Posted by A. Suhu dan Termometer
Suhu ialah bemasukan pokok yang menyatakan derajat gerah atau cuek suatu benda. Suhu sanggup ditetapkan dengan banyak sekali skala sesuai dengan termometer yang digunakan, namun satuan Internasional untuk suhu ialah Kelvin. Suhu suatu zat menggambarkan energi yang terkandung dalam zat tersebut. Semakin tinggi suhu zat, maka makin besar pula energi yang terkandung dalam zat tersebut.#1 Jenis-jenis Termometer
Suhu zat atau benda sanggup diukur dengan memakai termometer. Termometer yang umum dipakai terbuat dari beling ransparan dan diisi dengan zat cair. Beberapa jenis termometer yang umum dipakai antaralain termometer cairan, termometer raksa, termmeter alkohol, termometer klinis, termometer gas, termometer hambatan, termokopel, dan pirometer.
#2 Konversi Skala Termometer
Karena tidak sama jenis termometer tidak sama pula skalanya, maka kadangkala kita harus mengkonversi skala untuk menytakan suhu menurut satuan tertentu. Secara umum, kita sanggup memilih konversi skala dari satu termometer ke termoter lain dengan cara melihat titik tetap bawah (titik beku) dan titik tetap atas (titik didih) dari masing-masing termometer.
|
Keterangan :
X = suhu yang ditunjukan termometer X
Y = suhu yang ditunjukan termometer Y
Xo = titik tetap bawah termometer X
Xt = titik tetap atas termometer X
Yo = titik tetap bawah termometer Y
Yt = titik tetap atas termometer Y.
B. Pemuaian Zat
Pemuaian ialah insiden memuainya zat ketika digerahkan. Ketika suatu zat digerahkan, partikel-partikel zat akan bergetar lebih cepat dan saling menjauh sehingga ukurannya bertambah dan benda pun memuai. Sebaliknya, ketika zat didinginkan, maka benda akan menyusut lantaran getaran partikel zat lebih lemah dan saling mendekat. Secara garis besar, pemuaian zat dibedakan menjadi pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume.#1 Pemuaian Panjang
Pada pemuaian panjang, terjadi pertambahan panjang akhir kenaikan suhu. Besar pertambahan panjang yang dialami oleh zat pada akhir pemuaian sanggup dihitung dengan rumus diberikut :
| ΔL = α . Lo ΔT = L - Lo |
Panjang benda atau zat padat sehabis memuai dihitung dengan rumus :
| L = Lo (1 + α.ΔT) |
Keterangan :
ΔL = pertambahan panjang benda akhir pemuaian (m)
α = koefisien muai panjang (oC-1 atau K-1)
Lo = panjang benda mula-mula (m)
ΔT = T-To = kenaikan suhu (oC atau K)
L = panjang benda sehabis mengalami pemuaian (m).
#2 Pemuaian Luas
Pada pemuaian luas, terjadi perubahan luas benda atau zat padat akhir kenaikan suhu. Pada pemuaian luas berlaku rumus sebagai diberikut :
| ΔA = β Ao ΔT = A - Ao |
| A = Ao (1 + β . ΔT) |
| β = 2α |
Keterangan :
ΔA = pertambahan luas benda akhir pemuaian (m2)
β = koefisien muai luas (oC-1 atau K-1)
Ao = luas benda mula-mula (m2)
ΔT = T - To = kenaikan suhu (oC1 atau K1)
A = luas benda sehabis pemuaian (m2).
#3. Pemuaian Volume
Pada pemuaian volume, terjadi perubahan atau peningkatan volume benda akhir kenaikan suhu. Pada pemuaian volume, berlaku rumus diberikut :
| ΔV = γ Vo ΔT = V - Vo |
| V = Vo (1 + γ . ΔT) |
| γ = 3α |
Keterangan :
ΔV = petambahan volume benda akhir pemuaian (m3)
γ = koefisien muai volume (oC-1 atau K-1)
Vo = volume benda mula-mula (m3)
ΔT = T-To = kenaikan suhu (oC1 atau K1)
V = volume benda sehabis pemuaian (m3).
C. Kalor dan Kalor Jenis
Kalor ialah energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah. melaluiataubersamaini kata lain, kalor ialah perpindahan sebagian energi dalam dari suatu zat ke zat yang lain yang saling bersentuhan lantaran adanya perbedaan suhu.#1 Kalor Jenis
Kalor jenis ialah kalor yang diharapkan oleh 1 gram zat untuk menaikkan suhunya sebesar 1oC. Kalor jenis ialah sifat khas atau karakteristik suatu zat yang membedakannya dengan zat lain. Hal ini berkaitan dengan kemampuannya dalam meyerap kalor.
| Q = m.c.ΔT |
Keterangan :
c = kalor jenis suatu zat (J/kgK)
Q = bemasukan kalor (Joule atau Kalori)
m = massa zat atau massa benda (kg)
ΔT = perubahan suhu (K).
#2 Kapasitas Kalor
Kapasitas kalor ialah bemasukan yang menyatakan banyaknya kalor yang diharapkan oleh suatu zat untuk menaikkan suhunya sebesar 1oC.
| Q = C . ΔT |
Keterangan :
C = kapasitas kalor (J/K)
Q = bemasukan kalor (Joule atau Kalori)
ΔT = perubahan suhu (K).
#3 Kalor Laten
Kalor laten ialah bemasukan yang menyatakan banyaknya kalor yang diharapkan oleh 1 gram zat untuk mengubah wujudnya pada suhu tetap. Kalor laten sanggup dibedakan menjadi kalor laten peleburan dan kalor laten penguapan.
| Q = m . L |
Keterangan :
Q = jumlah kalor yang diserap atau dilepas (J)
m = massa zat (kg)
L = kalor laten suatu zat (J/kg).
D. Perubahan Wujud Zat
Secara garis besar, wujud zat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu gas, cair, dan padat. Ketiga wujud zat tersebut mempunyai karakteristik masing-masing yang membedakannya baik secara makroskopik maupun secara mikroskopik. Suatu zat sanggup berubah wujud dari satu wujud ke wujud lainnya. Berikut beberapa perubahan wujud zat.#1 Melebur atau Meleleh
Ketika zat padat digerahkan atau dinaikkan suhunya sampai mencapai suhu lelehnya, maka zat padat tersebut akan melebur atau meleleh. Perubahan wujud zat dari padat ke cair ini disebut peleburan. Suhu dimana proses peleburan terjadi disebut sebagai titik lebur.
#2 Membeku
Pembekuan ialah proses balikan dari melebur, yaitu perubahan wujud zat dari cair menjadi padat. Zat sanggup membeku jikalau suhunya berada di titik beku zat tersebut. Pembekuan sanggup dilakukan dengan menurunkan suhu zat tersebut menuju titik bekunya.
#3 Menguap
Penguapan ialah perubahan wujud zat dari cair menjadi gas, contohnya air menjadi uap air dikala digerahkan sampai mendidih. Suhu ketika proses penguapan terjadi disebut titik didih. Penguapan ialah insiden yang sangat umum terjadi di alam. Proses ini juga berlangsung dalam siklus hidrologi.
#3 Mengembun
Mengembun ialah perubahan wujud zat dari gas menjadi cair. Peristiwa terbentuknya embun terjadi lantaran kondensasi atau pendinginan. Peristiwa penggembunan sanggup dimanfaatkan untuk memperoleh air murni dari air yang mengandung zat terlarut melalui proses distilasi.
#4 Menyumblim
Menyumblim ialah perubahan wujud zat dari padat eksklusif menjadi gas. Kebalikan dari menyublim ialah deposisi, yaitu perubahan wujud zat dari gas eksklusif menjadi padat. Sebagai contoh, kita sanggup mencium anyir kapur barus lantaran terjadi penguapan kapur barus.
E. Perpindahan Kalor
Energi kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Perpindahan kalor ialah insiden yang umum terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Berdasarkan medium dan cara berpindahnya, perpindahan kalor sanggup dibedakan menjadi tiga cara, yaitu secara konveksi, konduksi, dan radiasi.#1 Konveksi (aliran)
Konveksi ialah perpindahan kalor yang disebabkan oleh perbedaan massa jenis dan umumnya terjadi pada fluida (zat cair atau gas). Konveksi terjadi akhir gerakan massa molekul dari satu fluida ke potongan lain fluida oleh pergerakan fluida itu sendiri. Konveksi sanggup dibedakan menjadi konveksi alamiah dan konveksi paksa.
| Q/t = h.A.ΔT |
Keterangan :
Q/t = laju kalor secara konveksi (J/s atau W)
h = koefisien konveksi (J/s m2K)
A = luas permukaan benda yang kontak dengan fluida (m2)
ΔT = beda suhu antara benda dan fluida (C0 atau K).
#2 Konduksi (hantaran)
Konduksi ialah perpindahan kalor melalui zat mediator tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Konduksi umumnya terjadi pada zat padat lantaran zat padat tergolong konduktor gerah yang baik. Laju perpindahan kalor secara konduksi sanggup dihitung dengan rumus diberikut ini.
|
Keterangan :
H = laju hantaran kalor secara konduksi (J/s)
Q = banyak kalor yang dihantarkan (J)
t = usang waktu perpindahan kalor (s)
k = konduktivitas (koefiensi konduksi) termal zat (W/m K)
A = luas penampang lintang (m2)
ΔT = perbedaan suhu antara ujung-ujung zat padat (K)
L = panjang (tebal) zat padat (m).
#3 Radiasi (pancaran)
Radiasi ialah proses perpindahan kalor lantaran adanya pancaran. Perpindahan kalor secara radiasi terjadi tanpa zat mediator sehingga radiasi sanggup terjadi di ruang hampa udara atau vakum. Laju perpindahan gerah secara radiasi sanggup dihitung dengan rumus diberikut ini.
| P = Q/t = e σ A T4 |
Keterangan :
P = daya (laju) radiasi energi (J/s atau W)
e = emisivitas permukaan
σ = konstanta Stefan-Boltzmann (5,67x10-8W/m2K4)
A = luas permukaan benda (m2)
T = suhu mutlak benda (K).
Demikianlah kumpulan rumus dan rangkuman teori fisika ihwal suhu dan kalor yang sanggup edutafsi bagikan, agar sanggup mendukung pembelajaran siswa. Jika rumus dan rangkuman ini bermanfaa, menolong kami membagikannya kepada kawan-kawan anda melalui tombol share yang tersedia. Terimakasih.
Emoticon