Matakuliah Tahun : K0614 / FISIKA : 2006 PERTEMUAN 13 1 Pada pertemuan ini akan dibahas mengenai : 1. Skala temperatur 2. Pemuaian 3. Kalor dan kapasitas kalor 4. Perpindahan kalor 2 1. TEMPERATUR Menyatakan ukuran kuantitatif keadaan panas-dinginnya suatu benda. Skala Thermometer Terdapat beberapa sistem penskalaan termometer, diantaranya: a. Celcius ( TC ) : 0C b. Kelvin ( TK ) :K c. Fahrenheit ( TF ) : 0F TK = TC + 273 dan TF = TC + 32 3 • Standar Skala Temperatur / suhu : titik didih air : 373 K = 100 0C = 212 0F titik beku air : 273 K = 0 0C Nol mutlak : 0 K = 32 0F = -273 0C = - 460 0F 2. Pemuaian Perubahan temperatur benda akan menyebabkan perubahan ukuran dan keadaan (wujud) benda . a. Koefisien muai panjang ( ) L = L T dimana : L = perubahan panjang L = panjang mula-mula T = perubahan temperatur 4 b. Koefisien Muai luas ( ) A = A T dimana : A = perubahan luas A = luas mula-mula Untuk benda padat, dapat diambil pendekatan: = 2 c. Koefisien Muai Volume ( ) V = VT dimana : V = perubahan volume V = volume mula-mula Untuk benda padat, dapat diambil pendekatan: = 3 5 • Perubahan wujud benda Wujud benda dapat dalam bentuk : padat , cair , gas Perubahan wujud benda dapat disebabkan oleh : perubahan tekanan dan atau temperatur benda. P C Padat cair gas A T A : adalah titik triple , dimana wujud padat , cair dan uap dalam kesetimbangan thermal ( temperatur sama) C : adalah titik kritis (TC) , dimana pada temperatur >Tc tidak terdapat wujud cair Pada umumnya setiap benda mempunyai titik kritis 6 dan titik triple sendiri 4. K A L O R dan Kapasitas kalor • Kalor : adalah energi yang mengalir dari suatu benda ke benda lain karena adanya perbedaan temperatur antara kedua benda Kalorimeter : adalah alat untuk mengukur kalor • Satuan kalor : Satuan kalor yang biasa digunakan adalah : a. Sistem SI : kalori ( cal ) b. British : BTU(british thermal unit ) dimana : 1 BTU = 252 Cal 7 • Kalor jenis ( c) : adalah Kapasitas kalor (Q/T) persatuan massa c = Q / ( m T ) atau Q = c m T Q = + berarti benda menerima kalor Q = - berarti benda melepas kalor • AZAS BLACK Jika dua benda yang berlainan temperatur digabung menjadi satu , maka akan terjadi perpindahan kalor dari benda panas ke benda dingin , hingga mencapai kesetimbangan ( suhu kedua benda menjadi sama ) Qdilepas + Qditerima = 0 Qdilepas : bertanda negatif Qditerima : bertanda positif 8 4. PERPINDAHAN KALOR Kalor akan mengalir dari sistem yang suhunya tinggi ke sistem yang suhunya lebih rendah hingga tercapai kesetimbangan thermal . Cara perpindahan kalor tergantung pada medium yang dilewati : a. Cara konduksi Perpindahan kalor dimana tidak terjadi gerakan molekul medium perantara. Kalor dipindahkan karena vibrasi molekul dan menumbuk molekul tetangga. Cara ini terjadi pada medium padat 9 Kalor yang mengalir dalam arah tegak lurus permukaan dalam waktu dt adalah : dQ/dt = H = - k A dT/dX cal /s k = konduktivitas panas A = luas penampang benda dT/dX = perubahan temperatur Untuk batang yang homogen : H k A ( T2 - T1 ) L jika batang terdiri atas n lempengan (lapisan) A ( T2 - T1 ) H(Li /k i ) 10 b. Secara konveksi Perpindahan kalor dimana molekul medium perantaranya berpindah sambil membawa kalor . Perpindahan kalor seperti terjadi pada medium fluida Panas yang mengalir dalam fluida yang beda temperaturnya T adalah : H = h A T h = koefisien konveksi 11 c. Secara radiasi Perpindahan kalor melalui pancaran radiasi ( gelombang ) Kecepatan energi meninggalkan suatu benda yang suhunya T ( Kelvin) dQ/dt = e A T4 Watt/m2 = 5,67x10-8 W/m2K4 ( konstanta Boltzman ) e = faktor emisivitas permukaan ( 0 < e < 1 ) 12 13
© Copyright 2024 Paperzz
