Makalah kalor

Pengantar
A.  Suhu
             
Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda, definisi ini adalah ungkapan paling mudah untuk mendeskripsikan suhu dengan maksud panas bukan suatu bentuk energi, melainkan hanya sebuah ukuran. Sedangkan definisi yang lebih tepat untuk mendeskripsikan suhu dengan tingkatan yang lebih tinggi adalah “ukuran energi kinetik molekuler rata-rata sebuah benda”, hal ini terungkap ketika kita mengaitkan kuantitas-kuantitas makroskopik dengan pandangan yang bersifat mikroskopik (Tipler, 1998:560).
Suhu merupakan salah satu dari 7 besaran pokok yang dapat diukur secara langsung yaitu menggunakan termometer, jenis termometer bermacam-macam bergantung zat dan sifat termometrik yang digunakan. Di antara sifat-sifat ini, yakni volume sebuah cairan, panjang sebuah logam, hambatan listrik sebuah kawat, tekanan gas pada volume konstan, volume gas pada tekanan konstan, dan warna sebuah kawa pijar (filament). Kemudian biasa dikenal 5 macam skala dalam termometer, yakni Celcius, Fahrenheit, Reamur, Kelvin, dan Rankine yang kelimanya mudah untuk dikonversi satu sama lain


Kerja termometer menggunakan prinsip hukum ke-0 Termodinamika, yakni “Jika dua benda berada dalam kesetimbangan termal dengan benda ketiga, maka ketiga benda tersebut berada dalam kesetimbangan termal satu sama lain”, (Halliday & Resnick, 1998:696). Dengan pengertian fisis kesetimbangan termal, yaitu suatu keadaan di mana kedua zat yang melakukan kontak tidak lagi mengalami pertukaran kalor ditandai dengan temperatur atau suhu kedua benda adalah sama.  Secara jelas, ketika benda yang akan diukur suhunya berada dalam kondisi setimbang termal dengan tabung kaca termometer, dan tabung kaca mencapai kesetimbangan termal dengan cairan yang menjadi zat termometrik, maka hasil pengukuran yang diperoleh merupakan nilai yang sesuai meskipun zat termometrik tidak melakukan kontak langsung dengan benda yang akan diukur suhunya.  

Sebuah eksperimen dilakukan untuk mengetahui batas suhu minimum yang mungkin dicapai oleh suatu benda, dengan cara mengukur tekanan dan suhu menggunakan gas yang volumenya dijaga konstan. Karena volume gas dijaga tetap, maka akan terbentuk hubungan linier antara tekanan dan suhu. 



Sketsa dari persamaan (3) adalah sebagai berikut:



Hasil dari eksperimen tersebut adalah kurva linier dengan gradien tertentu yang apabila diekstrapolasi hingga tekanan 0, maka akan memotong sumbu horizontal T di -273,16 0C. Namun ketelitian hasil eksperimen ini sulit diulang ketika dilaksanakan di ruang laboratorium yang berbeda. Sehingga didefinisikan titik yang lebih mudah daripada titik perpotongan  (titik potong ketika merupakan titik beku air normal) yaitu titik tripel air, kondisi ketika air berada dalam kesetimbangan fase berwujud padat, cair, dan gas dalam waktu yang bersamaan (Zemansky, 1962:361). Dan kesetimbangan fase ini terjadi pada suhu 0,01 0C. Karena itu, hasil ekstrapolasi tidak di titik -273,16 0C lagi, melainkan bergeser ke titik -273,15 0C. 


Nilai -273,16 0C disebut juga 0 kelvin atau 0 absolut, karena tidak ada benda yang dapat mencapai suhu di bawah 0 absolut tersebut. Sedangkan suhu terendah yang masih dapat diukur adalah 1K.


A.  Kalor
Kalor merupakan salah satu bentuk energi yang mengalir dari suatu zat ke zat yang lain akibat adanya perbedaan suhu, tentunya dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Karena suhu benda sebanding dengan kandungan kalor yang dimilikinya, yakni energi gerak atom atau molekul yang dapat terdiri dari translasi, rotasi, maupun vibrasi (Ishaq, 2007:236). 
 berikut adalah data kalor jenis:



Kalor dalam bahasan di atas adalah besar kalor yang digunakan benda untuk menaikkan suhu benda itu sendiri. 


Kedua efek yang disebabkan oleh kalor di atas, yakni meningkatkan suhu dan merubah wujud zat, digunakan dalam pemahaman lebih jauh mengenai Azas Black. Yaitu apabila zat A dan zat B yang mulanya memiliki suhu masing-masing tA dan tB dicampurkan secara baik sehingga pertukaran kalor terjadi sempurna, maka akan terjadi pertukaran kalor secara terus-menerus sampai kedua zat mencapai kesetimbangan termal yang ditandai dengan suhu keduanya sama besar. Di dalam kasus ini dianggap tidak ada kalor lain yang masuk atau pun keluar dari sistem. 


Selain meningkatkan suhu dan merubah wujud zat, kalor juga dapat membuat benda memuai. Benda memuai karena suhu benda tersebut meningkat. Sehingga pemuaian secara langsung merupakan efek dari kenaikan suhu benda itu sendiri. Dan jika suhu benda kembali pada kondisi semula, benda juga akan menyusut kembali ke bentuk semula. Pemuaian yang sering diketahui adalah pemuaian panjang, luas, dan volume. Berikut pembahasannya:
1.    Pemuaian panjang
Jika suatu benda padat dipanaskan, benda tersebut akan memuai segala arah. Dengan kata lain, ukuran panjang, luas, dan volume benda bertambah. Untuk benda padat yang panjang dan luas penampang yang kecil, kita dapat menganggap benda padat tersebut hanya mengalami pemuaian panjang. 



2.    Pemuaian luas
Jika benda padat yang dipanasi tidak berbentuk batang melainkan berbentuk keping (persegi atau lingkaran), maka yang diperhatikan adalah muai luasnya



3.    Pemuaian volume
Muai volume dapat terjadi pada zat padat, cair, dan gas. Dengan kecenderungan muai volume zat cair lebih besar daripada zat padat dan muai volume zat gas lebih besar daripada zat cair. Sehingga dengan pemberian kalor yang sama, gas lebih cepat mengalami pertambahan volume dari pada jenis benda lainnya. Koefisien mulai volume untuk berbagai jenis gas besarnya sama,



B.    PERPINDAHAN KALOR
Kalor dapat berpindah dari benda yang satu ke benda yang lainnya dengan tiga cara, yaitu konduksi ( hantaran ), konveksi ( aliran ) dan radiasi ( pancaran ).
1.    Konduksi (hantaran)
Perpindahan kalor secara konduksi adalah perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai partikel-partikel zat tersebut. Sehingga kalor dipindahkan melalui tumbukan dari satu partikel ke partikel lain yang berada di dekatnya. Konduksi biasa terjadi pada benda padat, karena ikatan antar partikelnya yang kuat menyebabkan partikel tidak mudah bergerak bebas.  . 



2.    Konveksi (aliran)
Perpindahan kalor secara konveksi adalah perpindahan melalui suatu zat yang disertai dengan perpindahan partikel-partikelnya. Biasanya, perpindahan secara konveksi terjadi pada zat cair dan gas karena partikel-partikelnya terikat lebih lemah dibandingkan dengan zat padat. 



3.    Radiasi (pancaran)
Perpindahan kalor secara radiasi adalah perpindahan kalor dari permukana suatu benda dalam bentuk gelombang elektromagnetik yang dapat berpindah dengan atau tanpa medium. Dan besar daya hantarannya sebanding dengan pangkat empat suhu benda yang meradiasikan gelombang elektromagnetik tersebut.


 

Leave a Reply