ=3×α
    Panjang seluruh benda setelah dipanaskan: V2=V1 (1+3α×∆T)

SOAL!

1. Sebuah bejana dari memiliki volume 1 liter pada suhu 25° C. Jika koefisien muai panjang bejana 2 × 10-5 /°C, maka tentukan volume bejana pada suhu 75° C!
2.  Sebuah bola dari aluminium  yang memiliki volume 50 m3 jika dipanaskan hingga mencapai temperatur 50°C. Jika pada kondisi awal kondisi tersebut memiliki temperature 0°C, tentukanlah volume akhir bola tersebut setelah terjadi !pemuaian

Rngkas:

Tag : Fisika