DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ......................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ....................................................................................................... ii
DAFTAR ISI ..................................................................................................................... iii
BAB I PENDAHULUAN.................................................................................................. 1
1.1 Ruang Lingkup............................ ………………………………………………...1
1.2tujuan Penulisan............................ ………………………………………………...1
BAB II. PEMBAHASAN................................................................................................. 2
II.1 SUHU.................................................................................................................... 2
a.alat ukur suhu............................................................................................................. 2
b. thermometer bimetal................................................................................................. 3
c.termometer gas........................................................................................................... 3
II.2 KALOR................................................................................................................. 3
a) Kalor
Jenis.......................................................................................................... 3
b) Kapasitas kalor.................................................................................................... 3
c.) Kalor lebur ......................................................................................................... 5
d) Kalor uap............................................................................................................. 5
e) Azas Black .......................................................................................................... 5
f) Kalorimeter.......................................................................................................... 6
II.3 PERPINDAHAN KALOR.................................................................................. 6
II.4 PERUBAHAN WUJUD...................................................................................... 6
II.5 PEMUAIAN......................................................................................................... 9
II.6 MASALAH & MANFAAT PEMUAIAN........................................................... 12
BAB III. KESIMPULAN.................................................................................................. 15
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 16
BAB
I
PENDAHULUAN
A.Ruang Lingkup Pembahasan
Pada dasarnya kehidupan manusia selama ini tidak bias
terlepas dari yang namanya suhu dan kalor. Dalam kehidupan manusia yang selalu
menjidak kalor sebagai alat untuk menjaga kestabilan manusia dalm menjalankan
kehidupanya di muka bumio ini. Dialam modernisasi seperti ini aplikasi kalor
dibidang teknologi mungkin tidak sulit anda temukan bahkan juga mungkin
terdapat dirumah anda,yaitu lemari es, suatu mesin yang diantaranya mengubah
suatu air menjadi es.aplikasi perpindahan kalor dialamanda jumpai pada
sirkuilasi udara di pantai. Pada siang hari bertiup angin dari laut menuju
darat, disebut angin laut. Begitu pula sebaliknya pada malam hari bertiup angin
dari darat menuju laut..Bagaimana air biasa menjadi es?, mengapa air laut
bertiup Siang hari dan angin darat bertiup malam hari?.Hal-hal tersebut
merupakan bagian-bagian daripada suhu dan kalor.
Makalah ini dispesifikasikan pada satu tinjauan permasalahan
yang dilihat dari berbagai topik yang muncul dari suhu dan kalor itu sendiri,
dimana pokok pembahasannya meliputi :
a.pengertian suhu dan kalor
b.komponen yang ada dalam suhu dan kalor
B.Tujuan Penulisan Makalah
Adapun tujuan yang diharapkan oleh penulis dengan penulisan
makalah ini adalah selain memenuhi TUGAS penunjang dalam mata kuliah telaah
fisika dasar1, juga dengan adanya makalah ini diharapkan dapat menambah wawasan
pengetahuan mahasiswa dalam bidang fisika pada umumnya terutama materi tentang
suhu dan kalor pada khususnya.
BAB
II
PEMBAHASAN
1.
SUHU
Suhu
atau temperatur benda adalah besaran yang menyatakan derajat panas suatu benda.
Benda yang panas eememiliki suhu yang tinggi, sedangkan benda yang dinginkan memiliki suhu yang rendah. Perlu diketahui bahwa suhu merupakan besaran, maka yang memiliki suhu tentu benda. Misalnya suhu es yang sedang mencair, suhu air yang mendidih dan seterusnya. Jadi tidak ada suhu tempat atau ruangan, yang ada adalah suhu udara di tempat atau ruangan.
Benda yang panas eememiliki suhu yang tinggi, sedangkan benda yang dinginkan memiliki suhu yang rendah. Perlu diketahui bahwa suhu merupakan besaran, maka yang memiliki suhu tentu benda. Misalnya suhu es yang sedang mencair, suhu air yang mendidih dan seterusnya. Jadi tidak ada suhu tempat atau ruangan, yang ada adalah suhu udara di tempat atau ruangan.
a). Alat Ukur Suhu
Ketika
kita memanaskan atau mendinginkan suatu benda sampai pada suhu tertentu,
bebrapa sifat fisik benda tersebut berubah. Sifat-sifat benda yang akibat
berubah adanya perubahan suhu di sebut sifat termometrik. Sifat termometrik
suatu zat dapat di manfaatkan sebagai suatu alat pengukur suhu. Thermometer
adalah alat yang di gunakan untuk mengukur suhu atau benda. Berbagai jenis
thermometer di buat berdasarkan beberapa sifat termometrik zat, seperti pemuain
zat padat, pemuain zat cair, pemuain gas, tekanan zat cair, teknan udara,
regangan zat padat, hambatan zat terhadap arus listrik, dan intensitas cahaya
(radiasi benda).
Berdasarkan sifat termomatrik zat, jenis-jenis thermometer antara lain sebagai berikut.
Thermometer Zat Cair Alat ni bekerja berdasarkan prinsip bahwazat cair akan memuai (bertamba volumenya jika di panaskan).
Berdasarkan sifat termomatrik zat, jenis-jenis thermometer antara lain sebagai berikut.
Thermometer Zat Cair Alat ni bekerja berdasarkan prinsip bahwazat cair akan memuai (bertamba volumenya jika di panaskan).
b)Thermometer
Bimetal
Alat
ini bekerja berdasarkan prinsip bahwa logam akan memuai (bertambah panjang)
jika di panaskan. Thermometer Hambatan Alat ini bekerja berdasar prinsi bahwa
seutas kawat logam di panaskan, hambatan listriknya akan bertambah. Perubahan
hambatan listrik ini kemudian di ubah ke dalam pulsa-pulsa listrik. Pulsa
listrik inilah yang menunjukan suhu saat itu.
Temokopel Perbedaan pemuain antara dua logam yang ke dua ujungnya di sentuhkan di manfaatkan pada termokopel. Pada prinsipnya, pemuaian yang berbeda antara dua logam yang ujungnya di sentuhkan akan menghasilkan gaya gerak listrik (GGL). Besar GGL inilah yang di manfaatkan oleh termokopel untuk menunjukan suhu.
Temokopel Perbedaan pemuain antara dua logam yang ke dua ujungnya di sentuhkan di manfaatkan pada termokopel. Pada prinsipnya, pemuaian yang berbeda antara dua logam yang ujungnya di sentuhkan akan menghasilkan gaya gerak listrik (GGL). Besar GGL inilah yang di manfaatkan oleh termokopel untuk menunjukan suhu.
c)Thermometer Gas
Bila
sejumlah gas yang di panaskan volumenya di jaga tetap, tekanannya akan
bertambah. Sifat termometrik. inilah yang di manfaatkan untuk mengukur suhu
pada thermometer gas.
Pyrometer
Pyrometer
bekerja dengan mengukur intensitas radiasi yang di pancarkan oleh benda yang
sangat panas. Instrument pyrometer tidak menyentuh benda panas sehingga
pyrometer dapat di gunakan untuk mengukur suhu yang sangat tinggi (kira-kira
5000C – 30000C) yang dapat membakar habis thermometer jenis lainnya.
Secara umum Termometer terbagi tiga, yaitu Termometer Celcius, Termometer Reamur, Termometer Kelvin dan
Termometer Fahrenheit.
2.
KALOR
Kalor
adalah energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang
suhunya lebih rendah ketika kedua benda bersentuhan.
Kalor
yang diberikan dalam sebuah benda dapat digunakan untuk 2 cara, yaitu untuk merubah
wujud benda atau untuk menaikkan suhu benda itu.
Besar
kalor yang diberikan pada sebuah benda yang digunakan untuk menaikkan suhu
tergantung
pada :
massa benda
kalor jenis benda
perbedaan suhu kedua benda
Secara
matematis persamaan dapat ditulis dengan :
dengan ketentuan:
- = Kalor yang diterima suatu zat (Joule)_
- = Massa zat (Kilogram)
- = Kalor jenis (Joule/kilogram°C,
- = Perubahan suhu (°C)
1.a) Kalor Jenis
Kalor jenis
adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu satu kg air sebesar
10 C. Untuk mencari kalor jenis, rumusnya adalah
:
Untuk mencari massa zat, rumusnya adalah:
Untuk mencari massa zat, rumusnya adalah:
1.b) Kapasitas kalor
Kapasitas kalor adalah banyaknya
kalor yang dibutuhkan oleh benda untuk menaikkan suhunya 1°C.
Rumus kapasitas kalor:
dengan syarat:
·
= Kalor yang diterima suatu zat (Joule)
·
= Kapasitas kalor (Joule/°C)
·
= Massa zat (Kilogram)
·
= Kalor jenis (Joule/kilogram°C)
·
= Perubahan suhu (°C)
1.c.) Kalor lebur
Rumus:
dengan ketentuan:
dengan ketentuan:
·
= Kalor yang diterima suatu zat (Joule)
·
= Massa zat (kilogram)
·
= Kalor lebur zat (Joule/kilogram)
1.d) Kalor uap
Rumus:
dengan ketentuan:
dengan ketentuan:
·
= Kalor yang diterima suatu zat (Joule)
·
= Massa zat (Kilogram)
·
= Kalor uap zat (Joule/kilogram)
1.e) Azas
Black
Teori kalorik menyatakan bahwa setiap benda mengandung
sejenis zat alir (kalorik) yang tidak dapat dilihat oleh mata manusia. Teori
ini diperkena lkan oleh Antoine Lavoiser.
Teori ini
juga menyatakan bahwa benda yang suhunya tinggi mengandung lebih banyak kalor
dari pada benda yang suhunya rendah. Ketika kedua benda
disentuhkan, benda yang suhunya tinggi akan kehilangan sebagian kalor yang
diberikan kepada benda bersuhu rendah. Akhirnya para ilmuwan mengetahui bahwa
kalor sebenarnya merupakan ssalah satu bentuk energi. Karena merupakan energi maka berlaku prinsip
kekekalan energi yaitu bahwa semua bentuk energi adalah ekivalen (setara)
dan ketika sej umlah energi hilang, proses selalu disertai dengan munculnya
sejumlah energi yang sama dalam bentuk lainnya. Kekekalan energi pada
pertukaran kalor pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuwan Inggris Joseph Black
dengan pernyataan : kalor yang dilepaskan o leh air panas (Qlepas) sama dengan
kalor yang diterima air dingin (Q terima). Secara matematis pernyataan tersebut
dapat ditulis dengan :
Qlepas = Qterima
1.f) Kalorimeter
Kalorimeter
adalah alat yang digunakan untuk menentukan kalor jenis suatu zat. Kalorimeter yang paling banyak digunakan adalah kalorimeter
aluminium. Alat ini dirancang sehingga pertukaran kalor tidak terjadi diluar
bejana. Untuk mengurangi radiasi kalor dan kehilangan kalor karena penyerapan
dinding bejana, maka kedua dinding bejana bagian dalam dan luar dibuat
mengkilap.
3.PERUBAHAN
WUJUD
4.
PERPINDAHAN KALOR
Perpindahan
kalor dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu :
a.
Konduksi
Jika sebuah
logam yang salah satu ujungnya dipanaskandalam selang waktu tertenu, ujung
lainnya pun akan terasa panas. Hal ini menunjukkan bahwa pada batang logam
tersebut terjadi aliran atau perpindahan kalor dari bagian logam yang bersuhu
tinggi ke bagian logam yang bersuhu rendah. Perpindahan kalor pada logam yang
tidak diikuti perpindahan massa ini disebut dengan perpindahan kalor secara
konduksi. Jadi konduksi adalah perpindahan kalor melalui zat perantara dn
selama terjadi perpindahan kalor, tidak disertai dengan perpindahan
partikel-partikel zat perantaranya.
Perpindahan kalor di dalam zat padat dapat dijelaskan
dengan teori atom. Atom atom dalam zat padat yang
dipanaskan akan bergetar dengan kuat. Atom atom yang bergetar akan memindahkan
sebagian energinya kepada atom atom tetangga terdekat yang ditumbuknya.
Kemudian atom tetangga yang ditumbuk dan mendapatkan kalor ini akan ikut
bergetar dan menumbuk atom tetangga lainnya, demikian seterusnya sehingga
terjadi perpindahan kalor
Dalam zat padat. Syarat
terjadinya konduksi kalor suatu benda adalah adanya perbedaan suhu antar dua
tempat pada benda tersebut. Kalor akan berpindah dari tempat bersuhu tinggi ke
tempat bersuhu rendah. Jika suhu
kedua tempat tersebut menjadi sama, maka rambatan kalor pun akan terhenti.
Berdasarkan kemampuan suatu zat menghantarkan kalor
secara konduksi, zat dapat digolongkan menjadi dua golongan, yaitu konduktor
dan isolator. Konduktor adalah zat yang dapat menghantarkan kalor dengan
baik, sedangkan isolator adalah kebalikannya, yaitu zata yang sukar
menghantarkan kalor. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa perpindahan kalor
secara konduksi bergantung pada jenis logam, luas penampang penghantar kalor,
perbedaan suhu antar ujung-ujung logam, serta panjang penghantar yang dilalui
oleh kalor tersebut.
Besar kalor yang mengalir per satuan
waktu pada proses konduksi ini tergantung pada :
a.Berbanding lurus deng
an luas penampang batang
b.Berbanding lurus
dengan selisih suhu kedua ujung batang, dan
c.Berbanding terbalik
dengan panjang batang
b. Konveksi
Adalah proses perpindahan
kalor yang terjadi yang disertai dengan perpindahan pergerakan fluida itu sendiri. Ada 2 jenis
konveksi, yaitu konveksi alamiah dan konveksi paksa. Pada konveksi alamiah pergerakan
fluida terjadi karena perbedaan massa jenis, sedangkan pada konveksi paksa terjadinya
pergerakan fluida karena ada paksaan dari luar. Contoh konveksi alamiah : nyala
lilin akan menimbulkan konveksi udara disekitarnya, air yang dipanaskan dalam
panci, terjadinya angin laut dan angin darat, dsb. Contoh konveksi paksa :
sistim pendingin mobil, pengering rambut, kipas angin, Besar laju kalor ketika
sebuah benda panas memindahkan kalor ke fluida di sekitarnya adalah berbanding lurus dengan luas permukaan benda yang
bersentuhan dengan fluida dan perbedaan suhu antara benda dengan fluida.
b.
Radiasi
adalah
perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Pada radiasi, kalor
atau energi merambat tanpa membutuhkan zat perantara, berbeda halnya dengan
konduksi
atau konveksi yang
selalu membutuhkan medium.
Sebenarnya setiap benda
memancarkan dan menyerap energi radiasi.Benda panas ada yang berpijar dan ada
juga yang tidak berpijar.
Kedua benda
tersebut memencarkan/meradiasikan energi kalor dalam bentuk gelombang
elektromagnetik dengan berbagai panjang gelombang. Yosef Stefan menemukan
bahwa laju rambat kalor secara radiasi tiap satu satuan luas permukaan benda
begantung pada sifat dan suhu permukaan benda. Benda yang mengkilap lebih sukar
memencarkan kalor daripada benda yang hitan dan kusam. Keadaan tersebut juga
berlaku untuk benda yang menyerap kalor. Benda yang permukaannnya mengkilap
lebih sukar menyerap kalor daripada benda yang permukaannnya hitam dan kusam.
Jadi dspst dikstsksn bahwa benda hitam dan kusam merupakan pemancar dan
penyerap kalor yang baik.
5.PEMUAIAN
Jika sebuah benda
dipanaskan/diberikan kalor, maka partikel -partikel dalam benda itu akan
bergetar lebih kuat sehingga saling menjauh. Sehingga ukuran benda akan menjadi lebih besar. Kita katakan bahwa benda itu
memuai.
Pemuaian
dapat terjadi baik pada benda padat, cair maupun gas.
A.Pemuaiann zat padat
a) Pemuaian Panjang
Pada
pemuaian panjang dianggap bahwa benda mempunyai luas penampang yang kecil,
sehingga
ketika dipanaskan hanya memuai pada arah panjangnya saja. Besarnya pertambahan
panjang sebuah benda yang dipanaskan adalah berbanding lurus dengan :
·
panjang mula-mula benda
·
kenaikan suhu
Secara
matematis dituliskan :
ΔL = L0 a ∆T
Sedangkan
panjang benda setelah dipanaskan adalah :
Lt = Lo + ΔL
b) Pemuaian Luas
Pada
pemuaian luas, pemuaian terjadi pada arah melebar pada sisi panjang dan lebar
benda. ∆A=AO ß∆T
c) Pemuaian Volume
Pemuaian
volume biasanya terjadi pada zat cair dan gas. Pemuaian ini terjadi pada arah
memanjang, melebar dan meninggi. Analog dengan pemuaian panjang, persamaan pada
pemuaian volume adalah :
V = Vo. γ. Δt dimana berlaku
hubungan : γ = 3a
Vt = Vo (1+γ ∆T)
B.Pemuaian zat cair
Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian zat cair
disebut labu didih. Sifat utama zat cair adalah menyesuaikan dengan bentuk
wadahnya. Oleh karena itu zat cair hanya memiliki muai volume saja.
C.Pemuaian Gas
Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian gas disebut
dilatometer. Salah satu perbedaan antara zat gas dengan zat padat dan cair
adalah volume zat gas dapat diubah-ubah dengan mudah. Misal, sebuah tabung gas
elpiji. Di dalam tabung gas tentu akan mengadakan tekanan pada dinding tabung.
Tekanan ini disebabkan oleh gerakan partikel gas. Peristiwa pemuaian pada zat
gas mudah diamati daripada pemuaian pada zat padat. Pemuaian pada zat gas
ditunjukkan oleh gelembung-gelembung udara yang keluar dari dalam pipa kapiler
yang ada pada labu didih. Tiga hal yang perlu diperhatikan pada zat gas adalah
volume, tekanan dan suhu.
a.
Untuk volume terhadap perubahan suhu pada tekanan tetap
b. Tekanan terhadap perubahan suhu
pada volume tetap
Balon
udara merupakan salah satu contoh penerapan muai gas
6.MASALAH YANG DITIMBULKAN OLEH
PEMUAIAN
a.
Pemasangan kaca jendela
Tukang kayu merancang ukuran bingkai
jendela yang sedikit lebih besar daripada ukuran sebenarnya. Hal ini dilakukan untuk
memberi ruang kaca saat terjadi pemuaian. Apabila desain jendela tidak diberi
ruangan pemuaian, maka saat kaca memuai akan mengakibatkan retaknya kaca tersebut.
b. Celah pemuaian pada sambungan
jembatan
Sering kamu jumpai sambungan antara dua jembatan beton
terdapat celah di antaranya. Hal ini
bertujuan agar jembatan tersebut tidak melengkung saat terjadi pemuaian.
c. Sambungan rel kereta api
Sambungan rel kereta api dibuat ada celah diantara dua
batang rel tersebut. Hal ini bertujuan agar saat terjadi pemuaian tidak
menyebabkan rel melengkung. Rancangan yang sering digunakan sekarang ini
sambungan rel kereta api dibuat bertautan dengan ujung rel tersebut dibuat
runcing. Penyambungan seperti ini memungkinkan rel memuai tanpa menyebabkan
kerusakan.
d. Kawat telepon atau kawat listrik
Pemasangan kawat telepon atau kawat listrik dibiarkan kendor
saat pemasangannya pada siang hari. Hal ini dilakukan dengan maksud, pada malam
hari kawat telepon atau listrik mengalami penyusutan sehingga kawat tersebut
tidak putus.
Beberapa manfaat pemuaian yang sering kita jumpai dalam
kehidupan sehari-hari, antara lain:
a. Pengelingan
a. Pengelingan
Menyambung dua pelat dengan
menggunakan paku khusus dengan proses khusus disebut mengeling. Bagaimanakah
cara pemasangan paku keling? Paku keling yang dipakai untuk mengeling sesuatu
dalam keadaan panas sampai berpijar dan dimasukkan ke dalam lubang pelat yang
hendak kita keling. Kemudian paku bagian atas dipukul-pukul sampai rata.
Setelah dingin paku keling tersebut akan menyusut dan menekan kuat pelat
tersebut. Pengelingan dapat kamu jumpai pada pembuatan badan kapal laut.
b. Keping bimetal
Dua keping logam yang mempunyai
koefisien muai panjang berbeda dikeling menjadi satu disebut keping bimetal.
Keping bimetal peka terhadap perubahan suhu. Jika keping bimetal dipanaskan,
maka akan melengkung ke arah logam yang angka koefisien muai panjangnya kecil.
Bila didinginkan, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang angka
koefisien muai panjangnya besar. Perbedaan pemuaian ini dipakai sebagai
termostat. Termostat adalah alat yang berfungsi ganda sebagai saklar otomatis
dan sebagai pengatur suhu. Beberapa alat yang memanfaatkan keping bimetal dalam
termostat, antara lain: setrika listrik, almari es, bel listrik, alarm
kebakaran, lampu sen mobil atau motor, rice cooker, oven.
c. Pemasangan bingkai roda logam pada pedati dan kereta api
Roda pedati dan roda kereta api
memiliki ukuran lebih kecil daripada ukuran bingkainya. Untuk dapat memasang
roda logam tersebut , maka dengan cara pemanasan. Hal ini mengakibatkan roda
logam akan mengalami pemuaian. Kemudian roda logam tersebut dipasang pada
bingkainya, setelah dingin roda akan menyusut dan terpasang pada bingkainya
dengan kuat.
BAB
III
PENUTUP
A.KESIMPULAN
Berdasarkan materi diatas Suhu atau
temperatur benda adalah besaran yang menyatakan derajat panas suatu benda.
Benda yang panas eememiliki suhu yang tinggi, sedangkan benda yang dinginkan
memiliki suhu yang rendah.
Kalor adalah energi yang berpindah dari benda
yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah ketika kedua benda
bersentuhan.
Besar
kalor yang diberikan pada sebuah benda yang digunakan untuk menaikkan suhu
tergantung pada :
massa benda
kalor jenis benda
perbedaan suhu kedua benda
Perpindahan
kalor dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu :
- Konduksi
- Konveksi
- Radiasi
pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena
pengaruh perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima
kalor. Pemuaian terjadi pada 3 zat yaitu pemuaian pada zat padat, pada zat cair,
dan pada zat gas.
DAFTAR PUSTAKA
Bandura,A.
(1969).fisika alam.jakarta: erlangga.
De Potter, Bobbi
& Hernachi, Mike. (1992).physic of
unsure-unsur. Del Publishing. Developmen. Houghton Mufflin Company. Boston.
Development.J.B.Lippincoot
Company,Philadelphia,1973.
Jensen, A.R.
(1969). Physic.New York: Press. Portland Oregon.
Seifert,Kelvin
L.,and Hoffnung,Robert J.(1991). Chil and
physic.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق