ENERGI KALO

R

NE V

I AN

A W

I JAYA

NT I

1 4 7 0 8 2 5 1 1 2 0

KALOR SEBAGAI TRANSFER ENERGI

Kalor merupakan transfer energi dari

benda bertemperatur tinggi ke rendah

Kalor adalah energi yang ditransfer

karena ΔT

T= 30

T=70

Transfer energi

SATUAN KALORo kalori (kal) : 1 kal menaikkan 1 gr air sebesar 1

o kilokalori (kkal) = 1000 kalo kkal atau K : 1 K untuk menaikkan temperatur 1 kg air sebesar 1 .

o 4,186 joule (J) = 1 kal o 4,186 x kkalo 1 J = 239 kalo joule merupakan satuan SI nya

KALOR JENIS

• Seberapa besar temperatur yang naik setelah diberi kalor?

• kalor dipengaruhi oleh kalor jenis benda dan massa.

• J/kg (satuan SI) atau kkal/kg

• Air pada 15 dan tekanan 1 atm, c = 1 kkal/ = 4,186 x J/kg

KALOR BERGANTUNG PADA KALOR JENIS

CONTOH 1:

(a) Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur tong kosong 20 kg yang terbuat dari besi dari 10 sampai 90 (c besi = 450 J/kg), (b) Bagaimana jika tong berisi air 20 kg?

Penyelesaian :

(a) = (90-10) = 80

Q= mc= (20 kg)(450 J/kg)(80 )= 7,2 x J = 720 kJ

(b) Air membutuhkan Q= mc= (20kg)(4186J/kg)(80)= 6,7 x = 6700kJ

Total untuk tong ditambah air = (720 + 6700) kJ = 7420 kJ

KEKEKALAN ENERGI YANG MENJADI DASAR KALORIMETRI

Pelepasan kalor sebanyak satu bagian sistem sama dengan kalor yang di dapat/terima oleh yang lain:

Kalor yang dilepas = kalor yang di dapat/terima

Contoh 2:teh 200 pada 95 dituangkan ke dalam cangkir gelas 150 g pada 25 berapa temperatur akhir T dari campuran ketika dicapai kesetimbangan, dengan menganggap tidak ada kalor yang mengalir ke sekitarnya? (kalor jenis kaca 840 J/kg

Penyelesaian:

c = 4186J/kg, massanya m = masa jenis x volumenya (V

m= )(200 x ) = 0,2 kg

Q hilang dari teh= Q terima oleh canagkir

mc (95

(0,2 kg)(4186J/kg)(95(0,15 kg)(840J/kg)(T-25)

79.400J-(836J/)T= (216 J/)T-6300J

T=89

KALOR JENIS YANG TIDAK DIKETAHUI DITENTUKAN DENGAN KALORIMETRI

CONTOH 3

• 0,15 kg logam campuran baru dipanaskan sampai

540. Logam tersebut kemudian ditempatkan pada

400 g air pada 10, yang ditempatkan pada bejana

kalorimeter aluminium 200g. Temperatur akhir

campuran tersebut adalah 30,5. Berapa kalor

jenis logam campuran itu?(kalor jenis aluminium

900J/kg)

Penyelesaian:

Q hilang dr sampel= Q terima oleh (air+bejana

kalorimeter)

mc mc+ mc

(0,15kg)()(54030,5)=(0,4kg)(4186J/kg)(30,510)

+(0,2kg)(900J/kg30,5-

10)

76,4=(34.300 + 3700) J/kg

=500J/kg

KALOR LATEN

• Kalor yang dibutuhkan 1 kg zat dari padat menjadi cair disebut kalor lebur; dinyatakan dengan kalor lebur air = 79,7kkal/kg atau, satuan SI = 333 kJ/kg (=3,33 x

• kalor yang dibutuhkan zat dari fase cair ke uap disebut kalor penguapan, , dan untuk air = 539 kkal/kg atau 2260 kJ/kg.

• Kalor laten mengacu pada jumlah kalor yang dilepaskan zat ketika berubah fase.

• Uap mengeluarkan 2260kJ/kg untuk menjadi air

• Air mengeluarkan 333 kJ/kg untuk menjadi es.

• Kalor dalam perubahan fase juga bergantung massa zat

• Q=mL, (L=kalor laten)

PEMBUATAN ES

CONTOH 4

• Berapa banyak energi yang dikeluarkan lemari es dari 1,5 kg air pada 20 untuk menjadi es -12? ( 2100 J/kg )

Penyelesaian:

Q = m(20-0)+ m+ m(0)) =(1,5kg)(4186J/kg)(20)+(1,5kg)(3,33xJ/kg) +(1,5kg)(2100J/kg)(12)

=6,6 x J

= 660 kJ

PERPINDAHAN KALOR: KONDUKSI

Pada konduksi, energi ditransfer dari

molekul atau elektron dengan EK yang

lebih tinggi kke tetangganya yang EK nya

lebih rendah ketika bertumbukan

ALIRAN KALOR PER SELANG WAKTU

• A, luas penampang dan l, jarak kedua ujung serta

k, konduktivitas termal yang merupakan

karakteristik materi.

Contoh 5. Aliran kalor melalui jendela

Hitung kecepatan aliran kalor melalui jendela kaca

dengan luas 2m x 1,5m dan tebal 3,2 mm, jika

temperatur pada permukaan dalam dan luar adalah 15

dan 14. (k gelas=0,84J/s.m)

Penyelesaian:

A=(2m)(1,5m)= 3=3,2xm

=

= 790J/s

KONVEKSI

• Konveksi, proses kalor ditransfer dengan pergerakan molekul

dari satu tempat ke tempat lain dan melibatkan pergerakan

molekul fluida atau gas) dalam jarak yang besar.

• Ketika sepanci air dipanaskan, arus konveksi terjadi sementara

air yang dipanaskan di bagian bawah panci naik karena massa

jenis (kerapatan)-nya berkurang digantikan oleh air yang lebih

dingin di atasnya

• Malam hari udara di atas laut lebih panas dan bergerak ke atas

dan digantikan udara dingin yang dari daratan. (angin darat)

• Siang hari udara didaratan lebih panas dan bergerak ke atas

dan digantikan udara dari laut yang lebih dingin.(angin laut)

PANAS TUBUH

• Kalor dibawa ke permukaan oleh darah

• Darah berfungsi sebagai fluida konvektif

untuk mentransfer kalor sampai persis di

bawah permukaan kulit. Kalor kemudian

dihantarkan ke permukaan. Sekali berada di

permukaan, kalor ditransfer ke lingkungan

dengan konveksi, penguapan, dan radiasi.

RADIASI

• Radiasi, tidak membutuhkan adanya materi, dimana transfer

energi oleh gelombang elektromagnetik, seperti matahari.

• Semua benda memancarkan energi dengan jumlah yang

sebanding dengan pangkat empat temperatur Kelvinnya ()

dan dengan luas permukaannya. Energi yang dipancarkan

(atau diserap) juga bergantung pada sifat permukaan

(permukaan gelap menyerap dan memancarkan lebih dari yang

mengkilat), yang dikarakterisasikan oleh emisivitas, .

KECEPATAN TOTAL ALIRAN KALOR RADIASI DARI BENDA

, temperatur, ,temperatur sekeliling.

W/.

pada benda sangat hitam mendekati 1, sedangkan yang mengkilat mendekati 0,

Benda hitam menyerap hampir seluruh radiasi yang menimpanya,

KEHILANGAN KALOR TUBUH KARENA RADIASI

CONTOH 6

• Seorang atlit duduk tanpa pakaian di kamar

ganti yang dinndingnya gelap pada temperatur 15

Perkirakan kecepatan kehilangan kalor dengan

radiasi dengan menganggap temperatur kulit

sebesar 34 dan = 0,7. anggap permukaan tubuh

yang tidak bersentuhan dengan kursi sebesar 1,5

Penyelesaian

=(0,7)(5,67xW/)(1,5)(-)

= 120W

10 SOAL

1. Di bawh ini yang bukan Satuan kalor adalah . . . .

a. Newton b. kal c. kkal d. joule

2. Besarnya energi kalor dipengaruhi oleh (kecuali) . . . .

a. Massa b. volum c. perubahan temperatur d. kalor jenis

3. Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur tong kosong 20 kg yang terbuat dari besi dari 15 sampai 95 (c besi = 450 J/kg) adalah . . . .

a. 720 kJ b. 740 kJ c. 760 kJ d. 780 kJ

4. Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur tong 20 kg berisi air 20 kg yang terbuat dari besi dari 15 sampai 95 (c besi = 450 J/kg) adalah . . . .

a. 7420 kJ b. 7240 kJ c. 7400 kJ d. 7200 kJ

5. teh 200 pada 90 dituangkan ke dalam cangkir gelas 150 g pada 20maka temperatur akhir T dari campuran ketika dicapai kesetimbangan adalah . . . (dengan menganggap tidak ada kalor yang mengalir ke sekitarnya dan kalor jenis kaca 840 J/kg

a. 98 b. 89 c. 80 d. 90

6. 0,15 kg logam campuran baru dipanaskan sampai 540. Logam tersebut kemudian ditempatkan pada 400 g air pada 10, yang ditempatkan pada bejana kalorimeter aluminium 200g. Temperatur akhir campuran tersebut adalah 30,5. Maka kalor jenis logam campuran itu adalah . . . (kalor jenis aluminium 900J/kg)

a. 400J/kg b. 500J/kg c. 600J/kg d. 700J/kg

7. Energi yang dikeluarkan lemari es dari 1,5 kg air pada 20 untuk menjadi es -12 ( 2100 J/kg ) adalah . . .

a. 660 kJ b. 666 kJ c. 606 kJ d. 600 kJ

8. Jika temperatur pada permukaan dalam dan luar adalah 16 dan 15. (k gelas=0,84J/s.m), maka Kecepatan aliran kalor melalui jendela kaca dengan luas 2m x 1,5m dan tebal 3,2 mm adalah . . .

a. 790 J/s b. 709 J/s c. 907 J/s d. 970 J/s

9. Seorang atlit duduk tanpa pakaian di kamar ganti yang dindingnya gelap pada temperatur 15 dan temperatur kulit 34 serta permukaan tubuh yang tidak bersentuhan dengan kursi sebesar 1,5 , maka kecepatan kehilangan kalor dengan radiasi dengan = 0,7 sebesar . . .(= 5,67xW/)

a. 210 W b. 102 W c. 120W d. 201 W

10. Berikut yang bukan perpindahan energi kalor adalah . . .

a. Konduksi b. konjungsi c. radiasi d. konveksi