Matakuliah : K0635 - FISIKA
Tahun
: 2007
TEMPERATUR DAN KALOR
Pertemuan 23
1. Skala Temperatur
Temperatur menyatakan ukuran kuantitatif keadaan
panas-dinginnya suatu benda.
Skala Thermometer
Celcius ( TC )
: 0C
Kelvin ( TK )
:K
Fahrenheit ( TF ) : 0F
Hubungan ketiga skala thermometer tersebut :
TK = TC + 273 dan TF = TC + 32
Standar Skala suhu :
titik didih air
: 373 K = 100 0C = 212 0F
titik beku air
: 273 K = 0 0C = 32 0F
Nol mutlak
: 0 K = -273 0C = - 460 0F
Bina Nusantara
3
2. Pemuaian
Setiap benda akan mengalami perubahan betuk/ukuran dan
keadaan/wujud , bila temperatur benda tersebut berubah.
(1). Koefisien muai panjang ( )
L = L T
L = perubahan panjang
L = panjang mula-mula
T = perubahan temperatur
(2) Koefisien Muai luas ( )
A = A T
A = perubahan luas
A = luas mula-mula
Untuk benda padat : = 2
Bina Nusantara
(3) Koefisien Muai Volume ( )
V = V T
V = perubahan volume
V = volume mula-mula
Untuk benda padat : = 3
Bina Nusantara
3. Tegangan Termal
Benda yang kedua unjungnya dipertahankan tetap
(misal dengan dipaku), bila temperaturnya berubah
pada benda akan terjadi tegangan tekan atau
regangan tarik, yang disebut : Tegangan Termal.
Dari persamaan pemuaian : ΔL = α L0 ΔT
dan dari modulus elatisitas: E = ( F/A) / (ΔL/L0)
atau : ΔL = ( F L0)/ (E A)
Dari kedua persamaan ΔL di atas, dapat diperoleh :
F = α.E.A.ΔT
Bina Nusantara
3. Kalor dan Hantara Kalor
Kalor
Kalor merupakan energi yang mengalir dari suatu benda ke
benda lain karena adanya perbedaan temperatur antara
kedua benda
Satuan kalor :
- SI : kalori ( cal )
- British : BTU
1 BTU = 252 Cal
AZAS BLACK
Jika dua benda yang berlainan suhu 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
Bina Nusantara
Hantaran 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 :
(1) 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
Kalor yang mengalir dalam arah tegak lurus permukaan dalam
waktu dt :
dQ/dt = H = - k A dT/dX cal /s
k = konduktivitas panas
A = luas penampang benda
dT/dX = perubahan temperatur
Bina Nusantara
Untuk batang yang homogen :
H = - { k A ( T2 – T1 ) / L }
Jika batang terdiri atas n lempengan :
H = - { A ( T2 – T1 ) / ∑ ( Li / ki ) }
(2) Secara konveksi
Perpindahan kalor dimana molekul medium perantaranya
berpindah sambil membawa kalor . Terjadi pada medium
fluida.
Panas yang mengalir dalam fluida yang beda temperaturnya
T adalah :
H = h A T
h = koefisien konveksi
Bina Nusantara
(3). Secara radiasi
Perpindahan kalor melalui pancaran radiasi (gelombang )
Kecepatan energi meninggalkan suatu benda yang suhunya
T ( Kelvin), dan luas penampangnya A :
dQ/dt = e A T4
Watt/m2
= konstanta Boltzman
= 5,67x10-8 W/m2K4
e = faktor emisivitas permukaan
(0<e<1)
Bina Nusantara
© Copyright 2024 Paperzz
