SUHU DAN KALOR

Sumber : www.canva.com

Halo adik-adik SMP dan SMA yang saat ini lagi disibukkan dengan PPDB, semoga kalian bisa diterima di sekolah yang kalian inginkan ya. Aamiin. Nah sebentar lagi tahun ajaran baru nih, dan ada kemungkinan sekolah tatap muka nih,, hhmmmm asikkk😍😍 akhirnya bisa ketemu temen-temen baru. Tapi ingat, tetap ikutin protokol kesehatan tentunya. Nah sebagai referensi dan persiapan kalian belajar tahun buat ajaran baru nanti, kalian bisa baca-baca materinya dulu nih guyss, biar ga shock nih pas ketemu fisika lagi😅😅

Kali ini studygramfisika mau membagikan materi kelas 7 suhu dan kalor. Semoga nanti jadi lebih paham ya.. Selamat belajar 👇

A. SUHU

Suhu merupakan besaran yang menyatakan ukuran panas atau dinginnya suatu benda. Benda yang panas artinya memiliki suhu yang tinggi dan sebaliknya benda yang dingin memiliki suhu yang rendah. Adanya perubahan suhu dapat mengakibatkan perubahan sifat benda ( sifat termometrik antara lain perubahan wujud, warna, ukuran, daya hantar listrik dan lain-lain ). Suhu termasuk besaran pokok dan satuannya dalam SI adalah Kelvin. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu suatu benda adalah termometer. Termometer yang biasa digunakan adalah termometer raksa dan alkohol. Alasan dipilihnya raksa sebagai cairan pengisi termometer antara lain :

raksa tidak membasahi dinding kaca
raksa merupakan penghantar panas yang baik
kalor jenis raksa rendah akibatnya dengan perubahan panas yang kecil cukup dapat mengubah suhunya
jangkauan ukur raksa lebar karena titik bekunya -39 ⁰C dan titik didihnya 357 ⁰C.

SKALA TERMOMETER

Ada 4 skala termometer yang sering digunakan yaitu Celcius, Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin.

Penetapan skala thermometer didasarkan atas dua titik acuan skala, yaitu titik tetap atas ( TA ) dan titik tetap bawah ( TB ).

Termometer Celcius

Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 100. Diantara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 100 skala.

Termometer Reamur

Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 80. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi menjadi 80 skala.

Termometer Fahrenheit

Titik tetap bawah diberi angka 32 dan titik tetap atas diberi angka 212. Suhu es yang dicampur dengan garam ditetapkan sebagai 0 ⁰F. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 180 skala.

Termometer Kelvin

Pada termometer Kelvin, titik terbawah diberi angka nol. Kelvin menetapkan suhu es melebur dengan angka 273 dan suhu air mendidih dengan angka 373. Rentang titik tetap bawah dan titik tetap atas termometer Kelvin dibagi 100 skala

PERBANDINGAN SKALA TERMOMETER

Secara umum perbandingan skala termometer satu dengan termometer lain adalah :

Contoh 1

Ucok mengukur suhu suatu benda dengan menggunakan termometer X. Titik tetap atas termometer X adalah 120 ⁰X dan titik tetap bawah termometer X adalah −10 ⁰X. Suhu benda terukur 80 ⁰X. Berapakah suhu benda tersebut jika diukur dengan thermometer Celsius

jawab :

Contoh 2

Sebuah zat cair diukur suhunya menggunakan termometer celcius diperoleh angka 40⁰C. Berapakah jika zat cair tersebut diukur suhunya menggunakan:

a. Termometer reamur

b. Termometer fahrenheit

jawab :

B. KALOR

KALOR merupakan energi yang mengalir dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda suhu yang lebih rendah. Benda yang diberikan kalor dapat mengalami kenaikan suhu, perubahan wujud dan juga pemuaian. Perubahan wujud yang disebabkan oleh adanya kalor :

Perubahan wujud yang menyerap Kalor :

Melebur / mencair (1)

Menguap (3 )

Menyublim (6)

Perubahan wujud yang melepas kalor :

Membeku (2)

Mengembun (4)

Mengkristal (5)

RUMUS KALOR

Keterangan :

Q = energi kalor ( Joule )
m = massa benda (kg)
c = kalor jenis (J/kg⁰C )
𝚫T = kenaikan suhu (⁰C )
C = kapasitas kalor ( J/⁰C)
L = kalor laten ( J/kg )
U = kalor uap ( J/kg)

Kapasitas kalor ( C ) merupakan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sebesar 1 K
Kalor jenis ( c ) merupakan banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg zat pada suhu 1 K

ASAS BLACK

Apabila dua zat dicampur maka kalor yang diterima oleh suatu zat sama dengan kalor yang dilepaskan.

Contoh 1

Tembaga yang massanya 500 gram bersuhu 61 ⁰C dicelupkan ke dalam air 200 gram bersuhu 35⁰C. Suhu campuran menjadi 40 ⁰C . Jika kalor jenis air 4200 J/kg⁰C, maka kalor jenis tembaga adalah …

jawab :

Contoh 2

Perhatikan grafik perubahan 200 gram benda X dari wujud cair menjadi wujud padat berikut ! Berdasarkan grafik kalor lebur benda X adalah …

Jawab :

Pada saat perubahan wujud tidak ada kenaikan suhu, maka grafik yang menunjukkan perubahan wujud adalah grafik yang diarsir

PERPINDAHAN KALOR

Ada tiga cara perpindahan kalor antara lain:

1. Konduksi
Perpindahan kalor pada zat padat melalui hantaran tanpa disertai perpindahan partikel-partikelnya.
Contoh :

Jika ujung suatu logam dipanaskan maka ujung lain akan terasa panas
Tutup panci akan terasa panas saat dipakai untuk menutup rebusan air
Knalpot motor akan terasa panas saat mesin dihidupkan

2. Konveksi
Perpindahan kalor yang terjadi pada zat cair secara aliran diikuti oleh perpindahan partikel-partikelnya
Contoh :

Terjadinya angin darat dan angin laut
Proses merebus air

3. Radiasi
Perpindahan kalor tanpa memerlukan medium atau perantara.
Contoh :

Saat berdiri dekat api unggun, tangan dapat terasa panas
Sinar matahari yang sampai ke bumi

C. PEMUAIAN

Pemuaian adalah bertambahnya ukuran (panjang, luas dan volume ) suatu zat akibat dipanaskan. Pemuaian dapat terjadi pada zat padat, zat cair dan juga gas. Besarnya pemuaian tergantung dari ukuran benda semula, kenaikan suhu, dan juga jenis bahan yang dipanaskan. Hampir sebagian besar zat yang akan memuai bila dipanaskan dan menyusut ketika didinginkan.

JENIS-JENIS PEMUAIAN

1. Pemuaian panjang
Pemuaian panjang adalah bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor. Contoh benda yang hanya mengalami pemuaian panjang saja adalah kawat kecil yang panjang sekali.

Contoh 3

Koefisien muai panjang alumunium adalah 2,6 𝑥 10⁻⁵/⁰C. Panjang awal alumunium adalah 8 m pada suhu kamar (25⁰C). Jika alumunium dipanaskan hingga 75⁰C, pertambahan panjangnya dan panjang akhir alumunium setelah dipanaskan adalah …..

Jawab :

2. Pemuaian Luas

Pemuaian luas adalah pertambahan ukuran luas suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian luas terjadi pada benda yang mempunyai ukuran panjang dan lebar, sedangkan tebalnya sangat kecil dan dianggap tidak ada. Contoh benda yang mempunyai pemuaian luas adalah jendela kaca rumah.

Contoh 4 :

Sebuah lempeng logam mula-mula mempunyai luas 200 cm² menerima kalor sehingga suhunya naik 50⁰C. jika koefisien muai panjang lempeng logam tersebut adalah 0,001/⁰C, pertambahan luas lempeng logam tersebut adalah ….

jawab :

3. Pemuaian Volume
Pemuaian luas adalah pertambahan ukuran volume suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian volume dapat terjadi pada benda yang mempunyai ukuran panjang dan lebar dan tebal ( zat padat), pada zat cair dan gas. Contoh benda yang mempunyai pemuaian volume pada zat cair terjadi pada panci yang berisi penuh air dipanaskan, saat dipanaskan volume air bertambah sehingga terdapat air yang tumpah.

contoh 5
Sebuah kubus dengan panjang sisi 10 cm diberi kalor sehingga suhunya naik dari 30⁰C menjadi 80⁰C. Jika koefesien muai panjang kubus 0,001/⁰C. Hitung pertambahan volume dan volume akhir kubus tersebut...

jawab :

contoh 6

Sebuah bejana tembaga dengan volum 200 cm³ diisi penuh dengan air pada suhu 30⁰C. Kemudian keduanya dipanasi hingga suhunya mencapai 80⁰C. Jika koefesien muai panjang tembaga 1,8 × 10⁻⁵/⁰C dan koefesien muai volume air 4,4 × 10⁻⁴/°C, volum air yang tumpah saat itu adalah ….

jawab :