Ipa Vii Cuilan 5 Kalor Dan Perpindahannya

A.    Kalor
Kalor yaitu bentuk energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah. Satuan kalor yaitu Joule dan kalori. Tara kalor mekanik yaitu : Bilangan yang mengatakan kesetaran antara satuan energi kalor dengan satuan energi mekanik.
Hubungan   1 kilokalori = 4,2 . 103 Joule
                        1 kalori       = 4,2 Joule
                        1 Joule          = 0,24 kalori
Satu kalori yaitu banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 gram air sehingga suhunya naik sebesar 1 °C.

B.    Perpindahan Kalor
Kalor berpindah dengan 3 cara yaitu:
1.    Konduksi ( Hantaran)
Konduksi yaitu perpindahan kalor melalui zat tanpa disertai perpindahan partikel zat tersebut. Konduksi hanya terjadi pada zat padat/logam. Contoh: besi dipanaskan.
Benda-benda yang sanggup menghantarkan kalor dengan baik dinamakan konduktor. Logam dan besi merupakan pola konduktor yang baik.Sebaliknya, benda-benda yang tidak sanggup mengantarkan kalor dengan baik dinamakan isolator. Contoh benda yang termasuk isolator yaitu kaca, kayu, dan plastik.
Dalam kehidupan sehari-hari, sanggup dijumpai peralatan rumah tangga yang prinsip kerjanya memanfaatkan konsep perpindahan kalor secara konduksi.misalnya terjadi pada peralatan dapur dan menyeterika pakaian. Adapun kegunaan isolator dalam kehidupan sehari-hari contohnya untuk pegangan panci, pegangan seterika, dan pegangan alat-alat pengorengan. Demikian juga kalau kita tidur di lantai memakai ganjal tikar atau kasur tipis. Hal ini bertujuan menghalangi perpindahan kalor secara konduksi.



1.    Konveksi  (Aliran)
Konveksi yaitu perpindahan kalor yang disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Konveksi terjadi pada zat cair dan gas.
-    Pada zat cair konveksi terjadi alasannya yaitu adanya perbedaan massa jenis zat, misal sistem pemanasan air, sistem ajaran air panas.
-    Pada zat gas konveksi terjadi alasannya yaitu adanya perbedaan tekanan udara, misal terjadinya angin darat dan angin laut, terjadinya angin gunung dan angin lembah, sistem ventilasi udara, untuk mendapat udara yang lebih hirau taacuh dalam ruangan dipasang AC atau kipas angin, peredaran udara cerobong asap pabrik dan peredaran udara pada lampu teplok
Proses terjadinya angin darat dan angin laut
a.     Angin Laut


 pada siang hari, panas matahari menjadikan daratan lebih cepat panas daripada lautan. Hal ini menjadikan udara di atas daratan menjadi lebih panas daripada udara di atas laut.Oleh alasannya yaitu itu, udara di atas daratan naik dan tempatnya digantikan oleh udara di atas maritim sehingga terjadilah ajaran udara dari lautan menuju daratan yang dinamakan angin laut.
b.    Angin Darat

 Pada malam hari, daratan lebih cepat hirau taacuh daripada lautan.Hal ini menjadikan udara di atas daratan lebih dingin  daripada udara di atas lautan. Oleh alasannya yaitu itu, udara di atas maritim naik dan tempatnya digantikan oleh udara di atas darat sehingga terjadilah ajaran udara dari daratan menuju lautan yang dinamakan angin darat.

2.    Radiasi  ( Pancaran)
Radiasi yaitu perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara. Contoh : panasnya sinar matahari hingga dibumi, panasnya api unggun, tungku pemanas dll.
Beberapa permukaan zat menyerap kalor bervariasi.Permukan hitam dan kusam yaitu penyerap kalor yang baik, sekaligus pemancar kalor yang baik, sedangkan permukaan yang putih dan mengkilap yaitu penyerap dan pemancar kalor yang buruk.
Alat untuk menyelidiki perembesan kalor disebut termoskop.


A.    Pemanfaatan Kalor dan perpindahaanya dalam Kehidupan Sehari-hari
Dalam kehidupan sehari-hari banyak dijumpai peralatan rumah tangga yang prinsip kerjanya memakai konsep perpindahan kalor, Berikut beberapa pola penerapan perpindahan kalor  dalam kehidupan sehari-hari.
1.   Termos
Termos berfungsi untuk menyimpan zat cair yang berada di dalamnya biar tetap panas dalam jangka waktu tertentu. Prinsip Kerja Termos sehingga sanggup mencegah perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, maupun radiasi yaitu :

 
a.     permukaan tabung beling bab dalam dibentuk mengkilap dengan lapisan perak yang berfungsi mencegah perpindahan kalor secara radiasi dan memantulkan radiasi kembali ke dalam termos,
 b. dinding beling sebagai konduktor yang jelek, tidak sanggup memindahkan kalor secara konduksi, dan
c.     ruang hampa di antara dua dinding kaca, untuk mencegah kalor secara konduksi dan biar konveksi dengan udara luar tidak terjadi.



2.   Seterika
Seterika terbuat dari logam yang bersifat konduktor yang sanggup memindahkan kalor secara konduksi ke pakaian yang sedang diseterika. Adapun, pegangan seterika terbuat dari materi yang bersifat isolator.
3.   Panci Masak
Panci masak terbuat dari materi konduktor yang bab luarnya mengkilap. Hal ini untuk mengurangi pancaran kalor. Adapun pegangan panci terbuat dari materi yang bersifat isolator untuk menahan panas.

B.    Pengaruh kalor terhadap perubahan suhu dan atau wujud benda
a.        Kalor sanggup menaikkan suhu benda
Banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu benda tergantung kepada massa benda, kalor jenis benda dan perubahan suhu benda. Secara matematis dirumuskan: Q += mc t

  Keterangan :     Q     =   Kalor yang diserap/dilepas untuk merubah suhu ( satuan : Joule )
                            m     =   Massa benda yang menyerap / melepas kalor ( satuan : Kg )
                            c      =   Kalor jenis benda ( satuan : J/Kg0C )
                                =   Perubahan suhu benda ( satuan : 0C );  sanggup dihitung dengan mengirangi suhu simpulan dengan suhu awal benda, sehingga sanggup ditulis :
                                          dimana           = t simpulan - t awal
-          Kalor jenis benda didefinisikan banyaknya kalor yang dibutuhkan benda untuk menaikkan suhu 1 Kg zat sebesar 1 °C.
-          Kapasitas kalor didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang dibutuhkan benda untuk menaikkan suhu sebesar 1 °C. Secara matematis dituliskan sebagai berikut :

Keterangan :     Q     =   Kalor yang diserap/dilepas untuk merubah suhu ( satuan : Joule )
                            H     =   Kapaitas panas ( satuan : J/°C)
                            Δt    =   Perubahan suhu ( satuan : °C)
b.       Kalor sanggup mengubah wujud benda
Benda yang diberi atau melepaskan kalor akan mengalami perubahan wujud. Beberapa perubahan wujud benda sanggup digambarkan dalam bagan sebagai berikut:   
          Keterangan:
1 = mencair/melebur                       4 = mengembun
2 = membeku                                     5 = menyublim
3 = menguap                                      6 = mengkristal


                           
Perubahan wujud yang memerlukan kalor yaitu : mencair, menguap dan menyublim. Sedangkan yang melepaskan kalor adalah: membeku, mengembun dan mengkristal.
Keterangan:
1.    Penguapan
Penguapan yaitu proses perubahan wujud dari cair menjadi gas. 5  Cara yang sanggup dilakukan untuk mempercepat penguapan adalah:
- memanaskan
- memperluas permukan
- meniupkan udara di atas permukan
- menyemburkan zat cair
- mengurangi tekanan udara pada permukan

2.    Pendidihan
-          Pendidihan yaitu proses penguapan yang terjadi diseluruh bab zat cair dan tejadi pada suhu tertentu. Suhu ketika zat cair mendidih disebut titik didih. Selama zat cair mendidih, kalor yang diberikan pada zat cair dipakai untuk mengubah wujudnya menjadi uap air.
-          Titik didih suati zat tergantung pada tekanan udara diatas zat cair. Jika tekanan udara naik, maka titik didih lebih tinggi demikian sebaliknya. Semakin tinggi tempat, semakin rendah tekanan udara maka titik didih juga semakin rendah.
-          Kalor uap yaitu banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk mengubah setiap satu satuan masa zat cair menjadi uap.
-          Kalor embun yaitu banyaknya kalor yang dilepaskan oleh satu satuan massa gas menjadi cair pada titik embunnya. Suhu ketika gas menjadi cair disebut titik embun
-          Besarnya kalor uap atau kalor embun suatu zat yaitu sama, secara matematis dituliskan :
Keterangan : Q  = Kalor yang dibutuhkan atau dilepas ( satuan : J)
          M = massa benda ( satuan : Kg )
          U  = kalor uap atau kalor embun ( satuan : J/Kg)
3.     Peleburan dan pembekuan
-          Peleburan yaitu proses perubahan dari padat menjadi cair. Pada ketika melebur suhu zat tidak berubah. Suhu ketika zat melebur disebut titik lebur. Banyaknya kalor yang dibutuhkan setiap satu satuan massa zat padat menjadi cair ketika melebur disebut kalor lebur.
-          Peleburan yaitu proses perubahan dari cair menjadi padat. Pada ketika membeku zat melepaskan kalor. Banyaknya kalor yang dilepaskan setiap satu satuan massa zat cair menjadi padat ketika membeku disebut kalor beku.
-          Besarnya kalor lebur atau kalor beku suatu zat yaitu sama, secara matematis dituliskan :
Keterangan : Q  = Kalor yang dibutuhkan atau dilepas ( satuan : J)
          M = massa benda ( satuan : Kg )
          L  = kalor lebur atau kalor beku ( satuan : J/Kg)
-          Volume zat cair ketika membeku bertambah kecil, kecuali air. Ketika membeku volume air bertambah besar, tetapi ketika melebur volumenya berkurang.
-          Tekanan mempengaruhi titik lebur zat padat. Apabila tekanan paa zat padat diperbesar, maka titik leburnya turun.

C.    Contoh-contoh soal kalor
1. Berapa kalor yang dibutuhkan untuk memanaskan 500 g air dari 25 °C menjadi 100 °C, jikalau kalor jenis air yaitu 4.200 J/kg°C?
Jawab:
Diketahui :



Ditanya
massa air (m) 
kalor jenis air (c)
kenaikan suhu air (ΔT)
Kalor (Q)……… 
=
=
=

?
500 g = 0,5 kg
4.200 J kg-1 °C-1
100 °C – 25 °C = 75 °C
Jawab
Q    = m c ΔT
       = (0,5 kg) × (4.200 J kg-1 °C-1) × (75 °C)
       = 157.500 J
Jadi, kalor yang dibutuhkan yaitu 157.500 J

1.       Kalor 31,5 kJ dilepaskan dari 1,2 kg es pada suhu  -15 °C. Berapakah suhu akhirnya, jikalau kalor jenis es  yaitu 2.100 J/kg-1°C-1?


Jawab:
Diketahui :



Ditanya
suhu awal
massa es (m)
kalor jenis es (c)
energi kalor  (Q)
Suhu akhir………
=
=
=
=
?
-15 °C
1,2 kg
2.100 J kg-1 °C-1
31,5 kJ = 31.500 J
Jawab











3. Berapakah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk meleburkan 200 g es yang memiliki suhu -5 °C,jika kalor jenis es 2.100 J/kg°C dan kalor lebur es 340.000 J/kg?
Jawab:
Untuk menjawab soal di atas,terlebih dahulu perhatikan grafik sebagai berikut:






Dari grafik terlihat bahwa untuk meleburkan es yang bersuhu -5o C terlebih dahulu dibutuhkan kalor Q1 untuk menaikkan suhu es hingga pada titik leburnya (0oC), yaitu sebesar:
Q1 = m · c · ΔT
Setelah itu, dibutuhkan kalor untuk meleburkan es menjadi air sebesar:
Q2 = m · L
Sehingga  Qtotal = Q1 + Q2

Diketahui :      massa es (m)                   = 200 g = 0,2 kg
                                  suhu awal es (t0)            = -5 °C
                                  kalor jenis es (c)            = 2.100 J /kg°C
                                  kalor lebur es (L)           = 340.000 J/kg

Ditanya    : Banyak Kalor total(Qt)         = …….. ? J


Jawab     : Qtotal          =  Q1 + Q2
                    Q1           = m · c · ΔT
                                    = (0,2 kg) × (2.100 J kg-1 °C) × (5°C)
                                    = 2.100 J             
                    Q2           = m · L
                                    = (0,2 kg) × (340.000 J kg-1)
                                    = 68.000 J
                    Qtotal        = Q1 + Q2
                                    = 2.100 J + 68.000 J
                                    = 70.100 J

Related : Ipa Vii Cuilan 5 Kalor Dan Perpindahannya

0 Komentar untuk "Ipa Vii Cuilan 5 Kalor Dan Perpindahannya"

DUKUNG KAMI

SAWER Ngopi Disini.! Merasa Terbantu Dengan artikel ini? Ayo Traktir Kopi Dengan Cara Berbagi Donasi. Agar Kami Tambah Semangat. Terimakasih :)