BAB VII K A L O R dan PERPINDAHANNYA

Transkripsi

1 Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. FISIKA KELAS X Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd. BAB VII K A L O R dan PERPINDAHANNYA Kamu tentu sudah menyadari bahwa sumber panas yang uatama di dunia ini adalah matahari. Energi panas atau energi kalor yang diradiasikan hingga ke bumi itu dimanfaatkan oleh tumbuhan hijau untuk fotosintesis. Manusia dan hewan mentransfer energi itu dengan memakan bagian dari tumbuhan. Tumbuhan-tumbuhan purba masih menyisakan energi tersebut dalam wujud batubara, dan hewan-hewan purba menyisakan energi itu dalam wujud minyak bumi. Kamu akan memperdalam pengaruh energi kalor terhadap zat, cara-cara energi kalor berpindah, dan penerapan asas Black dalam pemecahan masalah tentang kalor pada bab ini. Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd.

2 BAB VII K A L O R DAN PERPINDAHANNYA Standar Kompetensi Menerapkan konsep kalor dan prinsip konservasi energi pada berbagai perubahan energi Kompetensi Dasar Menganalisis pengaruh kalor terhadap suatu zat Menganalisis cara perpindahan kalor Menerapkan asas Black dalam pemecahan masalah Kamu tentu pernah merebus air bukan? Air yang tadinya terasa dingin dan sejuk setelah direbus beberapa saat akan terasa hangat dan lama-kelamaan menjadi panas. Tahukah Kamu mengapa demikian? Selama direbus air mendapat energi dari api yang menyala di bawah air tersebut. energi yang dihasilkan oleh nyala api akan berpindah ke air dan berubah menjadi panas dalam air. Bentuk energi yang berpindah karena perbedaan suhu disebut sebagai energi kalor. Perpindahan energi kalor selalu terjadi dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Jadi jika ada dua buah benda A dan B mempunyai suhu yang berbeda, dan suhu A lebih dari suhu B kemudian kedua benda tersebut disentuhkan maka suhu A akan menurun dan suhu B akan naik hingga suhu kedua benda tersebut setimbang. Dalam bab ini akan diperdalam tentang energi kalor. 387

3 A. Kalor Tujuan Pembelajaran Menerapkan kalor sebagai bentuk energi yang dapat diserap dan dilepas Membedakan tiga cara perpindahan panas Menerapkan persamaan asas Black untuk menyelesaikan persoalan Apa itu kalor? Untuk apa kita mempelajari kalor? Apa kegunaan kalor dalam kehidupan sehari-hari? Seberapa penting bahasan kalor bagi kehidupan manusia? Misteri dan pertanyaan tentang kalor tidak kali ini saja terjadi, tapi jauh pada abad 18 hingga 19 masih merupakan suatu pertanyaan yang perlu mendapat penjelasan yang logis dan rasional, guna menyingkap tabir pemahaman tentang kalor. 1. Pemahaman Tentang Kalor Dari awal abad 18 hingga 19 Masehi, kalor masih diyakini oleh sebagian orang sebagai suatu fluida yang disebut kalorik. Fluida ini dapat berpindah dari suatu zat ke zat yang lainnya. Arah perpindahan itu adalah dari zat yang bersuhu tinggi ke zat yang bersuhu rendah. Kalor adalah suatu bentuk energi. Istilah kalor berasal dari Caloric, pertama kali diperkenalkan oleh A.L. Lavoiser seorang ahli kimia dari Perancis. Oleh para ahli kimia dan fisika kalor dianggap sejenis zat alir yang tidak terlihat oleh manusia, berdasarkan itulah satuan kalor ditetapkan dengan nama kalori disingkat kal. Kalori didefinisikan : Satu kalori (kal) adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 gr air sehingga suhunya naik 1ºC. Sedang pengertian suhu adalah ukuran derajat panas dinginnya suatu benda. Suhu umumnya diukur dengan alat ukur suhu berupa termometer. Adapun syarat terjadinya perpindahan kalorik ini adalah adanya sentuhan kedua benda yang berbeda suhu. Fluida kalorik ini akan berpindah dari zat yang bersuhu tinggi ke zat yang bersuhu rendah, hingga tercapai suatu kesamaan suhu antara kedua benda yang disebut dengan kesetimbangan termal. 388

4 Hingga pertengahan abad ke 18 pengertian kalor sebagai suatu fluida masih mengemuka dimasyarakat, bahkan pengertian kalor semakin rancu dengan pengertian suhu, yang sesungguhnya memang berbeda. Kalor adalah fluida atau zat alir, dan suhu adalah derajat panas atau dinginya suatu benda yang diukur dengan termometer. Namun pendapat tersebut berubah, ketika seorang bernama Benjamin Thompson menyatakan bahwa kalor bukanlah suatu fluida kalorik tetapi dihasilkan oleh usaha yang dilakukan oleh kerja mekanis. Percobaan Joule : Pemikiran bahwa kalor bukanlah suatu fluida, namun dihasilkan dari suatu usaha yang berarti berhubungan dengan energi, maka Prescot Joule melakukan percobaan untuk menghitung besar energi mekanik yang ekuivalen dengan kalor sebanyak 1 kalori. Percobaan joule adalah dengan menggantung beban pada suatu kontrol yang dihubungkan dengan kincir yang dapat bergerak manakala beban bergerak. Kincir tersebut dimasukkan kedalam air. Akibat gerakan kincir tersebut, maka suhu air akan berubah naik Penurunan ketinggian beban dapat menunjukkan adannya perubahan energi potensial gravitasi pada beban. Jika beban turun dengan kecepatan tetap, maka dapat dikatakan tidak terdapat perubahan energi kinetic pada beban, sehingga seluruh perubahan energi potensial dari beban akan berubah menjadi energi kalor pada air. Berdasarkan teori bahwa terjadi perubahan energi potensial gravitasi menjadi energi kalor, maka diperoleh suatu nilai tara mekanik kalor, yaitu ekuivalensi energi mekanik menjadi energi kalor. 1 joule =,24 kalori 1 kalori = 4, 18 joule 389

5 Gambar 1. Kalorimeter 2. Kapasitas Kalor (C) dan Kalor Jenis (c) Kapasitas kalor adalah jumlah kalor yang diperlukan suatu zat untuk menaikkan suhu zat sebesar 1 C. jika sejumlah kalor Q menghasilkan perubahan suhu sebesar t, maka kapasitas kalor dapat dirumuskan: Dengan keterangan, C Q Δt C : kapasitas kalor (Joule / K atau kal / K) Q t : kalor pada perubahan suhu tersebut (J atau kal) : perubahan suhu (K atau C) Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan zat sebesar 1 kg untuk mengalami perubahan suhu sebesar 1 K atau 1 C. Kalor jenis merupakan karakteristik termal suatu benda, karena tergantung dari jenis benda yang dipanaskan atau didinginkan, serta dapat dinyatakan dalam persamaan : C c atau m Q c m. t 39

6 Dengan keterangan, c : kalor jenis (J/kg.K atau J/kg. C) C : kapasitas kalor (Joule/K atau kal/k) Q : kalor pada perubahan suhu tersebut (J atau kal) t : perubahan suhu (K atau C) m : massa benda (kg) Tabel kalor jenis beberapa zat Bahan C (J/kgK) Tembaga 385 Besi/ Baja 45 Air 42 Es 21 Contoh: 1. Ubahlah satuan berikut ini : a. 5 J =.kal b. 2 kal =.J Jawab : a. 5 joule = 5 : 4,184 kal = 2,92 kal b. 2 kal = 2 x 4,184 J = 8,368 J 2. Tentukan kapasitas kalor suatu zat, jika untuk menaikkan suhu 4 C dari zat itu diperlukan kalor 1 joule! Jawab : 391

7 Q = C. t C Q Δt 1 C 2,5J/ C atau C = 2,5 J/K 4 3. Jika kalor sebanyak 12 joule digunakan untuk menaikkan suhu 1 C zat sebanyak,5 kg, maka tentukan kalor jenis dari zat tersebut! Jawab : Q = m.c. t Q c m. t C 12,5.1 2,4J/kg C 3. Pengaruh kalor terhadap suhu dan wujud zat Adanya pengertian, bahwa kalor bukanlah aliran fluida, melainkan merupakan suatu bentuk energi, yang dapat diperoleh dari perubahan energi mekanik, maka akan kita perhatikan apakah kalor tersebut akan mempengaruhi suatu benda atau temperatur dari suatu benda atau zat. Apabila suatu benda diberikan kalor, maka pada zat tersebut dapat terjadi perubahan seperti : a. terjadi pemuaian b. terjadi perubahan wujud c. terjadi kenaikan suhu Kegiatan Percobaan Mandiri Masukkan 1 kg es pada sebuah panci, kemudian letakkan panci diatas api. 392

8 Amatilah beberapa saat. Apa yang akan terjadi pada es pada beberapa waktu kemudian? Pindahkan isi panci ke dalam gelas. Buatlah kesimpulanmu. Ternyata kalor dapat menyebabkan benda berubah wujud atau menyebabkan benda mengalami perubahan suhu. Adanya pengaruh kalor terhadap perubahan wujud atau suhu, diteliti lebih lanjut oleh Joseph Black. Beberapa hal yang dikemukakan oleh Joseph Black berkaitan dengan perubahan suhu benda, ternyata dapat digunakan untuk menentukan besar kalor yang diserap oleh suatu zat. a. Pemuaian Pemberian kalor pada sustu zat selain dapat menaikkan atau menurunkan suhu zat, dapat juga merubah wujud suatu zat, atau menyebabkan benda mengalami pemuaian. Umumnya semua zat akan memuai jika ia mengalami kenaikan suhu, kecuali beberapa zat yang mengalami penyusutan saat terjadi kenaikan suhu, pada suatu interval suhu tertentu. Kejadian penyusutan wujud zat saat benda mengalami kenaikan suhu disebut anomali, seperti terjadi pada air. Air saat dipanaskan dari suhu C menjadi 4 C justru volumenya mengecil, dan baru setelah suhunya lebih besar dari 4 C volumenya membesar. Anomali Air Hal tersebut diatas tidak berlaku sepenuhnya pada air, pada air terjadi perkecualian. Misalnya volume air akan berkurang bila suhunya dinaikkan dari C, peristiwa ini disebut dengan anomali air. Peristiwa anomali air dapat diterangkan dengan meninjau bangun kristal es. 393

9 Dari pengamatan kristal es disimpulkan bahwa kedudukan molekul-molekul H 2 O teratur seperti bangun kristal es, yang penuh dengan rongga-rongga. Sedangkan molekul H 2 O dalam bentuk cair (air) lebih rapat dibandingkan dalam bentuk es, oleh karena itu es terapung dalam air. Bila air mulai 4 C didinginkan molekul air mulai mengadakan persiapan untuk membentuk bangun berongga tersebut. C. Volume (V) 4 Suhu (t) C Gambar 2. Grafik anomali air Volume air terkecil pada suhu 4 C, dan pada C terjadi loncatan volume dari air C sampai es C, dimana pada suhu C volume es > volume air Pada umumnya zat akan memuai menurut aturan sebagai berikut. 1) Pemuaian Panjang (Linier) Suatu batang panjang mula-mula l o dipanaskan hingga bertambah panjang Δl, bila perubahan suhunya Δt maka, α = 1/l o. Δt/Δl Δl = αl o. Δt α = koefisien muai panjang suatu zat ( per C ) 394

10 Sehingga panjang batang suatu logam yang suhunya dinaikkan sebesar Δt akan menjadi l t = l o + Δl l t = l o ( l + α. Δt ) Tabel Beberapa koefisien Muai Panjang Benda Benda (K 1 ) Besi Tembaga Kaca Kuningan 1,2x1 5 1,7x1 5 8,5x1 6 1,8x1 5 Contoh Soal: 1. Suatu batang logam yang terbuat dari aluminium panjangnya 2 m pada suhu 3 C. Bila koefisien muai panjang aluminium 25 x 1 6 / C.Berapakah pertambahan panjang batang aluminium tersebut bila suhunya dinaikkan menjadi 5 C. Jawab : Δl = l o. α. Δt = 2. ( 25 x 1-6 ). (5 3 ) = 1-3 m Δl =,1 cm 2. Jika besi sepanjang 2 m dengan koefisien muai panjang 1, /K dipanaskan dari suhu C hingga 1 C, maka tentukan pertambahan panjangnya! Jawab : l = l o.. t 395

11 l = 2. 1, (1 ) l =2,4.1-3 m Catatan : Perubahan suhu dalam satuan derajat Celcius senilai dengan perubahan suhu pada Kelvin. Namun perlu diingat bahwa suhu derajat Celcius tidak senilai dengan Kelvin. 2) Pemuaian Bidang ( Luas ) Suatu bidang luasnya mula-mula A o, terjadi kenaikkan suhu sebesar Δt sehingga bidang bertambah luas sebesar ΔA, maka dapat dituliskan : β = 1/A o. ΔA / Δt ΔA = A o β Δt β = Koefisien muai luas suatu zat ( per C ) dimana β = 2 α Sehingga luas bidang yang suhunya dinaikkan sebesar t akan menjadi A t = A o + ΔA A t = A o ( 1 + β Δt ) Contoh Soal: 1. Plat besi luasnya 4 m 2 pada 2 C. Bila suhunya dinaikkan menjadi 1 C maka berapa luasnya sekarang? Jawab: α = 11 x 1-6 / C β = 22 x1-6 / C A t = A o (1 + β. Δt ) = 4.[ (1-2 ) ] = 4 [ ] = 4 [ 1 +,176 ] = 4,74 m 2 396

12 2. Kaca seluas 2 m 2, dengan koefisien muai panjang 8,5.1-6 K, mengalami pemanasan dari suhu 2 C hingga 12 C. Tentukan luas akhir dari kaca! Jawab : A t =A o (1+. t) A t =2 (1+ 2 x 8,5.1-6.(12 2 ) A t =2,66 m 2 3) Pemuaian Ruang ( volume ) Volume mula-mula suatu benda V o, kemudian dipanaskan sehingga suhunya naik sebesar Δt, dan volumenya bertambah sebesar ΔV ini dapat ditunjukkan dalam rumus : γ = 1/V o. ΔV/Δt ΔV = γ. V o. Δt γ = koefisien muai ruang suatu zat ( per C ) γ = 3 α sehingga persamaan volumenya menjadi V t = V o + Δt V t = V o ( 1 + γ. Δt ) Contoh: 1. Sebuah balok kuningan mempunyai panjang 5 m, tinggi 2 m, dan lebar 1 m pada suhu 2 C. Jika kalor jenis kuningan 1, /K, tentukan volume kuningan pada suhu 12 C! Jawab : V t =V o (1+. t) V t =(5 x 2 x 1) (1+3.x1,8.1-5.(12 2 ) V t =1,54 m 3 397

13 a) Pemuaian Volume zat Cair Zat cair yang hanya mempunyai koefisien muai volume ( γ ). Bila volume mula-mula suatu zat cair V kemudian zat cair itu dipanaskan sehingga suhunya naik sebesar Δt dan volumenya bertambah besar ΔV, maka dapat ditulis sebagai berikut V t = γ. V o. Δt dan volumenya sekarang menjadi V t = V o + ΔV V t = V o ( 1 + γ Δt ) Hal ini tidak berlaku bagi air dibawah 4 C, ingat anomali air. b) Pemuaian Volume Gas Khusus untuk gas, pemuaian volume dapat menggunakan persamaan seperti pemuaian zat cair, 1 V t = V o ( 1 + γ Δt ) dengan nilai = 273 Perubahan volume gas tidak hanya menggunakan persamaan tersebut di atas, namun ada besaran-besaran lain yang perlu diperhatikan seperti tekanan dan temperatur. Persamaan yang berlaku dalam pemuaian gas dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut. Pada saat tekanan konstan, berlaku hukum Gay Lussac : V1 T 1 V T

14 Pada saat temperatur konstan, berlaku hukum Boyle : P 1.V 1 = P 2.V 2 Pada saat volume konstan, berlaku hukum Charles : P T 1 1 P T 2 2 Pada saat kondisi ideal dengan mol konstan, berlaku hukum Boyle-Gay Lussac : P1 V1 T 1 P2V T dengan keterangan, V = volume (liter atau m 3 ) T = temperature (K) P = tekanan (N/m 2 atau atm atau Pa) 2 2 Contoh: 1. Suatu gas mula-mula volumenya V, berapa besarkah suhu harus dinaikkan supaya volumenya menjadi 2 kali volume mula-mula, dengan tekanan tetap. Penyelesaian: Diketahui : V o = V dan V t = 2V Ditanya : t...? Jawab : V t = V o ( 1 + 1/ 273 Δt ) 2V = V ( 1+ 1/ 273 Δt ) 2 = ( 1 + 1/ 273 Δt ) 399

15 1 = 1/ 273 Δt Δt= 273 C Jadi suhu gas tersebut harus dinaikkan sebesar 273 C b. Perubahan Wujud Ketika sejumlah kalor diterima atau dilepas oleh suatu zat, maka ada dua kemungkinan yang terjadi pada suatu benda, yaitu benda akan mengalami perubahan suhu, atau mengalami perubahan wujud. Kenaikan suhu suatu benda dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan yang mengkaitkan dengan kalor jenis atau kapasitas kalor. Sedangkan pada saat benda mengalami perubahan wujud, maka tidak terjadi perubahan suhu, namun semua kalor saat itu digunakan untuk merubah wujud zat, yang dapat ditentukan dengan persamaan yang mengandung unsur kalor laten. Besar kalor laten yang digunakan untuk mengubah wujud suatu zat dirumuskan : Q m L Q = m.l Dengan keterangan, : kalor yang diterima atau dilepas (Joule atau kal) : massa benda (kg atau gram) : kalor laten (J/kg atau kal/gr) (kalor uap atau kalor lebur) Tabel kalor lebur dan kalor didih beberapa zat Nama Zat Titik lebur ( C) Kalor lebur (J/kg) Titik didih Kalor didih (J/kg) 4

16 Air (es) 3, , Raksa -39 1, ,6 2, Alkohol , ,3 8, Hidrogen , ,8.1 5 Adanya kalor laten berupa kalor lebur dan kalor didih sangat sering dijumpai dalam kehidupan, seperti meleburnya es cream pada suhu normal, atau mendidihnya air sebelum dikonsumsi untuk kehidupan sehari-hari. Perubahan wujud ini dapat dijelaskan dengan teori kinetik, yang menyatakan bahwa saat mencapai titik lebur atau titik didih, kecepatan getar zat akan bernilai maksimum, sehingga kalor yang diterima tidak digunakan untuk menambah kecepatan, namun digunakan untuk melawan gaya ikat antar molekul zat. Sehingga saat molekul-molekul itu dapat melepaskan ikatannya, maka zat akan berubah wujud melebur atau mendidih. Contoh: 1. Tentukan kalor yang diperlukan untuk meleburkan 1 kg es pada suhu C. jika kalor lebur es 3, J/kg! Jawab : Q = m. L Q = 1 kg. 3, J/kg Q = 3, J 2. Berapakah banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah 2 gram es pada suhu C menjadi uap air pada suhu 1 C? (c air = 4.2 J/kg K, L es = 336 J/ g, L uap = 2.26 J/g) Penyelesaian : Diketahui : m es = C t air = C 41

17 t didih = 1 C c air = 4.2 J/kg K L es = 336 J/ Gajahmungkur L uap = 2.26 J/g Ditanya : Q total..? Jawab : Q 1 = m es x L es = (2) x (336) = 672 Joule Q 2 = m es x c air x t = (2 x 1-3 )(4.2)(1) = 84 Joule Q 3 = m es x L uap = (2) (2.26) = 4.52 Joule Jadi Q total = Q 1 + Q 2 + Q 3 = = 6.32 Joule Latihan Kerjakan di buku latihanmu! 1. Sebatang besi massanya 5 gr bersuhu 2 C kemudian dipanaskan hingga mencapai suhu 9 C, jika kalor jenis besi,7 kalori/gr C, hitunglah jumlah kalor yang diserap besi! 2. Sebatang besi massanya 5 gram bersuhu 3 C kemudian dipanaskan hingga mencapai suhu 8 C.Jika kalor jenis besi,7 kalori/gram C.Hitunglah jumlah kalor yang diserap! 42

18 3. Sebuah benda mempunyai masa,5 kg diberipanas jika suhu mula-mula benda 3 C menjadi 8 C. hitung kalor jenis benda jika basarnya kalor yang diberikan 25 joule? 4. Sebatang besi massanya 5 gr bersuhu 2 C kemudian dipanaskan hingga mencapai suhu 9 C, jika kalor jenis besi,7 kalori/gr C, hitunglah jumlah kalor yang diserap besi! Gambar 3. Percobaan mengukur kalor jenis berbagai logam menggunakan kalorimeter c. Perubahan Suhu Suhu merupakan suatu istilah yang dipakai untuk membedakan panas dinginnya suatu benda. Misalnya benda panas akan dikatakan mempunyai suhu tinggi dan benda dingin mempunyai suhu yang rendah. Zat cair yang biasanya dipakai untuk mengisi termometer adalah air raksa. Suhu dapat diukur dengan termometer. Kebaikan air raksa dari zat cair lainnya yaitu : a. Air raksa dapat cepat mengambil panas benda yang diukur sehingga suhunya sama dengan suhu benda yang diukur tersebut. b. Dapat dipakai untuk mengukur suhu benda dari yang rendah sampai yang tinggi, karena air raksa punya titik beku 39 C dan titik didih 357 C. c. Tidak dapat membasahi dinding tabung, sehingga pengukurannya dapat lebih teliti. d. Pemuaian dari air raksa adalah teratur. 43

19 e. Mudah dilihat, karena air raksa mengkilat. Selain air raksa dapat juga digunakan alkohol untuk mengisi tabung termometer. Alkohol mempunyai titik rendah / beku 114 C dengan titik didih 78 C. Termometer ada berbagai macam menurut fungsinya, yaitu : a. Termometer suhu badan b. Termometer udara c. Termometer logam d. Termometer maximum dan minimum e. Termograf untuk terminologi f. Termometer digital Gambar 4. Termometer Gambar 5. Termometer digital Skala Termometer Macam macam satuan skala termometer : 1. Termometer skala Celcius, titik didihnya 1 C dengan titik beku C. Sehingga dari 1 C, dibagi dalam 1 skala. 2. Termometer skala Reamur, titik didihnya 8 R dengan titik beku R. Sehingga dari 8 R, dibagi dalam 8 skala. 3. Termometer skala Kelvin, titik didihnya 373 K dengan titik beku 273 K. Sehingga dari 273 K 373 K, dibagi dalam 1 skala. 44

20 4. Termometer Fahrenheit, titik didihnya 212 F dengan titik beku 32 F. Sehingga dari 32 F 212 F, dibagi dalam 18 skala. 5. Termometer Rainkin, titik didihnya 672 Rn dengan titik beku 492 Rn. Sehingga dari 492 Rn 672 Rn, dibagi dalam 18 skala. Gambar 6. Es yang mencair menurut Celcius dan Reamur bersuhu º, menurut Fahrenheit bersuhu 32º, menurut Kelvin bersuhu 273º, dan menurut Rainkin bersuhu 672º Jadi, pembagian skala skala tersebut diatas satu skala dalam derajat Celcius sama dengan satu skala dalam derajat Kelvin. 1 skala C = 1 skala K 1 skala C < 1 skala R 1 skala C > 1 skala F 1 skala C > 1 skala Rn Perbandingan Pembagian Skala C, R, F, K, Rn C : R : F : K : Rn = 1 : 8 : 18 : 1 : 18 C, R, F = 1 : 8 : 18 = 5 : 4 : 9 Dalam perhitungan menjadi : 5 a. C = R 4 5 C = (F 32 ) 9 C = 5 (Rn 9 = 5 : 4 : 9 : 5 : ) 45

21 C = K b. R = 5 4 C 4 R = (F 32 ) 9 4 R = (Rn 492 ) 9 R = 5 4 ( K 273 ) c. F = 9 C 32 5 F = 4 9 R + 32 F = Rn F = {( F 32 )} d. K = C K = 5 4 R K = { ( (F 273 )} K = { (Rn 492 )} e. Rn = 5 9 C Rn = F Rn = ( R)

22 9 Rn = { (K 273 ) Dengan perhitungan diatas dapat disimpulkan bahwa : Perubahan 2 termometer mengikuti aturan perbandingan sebagai berikut : X TTBX TTA TTB X X Y TTBY TTA TTB Y Y Contoh: 1. Jawablah titik titik di bawah ini dengan menggunakan rumus yang benar! a. 16 R =.. Rn b. 2 R =.. C c. 123 K =.. Rn d. 17 R =.. K e. 69 F =.. R f. 5 Rn =.. F Jawab: 9 1. a. Rn = R = 528 Rn 5 b. C = R 4 = = 25 C c. Rn = { 5 9 ( K 273 ) } = { 5 9 ( ) } 47

23 9 = { ( 15 ) } 5 = { } = 222 Rn 5 d. K = = 293 K 4 e. R = ( ) 9 4 = = 16 F f. F = Rn 46 = 5 46 = 41 F 2. Air mendidih bersuhu 3 C termometer X mempunyai TTA 15 X dan TTB 5 X termometer Y mempunyai TTA 13 Y dan TTB 3 Y. Tentukan berapa suhu air mendidih menurut termometer X dan Y. Penyelesaian: Diket : Air mendidih suhu = 3 C TTA X = 13 X, TTB X = 5 X TTA Y = 13 Y, TTB Y = 3 Y Ditanya : Suhu termometer X dan Y? Jawab : C X Y TTA 1 C 15 X 13 Y 3 C?? TTB C 5 X 3 Y 48

24 Termometer x C TTBC TTA TTB C C X TTBX TTA TTB X X 3 1 X X X 5 3 = 2 X + 5 = 6 X = 1 X Termometer Y 3 1 Y Y 1 Y 3 = 3 Y = 6 Y Kegiatan Percobaan Mandiri Tujuan Untuk mengetahui bahwa aliran elektron menghasilkan panas. Alat dan Bahan 49

25 Baterai ukuran AA (ukuran kecil) lembaran aluminium gunting penggaris Petunjuk Teknis Potong suatu pita lembaran aluminium berukuran 15 cm x 2,5 cm. Lipat pita tersebut pada pertengahan arah membujur sebanyak dua kali untuk membentuk sebuah pita tipis 15 cm yang akan digunakan sebagai kawat. Dengan satu tangan, pegang ujung-ujung kawat aluminium pada kutub-kutub baterai. Setelah 1 detik, sentuh kawat aluminium sambil tetap memegang kawat pada. kedua kutub baterai. Hati-hati: Jangan memegang kawat pada kutub-kutub baterai lebih dari 2 detik. Kawat akan bertambah panas dan muatan baterai dengan cepat berkurang (kehilangan dayanya). Hasil Kawat aluminium menjadi panas. 41

26 Mengapa demikian? Memegang kawat pada kedua kutub baterai membuat lintasan-tempat elektron bergerak (rangkaian listrik). Elektron bergerak keluar dari kutub negatif baterai. Gerakan elektron menyebabkan kawat menjadi panas. Jika sebuah bola lampu dipasang pada suatu rangkaian listrik, elektron bergerak melalui bola lampu tersebut. Gerakan elektron memanaskan filamen kawat di dalam bola lampu. Filamen kawat yang panas tersebut menjadi berpijar, demikian panas sehingga mengeluarkan cahaya. Latihan Kerjakan soal-soal berikut di buku latihanmu! 1. Termometer X pada es yang sedang melebur menunjukan -3 X dan pada air yang mendidih menunjukan 15 X. Apabila sebuah benda suhunya 4 C skala yang menunjukan oleh thermometer X? 2. Pengukuran suhu ruangan 31 K. Tentukan suhu ruangan tersebut jika diukur menggunakan thermometer Celcius? 3. Pada thermometer skala Y titik bekunya 2 Y dan titik didihnya 16 Y, maka benda suhu suatu benda bila diukur menggunakan thermometer skala Y apabila suhu suatu benda 3 C 4. Pada termometer skala Y titik bekunya 2 Y dan titik didihnya 16 Y, maka benda suhu suatu benda bila diukur menggunakan thermometer skala Y apabila suhu suatu benda 3 C 5. Suhu suatu benda menunjukan angka112 F. tentukan suhu benda tersebut bila diukur dengan termometer Kelvin? 6. Menurut thermometer kelvin suhu udara di sekitar kompor 323 berapa suhu udara di sekitar kompor yang menurut termometer D dan J. Apa bila TTA d =36, TTB d = 17 dan TTA j = 15 TTB j =2 7. Konversikan derajad suhu berikut: 411

27 a. 68 R = C b. 85 C = Rn c. 113 F = C d. 14 R = K e. 24 C = F f. 726 K = C g. 545 Rn = K h. 883 Rn = R i. 86 C = R j. 532 R = F 8. Ruda & Rudi sedang mengukur suhu tubuh temannya yang kejang-kejang. Ruda menggunakan termometer Celcius dan menunjukan 42º C, sedangkan Rudi menggunakan termometer Reamur. Berapakah suhunya dengan menggunakan termometer Reamur? 9. Di sebuah gurun pasir yang panas banget termometer Celcius menunjukan 8º C. menurut termometer Reamur - Fahrenheit - Kelvin? 1. Termometer bernama Phe dan Whe. Air mendidih termometer Phe 12º P & menurut Whe 13º W. Es yang melebur menurut Phe -4º P dan menurut Whe 1º W. Secangkir teh panas diukur termometer Phe 5º P. Berapa menurut termometer Whe? 11. Menurut Reamur suhu Agnes Monica yang sedang demam 4º R. Berapa suhu Agnes menurut termometer ABC bila diketahui TTAa 11º A & TTBa 1º A, TTAb 13º B & TTBb º B, TTAc 15º C & TTBc -1º C? 12. Menurut Celcius suhu bayi 34º C. Berapa suhu bayi tersebut menurut termometer P & D bila TTAp 11º P, TTBp -2º P, TTAd 15º D, TTBd 1º D? 412

28 B. Perpindahan Kalor Konduksi Radiasi Konveksi Gambar 7. Tiga macam cara perpindahan energi kalor Setelah sekilas memahami adanya sejumlah kalor dapat menyebabkan perubahan wujud atau kenaikan suhu pada suatu benda, serta telah dipelajarinya proses pemuaian sebagai dampak adanya penyerapan kalor pada benda, yang tentunya menuntut pemahaman tentang adanya konsep konversi dari berbagai satuan dari besaran perubahan suhu, maka yang tak kalah pentingnya dari semua itu bahwa kalor sebagai suatu bentuk energi ternyata dapat mengalami perubahan tempat, atau dikatakan bahwa kalor dapat berpindah tempat. Tanpa usaha luar, maka kalor sebagai suatu bentuk energi dapat berpindah tempat dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah dengan berbagai cara, yaitu : 1. Konduksi Konduksi adalah hantaran kalor yang tidak disertai dengan perpindahan partikel perantaranya. Pada hantaran kalor ini yang berpindah hanyalah energinya, tanpa melibatkan partikel perantaranya, seperti hantaran kalor pada logam yang 413

29 dipanaskan dari satu ujung ke ujung lainnya. Saat ujung B dipanaskan, maka ujung A, lama kelamaan akan mengalami pemanasan juga, hal tersebut dikarenakan energi kalor yang menggetarkan molekul-molekul di ujung B turut menggetarkan molekul-molekul yang ada disampingnya hingga mencapai titik A. Energi kalor yang dipindahkan secara konduksi sebesar, t Q = k A t l Sedang besar laju aliran kalor dengan konduksi dirumuskan, H Q t k. A. t l H Q t k = laju aliran kalor (J/s atau watt) = kalor yang dipindahkan (joule) = waktu (s) = konduktivitas termal zat (W/mK) A = luas penampang melintang (m 2 ) t = perubahan suhu ( C atau K) l = tebal penghantar (m) Tabel konduktivitas termal zat (W/mK) Bahan k Emas 3 Besi 8 Kaca.9 Kayu.1.2 Beton.9 414

30 Air.6 Udara.24 alumunium 24 Contoh soal: 1. Besi panjangnya 2 meter disambung dengan kuningan yang panjangnya 1 meter, keduanya mempunyai luas penampang yang sama. Apabila suhu pada ujung besi adalah 5ºC dan suhu pada ujung kuningan 35ºC. Bila koefisien konduksi termal kuningan tiga kali koefisien termal besi,hitunglah suhu pada titik sambungan antara besi dan kuningan! Jawab: Misalkan suhu pada titik sambungan = T. maka [k. A T/L)] besi = [k. A T/L)] kuningan k. A (5 - T) / 2 = 3 k A (T - 35)/ l T= 26/7= 371,4ºC 2. Konveksi Konveksi adalah hantaran kalor yang disertai dengan perpindahan partikel perantaranya. Contoh dari peristiwa konveksi adalah seperti perpindahan kalor pada zat cair yang dipanaskan, ventilasi kamar, cerobong asap, pengaturan katub udara pada kompor, dan kipas angin. Umumnya konveksi terjadi pada gas dan zat cair. Energi kalor yang dipindahkan secara konveksi sebesar, 415

31 Q = k A t. t Kecepatan perpindahan kalor di sekitar suatu benda dirumuskan : H Q t H Q t h.a. t = laju aliran kalor (J/s atau watt) = kalor yang dipindahkan (joule) = waktu (s) h = koefisien konveksi (W/m 2 K) A = luas penampang melintang (m 2 ) t = perubahan suhu ( C) 3. Radiasi Radiasi adalah hantaran kalor yang tidak memerlukan medium perantara, seperti kalor dari matahari yang sampai ke bumi, kalor api unggun yang sampai pada orang yang ada di sekitarnya, pendingin (pemanas) rumah, pengeringan kopi, pembakaran dengan oven dan efek rumah kaca. Energi kalor yang dipindahkan secara radiasi sebesar, Q = e A T 4 t Laju aliran kalor tiap satuan waktu dalam radiasi dirumuskan : H Q t Intensitas radiasi sebesar, R = e T 4 e.a.t 4 H = laju aliran kalor tiap satuan waktu (J/s atau watt) 416

32 R = intensitas radiasi ( W/m 2 ) Q = kalor yang dialirkan (J) t = waktu (s) A = luas (m 2 ), luas permukaan lingkaran = 4..r 2 T = suhu (K) e = emisivitas benda (tanpa satuan) (e bernilai 1 untuk benda hitam sempurna, dan bernilai untuk benda tidak hitam sama sekali. Pengertian benda hitam sempurna disini adalah benda yang memiliki kemampuan menyerap semua kalor yang tiba padanya, atau mampu memancarkan seluruh energi yang dimilikinya). Contoh: 1. Benda hitam sempurna luas permukaannya,5 m 2 dan suhunya 27 ºC. Jika suhu sekelilingnya 77 ºC, hitunglah: a. kalor yang diserap persatuan waktu persatuan luas b. energi total yang dipancarkan selama 1 jam. Jawab: Benda hitam, maka e = 1 T 1 = 3 K T 2 = 35 K = 5, watt/m 2 K 4 a. R = e ( T T 1 4 ) = 1. 5, ( ) = 391,72 watt/m 2 417

33 b. R = Q/A.t Q = R. A. t Q = 391,72.,5. 36 = 756 Joule C. Asas Black Ilmuwan Inggris pada tahun 1761 Joseph Black menyatakan bahwa kalor yang diberikan suatu benda sama dengan kalor yang diterima pada suatu benda dalam suatu sistem tertutup. Sistem tertutup tersebut dapat dilakukan dalam suatu kalorimeter, misalkan ada jumlah masa m 1 zat, bersuhu t 1, kemudian dicampuri dengan sejumlah masa m 2 zat lain bersuhu t 2 dan keduanya dapat ditentukan dengan persamaan: Q serap = Q lepas Bunyi asas Black Kalor yang diserap/diterima sama dengan kalor yang dilepas. kalor. Persamaan di atas dikenal dengan nama asas Black atau hukum kekekalan energi Contoh: 1. Jika 2 kg air bersuhu 5 C dicampur dengan 5 kg air bersuhu 26 C, maka tentukan suhu akhir campuran kedua zat! Jawab : Karena kedua zat sejenis, maka kalor jenis dari kedua zat adalah sama, dan dapat saling meniadakan. Q serap = Q lepas m 1.c. t 1 = m 2.c. t 2 418

34 2.c.(t-5) = 5.c.(26-t) 2.t 1 = 13-5.t t = 14 : 7 t = 2 C 2. Jika,5 kg es bersuhu 1 C dicampur dengan sejumlah air bersuhu 4 C, sehingga suhu campurannya adalah 2 C, maka tentukan massa dari air yang dicampurkan! (c es = 21 J/kg. C, c air = 42 J/kg.K, L es = 3,35.15 J/kg) Jawab : Dalam proses ini es akan mengalami tiga tahap wujud, yaitu padat (es), melebur dan wujud cair. Sedang air bersuhu 4 C hanya mengalami satu tahapan, yaitu perubahan suhu. Q serap (es) = Q lepas (air) Q 1 + Q 2 +Q 3 = Q 4 m 1.c es. t 1 + m 1.L + m 1.c air. t 2 = m 2.c air. t 3,5x2.1x( ( 1)) +,5x3, ,5x4.2x(4-2)= m 2 x4.2(4 2) , = 84. x m 2 m 2 =2,61kg Latihan Kerjakan di buku latihanmu! 1. Sebatang linggis massa 1 kg dimasukkan ke dalam api unggun hingga bersuhu 99 C. Jika kalor jenis linggis 28 J/kg C, berapakah suhu akhir ketikaa linggis 419

35 tersebut dicelupkan ke dalam bak mandi berisi 5kg air bersuhu 19 C, kalor jenis air 42 J/kg C? 2. Secangkir air kopi pahit bersuhu 7 C bermassa 2 gram, kedalamnya dituangkan susu sapi dingin dengan suhu 2 C bermassa 6 gram.jenis air kopi dan air susu sama dengan kalor jenis air yaitu 1 kalori/gram C. Berapakah suhu campuran sesudah tercapai keadaan setimbang? Rangkuman 1. Kalor adalah suatu bentuk energi. Sedangkan suhu adalah ukuran derajat panas dinginnya suatu benda. 2. Tara mekanik kalor adalah kesetaraan/ekuivalensi energi mekanik menjadi energi kalor. Dari hasil percobaan Joule besarnya adalah: 1 joule =,24 kalori 1 kalori = 4, 18 joule 3. Kapasitas kalor adalah jumlah kalor yang diperlukan suatu zat untuk menaikkan suhu zat sebesar 1 C. C Q Δt 4. Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan zat sebesar 1 kg untuk mengalami perubahan suhu sebesar 1 K atau 1 C. C c atau m Q c m. t 5. Pengaruh kalor yang diberikan pada suatu benda dapat menyebabkan tiga hal, yaitu : a. terjadi pemuaian b. terjadi perubahan wujud c. terjadi perubahan suhu 42

36 6. Pemuaian digolongkan menjadi tiga macam. Pemuaian Panjang (Linier) : l t = l o ( l + α. Δt ) Pemuaian Bidang ( Luas ) : A t = A o ( 1 + β Δt ) Pemuaian Ruang ( volume ) : V t = V o ( 1 + γ. Δt ) 7. Hukum-hukum pada pemuaian gas antara lain. Hukum Gay Lussac : V1 T 1 V T Hukum Boyle : P 1.V 1 = P 2.V 2 Hukum Charles : 8. Besar kalor yang digunakan untuk mengubah wujud suatu zat dirumuskan : Q = m.l P T 1 1 P T Macam macam skala termometer antara lain : Termometer skala Celcius, titik didihnya 1 C dengan titik beku C. Sehingga dari 1 C, dibagi dalam 1 skala. Termometer skala Reamur, titik didihnya 8 R dengan titik beku R. Sehingga dari 8 R, dibagi dalam 8 skala. Termometer skala Kelvin, titik didihnya 373 K dengan titik beku 273 K. Sehingga dari 273 K 373 K, dibagi dalam 1 skala. Termometer Fahrenheit, titik didihnya 212 F dengan titik beku 32 F. Sehingga dari 32 F 212 F, dibagi dalam 18 skala. Termometer Rainkin, titik didihnya 672 Rn dengan titik beku 492 Rn. Sehingga dari 492 Rn 672 Rn, dibagi dalam 18 skala. 1. Hubungan satuan derajad suhu satu sama lain sebagai berikut : C = 5 R 4 421

37 5 C = (F 32 ) 9 C = 5 (Rn 9 C = K ) R = 5 4 C 4 R = (F 32 ) 9 4 R = (Rn 492 ) 9 R = 5 4 ( K 273 ) F = 9 C 32 5 F = 4 9 R + 32 F = Rn F = {( F 32 )} K = C K = 5 4 R K = { ( (F 273 )} K = { (Rn 492 )}

38 9 Rn = C Rn = F Rn = ( R) Rn = { (K 273 ) Perbandingan skala dua termometer mengikuti aturan sebagai berikut : X TTBX TTA TTB X X Y TTBY TTA TTB 12. Perpindahan kalor digolongkan menjadi tiga macam antara lain, t Konduksi : Q = k A t l Y Y H Q t k. A. t l Konveksi : Radiasi : Q = k A t. t H Q t h.a. t Q = e A T 4 t H Q t R = e T 4 e.a.t Asas Black menyatakan bahwa kalor yang diberikan suatu benda sama dengan kalor yang diterima pada suatu benda dalam suatu sistem tertutup. 423

39 Q serap = Q lepas Soal Latihan Ulangan Bab 7 Soal Pilihan Ganda Pilihlah jawaban yang paling tepat! 1. C =. F a. -32 d. 4 b. e. 5 c F =. C a d. 52,2 b. 22,2 e. 54, c. 34,4 3. Termometer Celcius dan Fahrenheit memiliki suhu yang sama pada nilai. a. -4 d. 15 b. -12,5 e. 4 c. 4. Termometer Celcius dan Reamur memiliki nilai suhu yang sama pada nilai. a. -4 d. 15 b. -12,5 e. 4 c. 424

40 5. Sebuah termometer X memiliki titik atas 8 dan titik bawah 2. jika termometer celcius menunjuk angka 5 C. maka termometer X menunjuk angka. a. 3 d. 6 b. 4 e. 75 c Penggaris sepanjang 1 m terbuat dari besi dengan koefisien muai panjang 1,2 x 1-5 /K, dipanaskan dari suhu 1 C menjadi suhu 11 C, maka panjang penggaris adalah. a. 1,12 m d. 1,19 m b. 1,19 m e. 1,12 m c. 1,12 m 7. Sebuah plat kuningan memiliki luas penampang 8 cm 2, dipanaskan dari suhu 2 C menjadi 17 C. jika koefisien muai panjang kuningan 1,8 x 1-5 /K, maka prtambahan luasnya adalah. a.,234 cm 2 d.,543 cm 2 b.,324 cm 2 e.,832 cm 2 c.,432 cm 2 8. Sebuah balok dengan sisi 2 cm dipanaskan dari suhu 1 C menjadi 16 C. Jika balok terbuat dari besi dengan koefisien muai panjang 1,2 x 1-5 /K, maka volume akhir dari balok adalah. a. 83,2 cm 3 d. 833,2 cm 3 b. 814,2 cm 3 e. 843,2 cm 3 c. 823,2 cm 3 9. Gas pada suhu tetap, memiliki volume 4 liter pada tekanan 1 atm. Volume gas pada tekanan 1,5 atm adalah. a. 1,67 liter d. 4,67 liter b. 2,67 liter e. 5,67 liter c. 3,67 liter 425

41 1. Pada tekanan tetap,8 atm, volume gas 4 liter pada suhu 27 C, maka volume gas pada suhu 127 C adalah. a. 3,33 liter d. 6,33 liter b. 4,33 liter e. 7,33 liter c. 5,33 liter 11. Pada suhu C, tekanan udara 1 atm, volume suatu gas adalah 2 liter, maka volume gas pada suhu 273 C dan tekanan 5 atm adalah. a.,8 liter d. 2,5 liter b. 1,5 liter e. 4 liter c. 2 liter 12. Jika pada suhu 2 C massa jenis emas 19,3 gr/cm 3, koefisien muai panjang emas 1,42 x 1-5 / C, maka massa jenis emas pada suhu 9 C adalah. a. 19,3 gr/cm 3 d. 19,25 gr/cm 3 b. 19,28 gr/cm 3 e. 19,24 gr/cm 3 c. 19,27 gr/cm Sebuah tabung aluminium memiliki volume 3 ml pada suhu 2 C, dan berisi penuh gliserin. Jika suhu tabung dijadikan 11 C dan jika koefisien muai panjang aluminium 2,25 x 1-5 / C dan koefisien muai volume gliserin 5,3 x 1-4 / C, maka volume gliserin yang tumpah adalah. a. 12,24 ml d. 9,76 ml b. 11,87 ml E. 6,87 ml c. 1,98 ml 14. Gas memiliki suhu 5 C. Jika tekanan gas dijaga konstan, dan volumenya dijadikan 2 kali lipat, maka suhunya sekarang adalah. a. 173 d. 456 b. 234 e. 468 c Besi bermassa 1 kg dipanaskan dari suhu 14 C menjadi 3 C, dengan energi kalor sebesar 72 J, maka kalor jenis besi adalah. 426

42 a. 254 J/kg.K d. 45 J/kg.K b. 345 J/kg.K e. 543 J/kg.K c. 425 J/kg.K 16. Kapasitas kalor air bermassa 15gram (kalor jenis air 42 J/kg.K) adalah. a. 63 J/K d. 45 J/K b. 54 J/K e. 35 J/K c. 5 J/K 17. Kalor yang diperlukan untuk meleburkan 1 gram es dari suhu -1 C menjadi air bersuhu 1 C adalah.(kalor jenis es = 21 J/kg.K, kalor jenis air = 42 J/kg.K, kalor lebur es = 336 kj/kg) a. 22. J d J b J e J c J 18. Sepotong logam 5 gram bersuhu 95 C dicelupkan dalam air 25 gram bersuhu 17 C. Jika suhu campuran 19,4 C, kalor jenis air = 42 J/kg.K, maka kalor jenis logam itu adalah. a.,16 kal/gr C d.,54 kal/gr C b.,21 kal/gr C e.,76 kal/gr /C c.,34 kal/gr C gram air bersuhu 5 C dicampur dengan 6 gram air bersuhu 2 C, akan memiliki suhu campuran sebesar. a. 25 C d. 42,5 C b. 3 C e. 45 C c. 4 C 2. Sepotong plat besi memiliki luas 2 m 2, dan tebal,5 cm, serta konduktivitas termal 8 W/m.K, akan memiliki laju aliran kalor sebesar., jika terjadi perbedaan suhu 4 pada kedua sisi plat besi tersebut. a. 1,54 x 1 5 watt d. 1,18 x 1 6 watt 427

43 b. 1,68 x 1 5 watt e. 1,28 x 1 6 watt c. 1,82 x 1 5 watt 21. Jika suatu zat memiliki kalor jenis tinggi,maka zat itu. a. lambat mendidih b. cepat mendidih c. lambat melebur d. lambat naik suhunya jika dipanaskan e. cepat naik suhunya jika dipanaskan 22. Sebuah benda hitam berbentuk bola yang berjari-jari 5 cm dijaga pada suhu konstan 327 C, akan memiliki laju aliran kalor sebesar. a. 231 J/s d. 176 J/s b. 221 J/s e. 175 J/s c. 198 J/s 23. Jika 75 gram air yang suhunya C dicampur dengan 5 gram air yang suhunya 1 C. maka suhu akhir campuran itu adalah. a. 25 C d. 65 C b. 4 C e. 75 C c. 6 C 24. Sebuah filamen lampu pijar dengan emisivitas,5, = 1-8 watt/m 2.K 4, memiliki suhu 1K. Jika daya lampu 6 watt, maka luas permukaan filament adalah. a. 5 cm 2 d. 2 cm 2 b. 1 cm 2 e. 25 cm 2 c. 15 cm Jika suhu suatu permukaan dijadikan 2 kali semula, energi yang dipancarkan tiap satuan waktu menjadi x kali semula, maka x adalah. a. 4 d. 32 b. 8 e. 64 c

44 Soal Uraian Kerjakan dengan benar! 1. Tabung gas dengan volume 4 lt bersuhu 27 C. jika tekanan tabung tetap, tentukan volume gas saat bersuhu 127 C! 2. Sebuah benda bermassa 2 Gram memerlukan kalor sebesar 276 Joule, sehingga mengalami kenaikan suhu sebesar 3 C? Hitunglah Kapasitas kalor dan kalor jenis? 3. Hitunglah banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah 2 Gram air menjadi uap, bila diketahui kalor uap air 54 Kkal/Kg? 4. Suatu zat massanya,4 Kg, membeku pada titik bekunya, dengan melepaskan kalor sebesar 128 KiloJoule. Hitunglah kalor beku zat tersebut? 5. Suatu logam yang terbuat dari alumunium panjangnya 2 m pada suhu 3 C. Bila koefisien muai pamjang alumunium 25 x 1-6 / C. Berapakah pertambahan pamjang batang alumunium tersebut bila suhunya dinaikan 5 C? 6. Plat besi luasnya 4 m 2 pada suhu 2 C. Bila suhunya dinaikan menjadi 1 C, hitung luasnya sekarang! 7. Sebatang besi massanya 5 gr bersuhu 2 C, kemudian dipanaskan hingga mencapai nsuhu 9 C. Jika kalor jenis besi,7 kal/gr C, hitunglah jumlah kalor yang diserap besi? 8. Apabila suhu air yang massanya 2 gram dinaikkan dari suhu 2 C sampai dengan 1 C, Berapa kalor yang diperlukan? 9. Berapakan kalor jenis suatu zat bila massa benda tersebut sebesar 1 gram suhunya akan naik 8 C bila diberikan kalori sebanyak 4 kalori? 429

45 1. Air sebanyak 2 gram pada bejana aluminium yang kapasitas kalornya 5 kal / C suhu air mula-mula 1 C kemudian kedalam bejana dimasukan 2 gram etil alkohol (C=,6 kal/gram C) pada suhu 6 C. Beberapa saat kemudian terjadi keseimbangan suhu. Tentukan suhu akhir campuran? 11. Suatu logam X berbentuk kubik dengan rusuk 2 cm massa 8 gram dipanaskan dengan suhu 8ºC. Sebuah kalorimeter terbuat dari bahan alumunium dengan massa 2 gram dan pengaduk dari bahan yang sama bermassa 25 gram. Bejana kalorimeter diisi air 1 gram,ternyata suhu akhir 3 ºC,maka berapakah kalor zat jenis tersebut? 12. Sebuah benda mempunyai masa,5 kg diberipanas jika suhu mula-mula benda 3 C menjadi 8 C. hitung kalor jenis benda jika basarnya kalor yang diberikan 25 joule? 13. Sepotong besi diberikalor sebesar 4 joule sehingga mengalami perubahan suhu dari 5 o C menjadi 1 o C, hitung kapasitas kalornya? 14. Kalor jenis es,5 kalor/g o C.5 gram es diberikalor sebesar 5 joule. Hitunglah perubahan suhunya? 15. Alkohol mempunyai masa 2gr dipanaskan dari suhu 25 o C sampai 65 o C. jika kalor jenisnya,7kal/g o c.hitunglah kalor diserap? 16. Diketahui sebuah benda memiliki masa 2gr, kalor jenis 1 joule/g o C,dan mula-mula memiliki suhu 1 o c kemudian berubah suhu 6 o C. Hitung kapasitas kalornya? 17. Air sebanyak 2 gr pada bejana alumunium yang kapasitas kalornya 2 kal/ o C. Suhu air mula-mula 3 o,kemudian kedalam bejana dimasukkan 15 gram etil alkohol ( c=,6 kal/gr o C ).pada suhu 6 o C. Beberapa saat kemudian terjadi keseimbangan suhu. Tentukan suhu akhir campuran? 18. Sebatang kawat yang masanya 25 gr bersuhu 22 o C kemudian dipanaskan hingga mencapai suhu 98 o C jika kalor jenis besi,6 kal/gr o C.hitunglah kalor yang diserap besi? 43

46 19. Sebatang besi masanya 2 gr dimasukkan kedalam api unggun sehingga bersuhu 9 o C. Jika kalor jenis besi 1 joule/kg o C, berapa suhu akhir ketika besi tersebut dicelupkan ke dalam bak mandi berisi 5 kg air bersuhu 19 o C kalor jenis air 42 joule/kg o C. 2. Sebuah benda memiliki masa 2 gr dipanaskan dengan suhu mula-mula 2 o C menjadi 75 o C. Jika kalor yang diserap 2 joule. Berapa kalor jenisnya? 21. Sebuah kawat memiliki kapasitas kalor 2 kal/ o C.dan mengalami perubahan suhu 7 o C. Hitung kalor yang diterima? 431