SUHU DAN KALOR

SUHU

Suhu pada suatu benda dapat mengalami perubahan. perubahan suhu tersebut dapat mengakibatkan perubahan sifat-sifat pada benda tersebut. sifat-sifat benda yang berubah karena perubahan suhu disebut dengan sifat termometrik zat yakni:

a. Pemuaian zat padat

b. Pemuaian zat cair

c. Pemuaian gas

d. Tekanan zat cair

e. Tekanan udara

f. Regangan zat padat

g. Hambatan zat terhadap arus listrik

h. Intensitas cahaya (radiasi)

 Termometrik :Mengetahui panas dinginnya suatu benda atau zat denganmempergunakan indra peraba merupakan penilaian yangsubyektif dan tidak ilmiah

Alat yang dipakai untuk pengukuran suhu disebutTermometer, prinsip dasarnya adalah fenomena pemuaianyang merupakan indeks temperatur Contoh : Termometer airraksa, dan termometer alkohol

Macam-macam Termometer :

a)Termometer air raksa atau alkohol

b)Termometer tahanan (termistor termometer)

c)Termometer elemen (termocouple)

d)Pyrometer optike)Termometer gas bervolume tetap

PEMUAIAN

Pada umumnya , zat padat, zat cair dan gas akan memuai ketika dipanaskan dan menyusut ketika didinginkan

kecuali air. Air memiliki suatu keistimewaan, yaitu dipanaskan dari suhu 0oC sampai pada 4oC maka air akan menyusut dan jika didinginkan dari suhu 4oC sampai pada 0oC maka air akan memuai

Pemuanain Zat Padat

Pada umumnya zat memuai jika suhunya naik

Muai panjang Lt = L0 + ΔL = L0 + α L0 ΔT = L0 (1 + α ΔT)

L0 = panjang mula-mula (m)

Lt = panjang pada suhu T (m)

α = koefisien muai panjang (K-1)

ΔL = perubahan panjang (m)

ΔT = perubahan suhu (K)

Muai luas

At = A0 + ΔA = A0 + βA0 ΔT = A0 (1 + β ΔT)

A0 = luas mula-mula (m2)

At = luas pada suhu T (m2)

β = koefisien muai luas (K-1)

ΔA = perubahan luas (m2)

ΔT = perubahan suhu (K)

Muai volume

Vt = V0 + ΔV = V0 + γV0 ΔT = V0 (1 + γΔT)

V0 = volume mula-mula (m3)

Vt = volume pada suhu T (m3)

γ = koefisien muai volume (K-1)

ΔV = perubahan volume (m3)

ΔT = perubahan suhu (K)

Contoh kerugian akibat pemuaian zat padat

-       Retaknya beton pembatas jalan

-       Bengkoknya rel kereta api

-        Runtuhnya jembatan

Solusi :

Beton pembatas jalan dibuat terputus-putus

Rel sambungan dibuat celah atau runcing

Ujung jembatan dibuat celah pemuaian

PERPINDAHAN PANAS

Kalor berpindah dari bendayang suhunya tinggi kebenda yang suhunya rendah.Ada 3 cara perpindahan kaloryaitu konduksi, konveksi danradiasi

PERPINDAHAN PANAS (TRANSFER PANAS)

- Rata-rata reaksi kimia di dalam tubuh tergantung pada temperature

- Hukum Vant Hoof menyatakan “ bahwa reaksi kimia tubuh seiring dengan menurunnya temperatur”

- Fungsi pengaturan suhu terutama terletak pada reaksi biokimia dari organisme itu sendiri

Contoh : Keadaan hipotermia pada operasi jantung agar dapat mencegah terjadinya kekurangan oksigen , aliran darah dapat terhenti sejenak tanpa membahayakan jaringan, karena jaringan yang hipotermia membutuhkan oksigen yang sangat rendah.

CARA PERPINDAHAN PANAS

Ada 3 cara suatu energi panas dapat lepas atau masuk ke dalam tubuh yakni :

     1.    Konduksi (penghantaran) Proses transfer panas objek yang suhunya lebih tinggi ke objek yang suhunya lebih rendah dengan jalan kontak langsung.

Contoh : pada pengompresan pasien yang demam.

      2.    Konveksi (aliran) Transfer panas yang terjadi dalam bentuk aliran. Dapat terjadi karena perbedaan massa jenis antara udara panas dan udara dingin Dapat terjadi bila angin secukupnya mengalir melalui tubuh Pertukaran panas dan gaya konveksi berbanding lurus dengan kecepatan udara dan perbedaan temperatur antara kulit dan udara.

Contoh pada mesin penghangat ruangan, pendinginan melalui kipas angin

      3.    Radiasi (aliran) Adalah transfer energi panas dari suatu objek kepada objek lain tanpa adanya kontak langsung Contoh : Radiasi dari cahaya matahariEvaporasi (penguapan) Adalah transfer panas dari bentuk cairan menjadi uap Dapat terjadi apabila :a. Adanya perbedaan tekanan uap air antara keringat pada kulit dengan udarab. Temperatur lngkungan di bawah normal sehngga evaporasi keringat terjadi (dapat menghilangkan panas dari tubuh)c. Adanya gerakan angind. Adanya kelembaban

proses perpindahan kalor tanpa disertai pepindahan partikel. Setiap zat dapat menghantar kalor secara konduksi baik zat yang tergolong konduktor maupun isolator

Banyaknya kalor (Q) yang berpindah melalui dinding dalam waktu t dinotasikan : Q kA∆ T = t d

àPerpindahan kalor secara konduksi

Konduksi

Pemuaian zat Pada umumnya zat memuai jika suhunya naik

Muai panjangLt = Lo + ΔL = Lo + α L ΔT = Lo (1 + α ΔT)

Lo = panjang mula-mula (m)

Lt = panjang pada suhu T (m)

α = koefisien muai panjang (K-1)

ΔL = perubahan panjang (m)

ΔT = perubahan suhu (K)

Pemuaian zat Pada umumnya zat memuai jika suhunya naik

Muai luasAt = Ao + ΔA = Ao + βAo ΔT = Ao (1 + β ΔT)

 Ao = luas mula-mula (m2)

At = luas pada suhu T (m2)

β = koefisien muai luas (K-1)

ΔA = perubahan luas (m2) ΔT = perubahan suhu (K)

Pemuaian zat Pada umumnya zat memuai jika suhunya naik

Muai volumeVt = V0 + ΔV = V0 + γV0 ΔT = V0 (1 + γΔT)

V0 = volume mula-mula (m3)

Vt = volume pada suhu T (m3)

γ = koefisien muai volume (K-1)

ΔV = perubahan volume (m3)

ΔT = perubahan suhu (K)

Pemuaian zat cair

Pada zat cair hanya terjadi pemuaian volume atau ruang saja yang dirumuskan : V = Vo (1 + γ ΔT)•

Pada zat cair ,ketika suhunya naik ,volumenya akan bertambah sementara massanya tetap. Akibatnya , massa jenis zat berkurang. Massa jenis zat cair setelah pemuaian dirumuskan ; ρ ρ= 0 (1 +γ T ) ∆ ρo = massa jenis zat mula-mula (g/cm3)

Telah disebutkan sebelumnya bahwa pada pemuaian , air memiliki suatu keistimewaan. Keistimewaan ini disebut anomali air, anomali air dapat dinyatakan dengan grafik seperti berikut : V(cm3) ρ(g/cm3) T(oC) T(oC) 0 4 0 4 Perubahan volume terhadap suhu Perubahan massa jenis terhadap suhu

Pemuaian gas

Seperti zat cair pada gas juga hanya terjadi pemuaian volume atau ruang saja. Besar koefisien muai volume untuk semua jenis gas adalah sama yaitu : 1 γ gas = 0 273 CAda 3 hukum tentang gas yang berkaitan dengan pemuaian gas

1.Hukum Boyle

Hukum Boyle menjelaskan tentang pemuaian gas pada suhu tetap (proses isotermis) ,yaitu pada gas walaupun suhunya konstan, volumenya bisa berubah karena adanya perubahan tekanan• p1V1 = p2V2 atau p.V = konstan• p = tekanan gas (atm,N/m2, Pa) p• V = volume gas (cm3 atau m3) V 0

2.Hukum Charles atau Hukum Gay Lussac

Hukum Charles atau hukum gay Lussac menjelaskan tentang pemuaian gas pada tekanan tetap (proses isobarik), yaitu bila gas dipanaskan pada tekanan tetap maka suhu dan volume berubah. V1 V2 V = atau = kons tan T1 T2 T Dengan T = suhu mutlak gas (K)

3.Hukum Tekanan

Hukum tekanan menjelaskan tentang pemuaian gas pada volume tetap (proses isohorik) ,yaitu apabila gas dipanaskan pada volume tetap ,maka tekanan dan suhu berubah p1 p2 p = atau =kons tan T1 T2 T

                4.    Hukum Boyle-Gay Lussac/ Persamaan Gas Ideal

                Apabila ketiga hukum di atas digabungkan ,maka akan diperoleh suatu persamaan p1v1 p 2 v 2 pv umum yang disebut = atau = kons tan persamaan gas yang hanya T1 T2 T berlaku pada gas ideal dengan tekanan diukur dalam keadaan absolut (yaitu dalam atm) dan suhu dinyakatan dengan suhu absolut (yaitu dalam Kelvin).

DAFTAR PUSTAKA

http://www.slideshare.net/asyariefsatrioningnagoro/suhu-kalor-termodinamika (Di Akses Kamis, 30 April 2015, jam 13:34)