Upload
okky-teguh-ariyanto
View
90
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
1
BAB 4 SUHU DAN KALOR
Beruang kutub
sedang berjalan di
antara bongkahan
es. Beruang tidak
tampak kedinginan.
Mengapa? Sebab
tubuhnya diselimuti
bulu tebal sehingga
tetap merasa hangat.
Apakah bulu tebal
pada beruang kutub
berfungsi meng-
halangi hawa dingin
di sekelilingnyamemasuki tubuhnya
komar.org
sehingga tetap hangat? Sebaliknya, apakah bulu tebal itu berfungsi menghalangi
panas tubuhnya keluar ke lingkungan yang lebih dingin? Setelah mempelajari suhu
dan kalor, kalian dapat menjawab pertanyaan yang membingungkan ini.
Kata Kunci: Kelin, !elsius, "ahrenheit, suhu, kalor, a#as Bla$k, kalori, joule, kalor
jenis
Standar Kompetensi Kompetensi Dasar
%. Memahami prosedur ilmiahuntuk mempelajari benda-benda
alam dengan menggunakan
peralatan.
&. Memahami wujud #at dan
perubahannya.
%.' Mendeskripsikan pengertian suhudan pengukurannya.
&.( Mendeskripsikan peran kalor dalam
mengubah wujud #at dan suhu suatu
benda serta penerapannya dalam
kehidupan sehari-hari.
Pendahuluan
)ada siang hari yang panas maupun malam hari yang dingin, tubuh kalian
perlu dijaga supaya tetap nyaman. *ntuk menjaga tubuh supaya tetap nyaman,
seringkali memerlukan beberapa alat bantu. )ada siang hari yang panas, kalian
memakai pakaian tipis sehingga rasa panas menjadi berkurang. *ntuk memper$epat
proses pendinginan tubuh, mungkin kalian minum air dingin serta duduk di dekat
kipas angin. )ada malam hari yang dingin, kalian memakai jaket serta mengkonsumsi
minuman hangat supaya badan tetap hangat. Konsep-konsep fisika yang akan kalian
pelajari dalam bab ini akan membantu kalian dalam memahami $ara menjaga suhu
tubuh.
)ertama-tama kalian akan mempelajari pengertian suhu, skala suhu, dan $ara
pengukurannya. Selanjutnya, kalian akan mempelajari pengertian kalor. )engetahuan
tentang kalor sangat berguna untuk menjelaskan perpindahan kalor yang disebabkan
oleh perbedaan suhu.
%
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
2
Peta Konsep
berhubungan dengan merupakan
diukur dengan
berpindah bergantung pada se$ara
skala berdasarkan komponen utamanya
terjadi pada terjadi pada terjadi
'
Kalor
+ermometer
!elsius
Kelin
"ahrenheit
Aliran energi
Massa, m
Kalor jenis, c
)erubahan suhu, t
+ermometer at !air
+ermometer as
+ermometer Bimetal
)yrometer ptik
Konduksi Koneksi /adiasi
at )adat at !air dan as +anpa
Medium
Suhu
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
3
A. Suhu
)ada siang hari ketika matahari bersinar terang, biasanya udara terasa panas.
Sebaliknya, pada malam hari udara terasa dingin. Bagaimanakah kalian mengetahui
perbedaan rasa panas pada siang hari dan dingin pada malam hari? Ketika kalian
menyentuh se$angkir kopi panas, tangan terasa panas. Sebaliknya, ketika kalianmenyentuh segelas es jeruk tangan terasa dingin. Bagaimanakah $ara membedakan
rasa panasnya kopi dan dinginnya es? 0a, dengan perasaan. Akan tetapi, perasaan
tidak dapat menjelaskan perbedaan panas dan dingin dengan teliti. *ntuk mengetahui
perbedaan panas dan dinginnya benda, diperlukan alat ukur.
Konsep suhu 1temperatur2 berasal dari ide kualitatif tentang 3panas4 dan
3dingin4 yang didasarkan atas indera perasa. Suatu benda yang rasanya panas pada
umumnya memiliki suhu yang lebih tinggi daripada benda yang dingin. 5adi, suhu
merupakan suatu besaran yang menunjukkan ukuran derajat panas atau dinginnya
suatu benda. 6apatkah kalian menentukan suhu benda hanya dengan sentuhan atau
perasaan? Ketika kalian menyentuh dua #at $air dengan tangan, misalnya bejana berisi
air hangat dan bejana berisi $ampuran air dan es, berdasarkan perasaan kalian dapatmenentukan benda yang suhunya lebih tinggi. Air yang suhunya lebih tinggi adalah
air yang terasa lebih panas. Akan tetapi, karena hanya dengan perasaan, kalian tidak
dapat menentukan suhu benda dengan tepat. *ntuk membuktikan bahwa perasaan
tidak tepat untuk mengukur suhu, kalian dapat melakukan Kegiatan (.%.
Alat dan Bahan
%. +iga bejana yang berukuran besar, misalnya ember.
'. Air hangat, air sumur, dan $ampuran antara es dan air se$ukupnya.
Prosedur Kegiatan
%. 7silah bejana pertama dengan air hangat, bejana kedua dengan air sumur, dan
bejana ketiga dengan $ampuran antara es dan air.
'. Masukkan kedua telapak tangan kalian ke dalam bejana pertama. 6iamkan
beberapa saat dan rasakan panasnya. Selanjutnya, angkatlah kedua tanganmu
dan keringkan dengan lap. Sekarang, $elupkan kedua telapak tangan ke dalam
bejana ketiga. 6iamkan beberapa saat dan rasakan panasnya.Setelah beberapa
saat, angkatlah kedua telapak tangan dan keringkan dengan lap.&. Masukkan telapak tangan kananmu ke dalam bejana pertama dan telapak
tangan kirimu ke dalam bejana ketiga. 6iamkan beberapa saat dan rasakan
keduanya.
(. )indahkan se$ara $epat kedua tanganmu ke dalam bejana kedua. Apakah
kedua tanganmu masih merasakan hal yang sama seperti pada langkah ke-&?
5ika tidak, mengapa? Apakah kesimpulanmu?
Berdasarkan Kegiatan (.% dapat disimpulkan bahwa suhu yang dirasakan oleh telapak
tangan bergantung pada suhu yang dirasakan sebelumnya. Suhu air sumur akan terasa
hangat bagi tangan yang sebelumnya bersentuhan dengan benda dingin 1$ampuran air
dan es2. Akan tetapi, suhu air sumur akan terasa dingin bagi tangan yang sebelumnyabersentuhan dengan benda panas 1air hangat2. 6i samping tidak dapat menentukan
Kegiatan 4.1 Menyelidiki Derajat Panas Dinginnya Benda
&
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
4
ukuran suhu se$ara tepat, tangan juga tidak tahan menyentuh benda-benda yang
sangat panas 1misalnya, air mendidih2. leh karena itu, untuk mengukur suhu se$ara
tepat diperlukan alat ukur suhu yang dinamakan termometer. *ntuk mengukur suhu
benda, sentuhkan termometer pada benda yang akan diukur suhunya. 5ika kalian ingin
mengukur suhu se$angkir kopi panas, $elupkan termometer ke dalamnya dan tunggu
beberapa saat. Setelah $airan bahan pengisi termometer tidak berubah lagi, ba$alahsuhunya.
B. enis!jenis "ermometer
Seperti diketahui, alat untuk mengukur suhu dinamakan termometer.
+ermometer dibuat berdasarkan sifat termometrik bahan, yaitu kepekaan bahan
terhadap perubahan suhu atau perubahan besaran fisika akibat perubahan suhu.
Beberapa $ontoh perubahan besaran fisika yang dapat digunakan untuk membuat
termometer adalah pemuaian #at $air dalam pipa kapiler, perubahan hambatan listrik
kawat platina, pemuaian keping bimetal, dan perubahan tekanan gas pada olume
tetap.
1. "ermometer #at $air
+ermometer #at $air yang paling banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-
hari adalah termometer yang bahan pengisinya #at $air, misalnya raksa. )ada
umumnya #at $air memiliki pemuaian yang tidak teratur. Misalnya, air apabila
dipanaskan dari suhu 8o! 9 (o! olumenya justru menyusut. Akan tetapi, raksa
memiliki pemuaian yang teratur.
"ermometer %aksa
+ermometer raksa adalah termometer yang bahan pengisinya adalah raksa.
Sebagai $ontoh termometer raksa adalah termometer skala !elsius. ambar (.%menunjukkan termometer raksa yang digunakan di laboratorium. Bagaimanakah
prinsip kerja termometer ini? /aksa dalam termometer akan memuai apabila
dipanaskan. )emuaian ini menyebabkan raksa mengisi pipa kapiler dan menunjuk
pada skala tertentu. :ah, skala yang ditunjukkan oleh termometer ini menunjukkan
suhu benda yang diukur.
$annoninstrument.$om
ambar (.% +ermometer raksa.
Beberapa keuntungan apabila raksa digunakan sebagai bahan pengisi
termometer adalah
raksa mengkilap dan tidak membasahi dinding ka$a;
raksa merupakan penghantar yang baik sehingga suhunya mudah
menyesuaikan dengan suhu benda yang diukur;
(
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
5
pemuaiannya teratur;
memiliki titik didih yang tinggi 1&o!2 sehingga tidak dapat digunakan untuk
mengukur suhu rendah, dan
bera$un, sehingga apabila termometer pe$ah dapat menyebabkan
kera$unan.
%. Mengapa pipa kapiler pada termometer memiliki lubang yang sangat ke$il?
'. Mengapa ujung bawah termometer yang digunakan sebagai tempat bahanpengisi termometer dibuat dari ka$a tipis?
"ermometer Alkohol
Alkohol juga dapat digunakan sebagai bahan pengisi termometer. Beberapa
keuntungan apabila alkohol digunakan sebagai bahan pengisi termometer adalah
jika dibandingkan dengan raksa, alkohol lebih murah;
pemuaiannya teratur; dan
titik beku alkohol sangat rendah 19%%
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
6
termometer klinis adalah tabung raksa, bagian yang menyempit, dan pipa kapiler
1ambar (.'2. at $air yang digunakan untuk bahan pengisi termometer ini adalah
raksa. Skala termometer klinis memiliki jangkauan di atas dan di bawah suhu rata-rata
tubuh manusia, yaitu &=o!. Suhu terendah tubuh manusia tidak pernah kurang dari
&
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
7
+ermometer dinding digunakan untuk mengukur suhu ruang. Sesuai dengan
namanya, termometer ini dipasang pada dinding ruangan. Skala termometer ini
memiliki jangkauan suhu yang dapat terjadi dalam ruang, misalnya 9
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
8
seton.$o.uk
ambar (.< +ermometer maksimum-minimum Si.
)ada saat mengukur suhu dengan menggunakan termometer, kalian harus
memperhatikan beberapa hal berikut ini.
Ketika menggunakan termometer, suhu awal tidak perlu diatur terlebih dahulu.
Misalnya, suhu awal tidak perlu dibuat 8o! terlebih dahulu.
Ketika mengukur suhu #at $air, ujung bawah termometer harus diletakkan di
tengah-tengah $airan. *jung bawah termometer ini tidak boleh menyentuh dasar
atau dinding bejana. Ketika termometer diangkat dari $airan, suhu termometer
akan segera berubah menyesuaikan dengan suhu udara. leh karena itu,pemba$aan termometer dilakukan ketika termometer masih berada di dalam
$airan.
*ntuk mengukur suhu tinggi, pastikan kalian menggunakan termometer yang
diran$ang untuk mengukur suhu tinggi.
)ada saat mengukur suhu, tangan tidak boleh bersentuhan langsung dengan
termometer. *ntuk mengatasi masalah ini, termometer dapat dijepit dengan statif
atau digantung dengan benang melalui lubang yang ada pada ujung atas
termometer.
+ermometer tidak boleh digunakan untuk mengaduk $airan.
6alam memba$a skala termometer, posisi mata harus berada pada garis yang
tegak lurus terhadap posisi skala termometer. Cal ini dilakukan untuk
menghindari kesalahan paralaks.
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
9
Berapakah suhu yang ditunjukkan oleh masing-masing termometer di bawah ini?
(. "ermometer )ain
a. "ermometer Bimetal
+ermometer bimetal dibuat dari dua lempeng logam yang berbeda jenisnya.
Kedua logam ini direkatkan satu sama lain 1ambar (.a2. Apabila lempeng bimatel
dipanaskan, bimetal akan melengkung ke arah salah satu logam. 5adi, lempeng
bimetal akan melengkung apabila suhunya berubah. Dempeng bimetal pada umumnya
dibuat bentuk spiral yang salah satu ujungnya dihubungkan dengan jarum penunjuk
1ambar (.b2. Akibat perubahan suhu, jarum penunjuk akan bergerak dan
menunjukkan angka tertentu.
goalfinder.$om oldhouseweb.$om
1a2 1b2
ambar (. 1a2 Dempeng bimetal akan melengkung apabila dipanaskan. 1b2 Dempeng
bimetal dapat digunakan sebagai termometer.*. "ermometer +am*atan
>
Ber&ikir Kritis)ada saat mengukur suhu, mengapa tangan
tidak boleh bersentuhan langsung dengan
termometer?
,ji Keterampilan
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
1
)rinsip termometer hambatan 1ambar (.=2 adalah memanfaatkan perubahan
hambatan logam 1platina2 akibat perubahan suhu. )latina dililitkan pada mika dan
dimasukkan ke dalam gelas silika atau tabung perak yang tahan panas. *jung-ujung
kawat platina dihubungkan dengan alat ukur hambatan, misalnya jembatan
Eheatstone, yang diletakkan di luar tabung. )rinsip jembatan Eheatstone akan
kalian pelajari di SMA.+ermometer hambatan memiliki ketelitian yang tinggi. Ketelitian pengukuran
dapat men$apai 8,888%o!. 5angkauan pengukuran sangat lebar, yaitu 9'
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
1
Bagaimanakah $ara mengukur suhu bara api? Apabila digunakan termometer
#at $air, pasti termometernya pe$ah. *ntuk mengukur suhu yang sangat tinggi,
misalnya suhu tungku peleburan baja, digunakan pyrometer optik 1ambar (.>2. Alat
ini mengukur intensitas radiasi yang dihasilkan oleh bahan yang berpendar. Berbeda
dengan penggunaan termometer #at $air, pyrometer optik tidak menyentuh benda
yang diukur suhunya. 6engan demikian, pyrometer optik dapat mengukur suhu bendayang sangat tinggi
img.dire$tindustry.$om
ambar (.> )yrometer optik.
Suhu pada alat penetas telur atau inkubator perlu diatur dan dipertahankan supaya
nilai tetap. Artinya, inkubator memerlukan alat untuk mengatur suhu. Alat ini dikenal
dengan istilah termostat. Bimetal merupakan salah satu alat yang dapat digunakan
sebagai termostat. ambar (.%8 menunjukkan prinsip kerja termostat. Apabila
suhunya naik, kontak putus karena bimetal melengkung ke atas. Sebaliknya, jika suhu
turun kontak tersambung lagi sehingga arus mengalir dan pemanasan berlangsung
lagi. )roses ini berlangsung terus sehingga suhu dapat diatur pada interal tertentu.
homepage.mo$.$om
ambar (.%8 )rinsip kerja termostat bimetal.
Science/ "echnology/ and
Society
%%
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
1
$. Skala "ermometer
*ntuk menentukan skala sebuah termometer diperlukan dua titik tetap@ titik
lebur es sebagai titik tetap bawah dan titik didih air sebagai titik tetap atas. Seorang
astronom Swedia, Anders !elsius 1%=8%-%=((2, adalah orang yang pertama kali
menetapkan skala suhu berdasarkan titik lebur es dan titik didih air. Sesuai denganpenemunya, termometer yang ditemukan oleh Anders !elsius dinamakan termometer
skala !elsius.
1. "ermometer Skala $elsius
+ermometer adalah alat untuk mengukur suhu. *ntuk mengetahui suhu benda
yang diukur, termometer perlu diberi skala. )roses memberi skala pada termometer
dinamakan kalibrasi. Bagaimanakah $aranya? Kalian dapat mengkalibrasi termometer
dengan langkah-langkah sebagai berikut.
a. Menentukan +itik +etap Bawah
Masukkan ujung bawah termometer se$ara tegak lurus ke dalam bejana yang
berisi es murni. +unggu beberapa saat sampai es melebur yang ditandaidengan adanya air dalam bejana. Apabila tinggi permukaan raksa pada pipa
kapiler sudah tidak berubah lagi, artinya suhu termometer sama dengan suhu
es yang sedang melebur. Berilah tanda tepat pada permukaan raksa itu dan
tulislah dengan angka. *ntuk termometer skala !elsius, titik tetap bawah
ditulis 8o!.
b. Menentukan +itik +etap Atas
Masukkan ujung bawah termometer ke dalam bejana yang berisi air murni.
)anaskan air sampai mendidih. +unggu beberapa saat sampai suhu termometer
sama dengan suhu air mendidih. Apabila tinggi permukaan raksa pada pipa
kapiler sudah tidak berubah lagi, artinya suhu termometer sama dengan suhuair mendidih. Berilah tanda tepat pada permukaan raksa itu dan tulislah
dengan angka. *ntuk termometer skala !elsius, titik tetap atas ditulis %88 o!.
$. Membuat )embagian Skala
Setelah titik tetap bawah dan titik tetap atas ditetapkan, selanjutnya jarak
antara kedua titik tetap ini dibagi menjadi beberapa bagian yang sama. )ada
termometer skala !elsius, kedua titik tetap ini dibagi menjadi %88 bagian yang
sama. 5adi, setiap bagian skala menunjukkan suhu %o!.
)embagian skala ini dapat diperluas dengan memberi angka-angka tambahan,
baik di bawah titik tetap bawah maupun di atas titik tetap atas. Angka-angka di
bawah titik tetap bawah diberi angka negatif, sedangkan angka-angka di atas
titik tetap atas diberi angka lebih dari %88o
!. +ermometer skal !elsiusditunjukkan pada ambar (.%%. Berapaka angka yang ditunjukkan pada
termometer itu?
%'
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
1
tre.ngfl.go.uk
ambar (.%% +ermometer skala !elsius.
Mem*uat Skala "ermometer
Alat dan Bahan
Sebuah termometer yang belum berskala, es batu, air murni, bejana gelas,
spiritus, pembakar spiritus 1bunsen2, dan kaki tiga.
Kegiatan Proyek
Setelah alat dan bahan tersedia, tugas kalian adalah membuat termometer
skala !elsius. Adapun langkah-langkahnya seperti yang telah diuraikan di
atas. Setelah selesai, $obalah termometer yang kalian buat digunakan untuk
mengukur air hangat. Berapakah suhunya? *kurlah suhu air hangat itu dengan
termometer skala !elsius buatan pabrik. Berapakah suhunya? Apakah kedu a
termometer memberikan hasil yang sama? 5ika tidak, mengapa terjadi
perbedaan?
%. *jung atas sebuah termometer biasanya terdapat lubang. *ntuk apa
lubang itu?
'. *ntuk menetapkan titik tetap bawah termometer skala !elsiusdigunakan es murni. Apa yang terjadi apabila digunakan $ampuran es
dan garam? *ntuk menjawab pertanyaan ini mungkin kalian perlu
melakukan per$obaan.
(. "ermometer Skala Kel0in
)ara ilmuwan lebih suka menggunakan termometer skala Kelin. leh karena
itu, dalam S7 1Sistem 7nternasional2 satuan suhu adalah kelin 1K2. Skala
Kelin tidak dikalibrasi berdasarkan titik lebur es dan titik didih air, tetapi
dikalibrasi berdasarkan energi yang dimiliki oleh partikel-partikel dalam
benda. Apabila suhu benda turun, gerak partikel lambat. Sebaliknya, apabila
suhu benda naik gerak partikel $epat. Ketika suhu benda men$apai 9'=&,%
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
1
sekali. Suhu 9'=&o! merupakan suhu paling rendah yang dapat dimiliki
benda. leh karena itu, suhu 9'=&o! dinamakan suhu nol mutlak.
7lmuwan yang pertama kali mengusulkan pengukuran suhu berdasarkan suhu
nol mutlak adalah Dord Kelin 1%'(-%>8=2, fisikawan berkebangsaan 7nggris.
Sesuai dengan nama penemunya, skala suhu yang digunakan dinamakan skala
Kelin. )enulisan suhu Kelin tanpa menggunakan simbol derajat 1o2, tetapi$ukup ditulis dengan K. Suhu paling rendah yang dapat dimiliki benda adalah
9'=&o!. 6alam skala Kelin, suhu 9'=&o! sama dengan 8 K 1nol mutlak2.
)erlu diketahui, suhu skala Kelin tidak mengenal suhu negatif. ambar (.%'
menunjukkan perbandingan skala !elsius dan skala Kelin.
internet($lassrooms.$om
ambar (.%' )erbandingan termometer skala !elsius dan skala Kelin.
Seperti telah diuraikan di atas, 9'=&o! sama dengan 8 K atau 8o! F '=& K.
leh karena itu, pada skala Kelin titik lebur es 8 o! diberi angka '=& K dan
titik didih air %88o! diberi angka &=& K. 5adi,
8o! F '=& K dan %88o! F &=& K.
6engan demikian,
K2'=&1!o += tt 1(-%2
atau
!.2'=&1K o= tt 1(-'2
3. "ermometer Skala ahrenheit
6alam termometer skala "ahrenheit, yang biasa digunakan di AmerikaSerikat, suhu titik lebur es &'o" dan suhu titik didih air '%'o". 5adi, antara titik lebur
%(
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
1
es dan titik didih air dibagi menjadi %8 bagian yang sama. )ada skala !elsius antara
titik lebur es dan titik didih air dibagi menjadi %88 bagian yang sama. 5adi,
perbandingan skala suhu !elsius t!dan t"adalah
>
< =
FC tt 1(-(2
$ontoh Soal
Sebuah benda suhunya berubah dari "=8o
% =t menjadi ".>?o
' =t :yatakan suhu-
suhu itu ke dalam skala !elsius dan Kelin, kemudian tentukan perubahan suhu
%' ttt = untuk skala suhu !elsius dan Kelin.
Penyelesaian
*ntuk mengubah suhu dari skala "ahrenheit ke skala !elsius digunakan )ersamaan
1(-(2. 6iperoleh,
!,'%2&'=81 ooo>o". Berapakah suhu tubuh
orang Amerika jika diukur dengan termometer skala 1a2 !elsius dan 1b2
Kelin?
"ahrenheit 1%-%=&2
abriel 6aniel "ahrenheit lahir di 6an#ig, )olandia, pada
tanggal %( Mei %. Sejak ke$il "ahrenheit tinggal di
Amsterdam, Belanda. 7a belajar fisika, ilmu dagang, dan $ara
membuat peralatan meteorologi. )ada usia &% tahun, ia men$ari
nafkah dengan berdagang alat-alat meteorologi.
)ada tahun %=8 "ahrenheit bertemu dengan le /omer,
astronom berkebangsaan 6enmark. le /omer pernah membuat
termometer dengan skala 8o
untuk titik didih air, o
untuk titik lebur es, dan '', "ahrenheit membuat termometer yang
diisi dengan alkohol. Akan tetapi, ia segera tahu bahwa alkohol kurang baik untuk
bahan pengisi termometer karena alkohol mendidih pada suhu rendah. 7a men$oba
menggunakan #at $air lain sebagai bahan pengisi termometer. Setelah mengadakan
per$obaan selama < tahun, pada tahun %=%( "ahrenheit berhasil membuat termometer
raksa.
)ada tahun %='( "ahrenheit melaporkan penemuannya kepada /oyal So$iety, sebuah
Dembaga 7lmu )engetahuan di 7nggris. +ermometer "ahrenheit dibuat dengan skala
&'ountuk titik beku air, '%'ountuk air mendidih, dan >ountuk suhu tubuh manusia.
Atas penemuannya itu "ahrenheit diangkat menjadi anggota /oyal So$iety.
+ermometer skala "ahrenheit terutama dipakai di 7nggris, AS, Kanada, AfrikaSelatan, Australia, dan Selandia Baru.
"ahrenheit meninggal dunia pada % September %=& di 6en Caag, Belanda. 7a
dikenang sebagai penemu termometer raksa dan termometer alkohol.
D. Kalor
Apakah yang dimaksud dengan kalor? *ntuk menjelaskan pengertian kalor,
perhatikan kejadian yang sering terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Ketika sendok
dimasukkan ke dalam se$angkir kopi panas, sendok menjadi hangat dan kopi
panasnya menjadi berkurang. Cal ini karena kalor mengalir dari kopi panas 1suhu
lebih tinggi2 ke sendok 1suhu lebih rendah2. Apabila se$angkir kopi panas itu
dibiarkan di atas meja, lama-kelamaan kopi panas itu akan menjadi dingin dengan
sendirinya. Cal ini karena kalor mengalir dari kopi panas 1suhu lebih tinggi2 ke
lingkungan sekitarnya 1suhu lebih dingin2. Kalor berhenti mengalir apabila suhu kopi
panas sama dengan suhu lingkungannya. 5adi, apabila dua benda bersentuhan se$ara
alamiah kalor berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya
lebih rendah. Kalor akan berhenti berpindah apabila suhu kedua benda itu sama.
6apatkah kalian memberikan beberapa $ontoh yang menunjukkan perpindahan kalor
se$ara alamiah?
7nteraksi antara sendok dan kopi panas serta kopi panas dan lingkungannyayang menyebabkan perubahan suhu pada dasarnya merupakan perpindahan energi
dari satu benda ke benda lain. )erpindahan energi yang hanya terjadi karena
%
TOKOH
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
1
perbedaan suhu disebut aliran kalor atau perpindahan kalor. )ada peristiwa ini energi
yang dipindahkan berupa panas. 5adi, kesimpulannya, kalor adalah energi yang
berpindah dari satu benda ke benda lain karena adanya perbedaan suhu.
Pengaruh Kalor Pada #at
Apakah yang terjadi apabila #at diberi kalor? *ntuk menjawab pertanyaan inikalian dapat melakukan Kegiatan (.'.
Alat dan Bahan
elas kimia, termometer skala !elsius, pembakar spiritus, kaki tiga, kawat kasa, dan
beberapa pe$ahan es batu
Prosedur Perco*aan
%. Masukkan beberapa pe$ahan es batu ke dalam gelas kimia. *kurlah suhu awales batu dengan termometer. +empatkan gelas kimia di atas kaki tiga dengan
menggunakan alas kawat kasa.
'. )anaskan gelas kimia yang telah berisi pe$ahan-pe$ahan es batu dengan
menggunakan pembakar spiritus.
&. Amati perubahan angka pada termometer sambil mengamati perubahan yang
terjadi pada es batu mulai dari bentuk padat, $air, dan akhirnya mendidih.
(. Bagaimanakah kesimpulan kalian tentang pengaruh kalor pada #at?
Berdasarkan Kegian (.' dapat disimpulkan bahwa ketika kalor diberikan pada
sejumlah es batu 1wujud padat2, suhu es naik sampai men$apai titik leburnya1kira-kira 8o!2. Ketika es melebur menjadi air, suhu tetap 8o! sampai seluruh es
melebur. Apabila kalor telur diberikan, suhu air terus meningkat sampai men$apai
titik didih %88o!. Berdasarkan Kegiatan (.' dapat disimpulkan bahwa pemberian
kalor pada #at dapat menyebabkan perubahan suhu #at dan perubahan wujud #at.
Apakah Satuan Kalor5
Satuan kalor adalah kalori. Satuan ini didefinisikan berdasarkan perubahan
suhu pada #at. Satu kalori 1% kal2 didefinisikan sebagai jumlah kalor yang
diperlukan untuk menaikkan suhu satu gram air dari %(,
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
1
Alat dan Bahan
elas kimia, termometer skala !elsius, statif, pembakar spiritus, kaki tiga, kawat
kasa, dan air
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
1
diperlukan untuk menaikkan suhu benda. Semakin ke$il massa benda, semakin ke$il
pula jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda itu.
+u*ungan antara Kalor dan enis #at
Eaktu yang dibutuhkan berbagai jenis #at untuk menaikkan suhu yang samaternyata berbeda-beda. Apabila air '8 mD dan minyak goreng '8 mD yang mula-mula
bersuhu '
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
2
,tm
Qc
=
sehingga
.!kg
5
2satuan121satuan
satuansatuan
o
=
=
tm
Qc
5adi, satuan kalor jenis adalah 5Hkg o! atau 5Hkg K. 6i samping itu, satuan kalor jenis
juga dapat dinyatakan dengan kalHgo!.
Apakah yang disebut kalor jenis? Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang
diperlukan untuk menaikkan suhu % kg suatu #at sebesar % o! atau % K. )ada suhu
%88
&>8
=8
(
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
2
$ontoh Soal
Berapakah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebatang besi
yang massanya ' kg dari &8o! menjadi >8o!?
PenyelesaianBerdasarkan +abel (.% diketahui bahwa kalor jenis besi adalah (8 ooo
%' ==== ttt 6engan
menggunakan )ersamaan 1(-
>8o
!? 1b2 Berapakah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhuair 1kalor jenis c F (.'88 5Hkg K2 dengan massa &88 g dari '8o! menjadi
%88o!?
'. Besi dengan massa 8,' kg dan bersuhu '
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
2
padat dapat berubah wujud menjadi #at $air apabila #at itu menerima kalor. at $air
dapat berubah wujud menjadi gas apabila #at itu menerima kalor. Sebaliknya, gas
dapat berubah wujud menjadi #at $air apabila melepaskan kalor. at $air dapat
berubah wujud menjadi #at padat apabila melepaskan kalor. Sebagai $ontoh, es 1#at
padat2 berubah wujud menjadi air 1#at $air2 apabila dipanaskan. Artinya, es menerima
kalor. Air 1#at $air2 berubah wujud menjadi uap 1gas2 apabila dipanaskan. Artinya, airmenerima kalor. Sebaliknya, uap air akan berubah wujud menjadi air apabila
didinginkan. Artinya, uap air melepaskan kalor. Air 1#at $air2 akan berubah wujud
menjadi es 1#at padat2 apabila didinginkan. Artinya, air melepaskan kalor.
6iagram perubahan wujud #at telah dijelaskan pada Bab & 1ambar &.(2.
)erhatikan kembali ambar &.(. )erubahan wujud dengan anak panah ke atas,
misalnya men$air dan menguap, memerlukan kalor. Sebaliknya, perubahan wujud
dengan anak panah ke bawah, misalnya mengembun dan membeku, memerlukan
kalor.
Menguap
Apabila sejumlah air dipanaskan terus-menerus, air akan menguap. Cal inimenunjukkan bahwa menguap memerlukan kalor. *ntuk menunjukkan bahwa pada
waktu menguap #at memerlukan kalor, kalian dapat memanaskan air dalam bejana
dengan menggunakan pembakar spiritus. Setelah pembakar spiritus dinyalakan dan
ditunggu beberapa saat, kalian akan melihat uap mun$ul pada permukaan air.
Ambillah beberapa tetes spiritus atau alkohol dengan pipet kemudian teteskan
pada tangan. /asakan apa yang terjadi pada kulit yang basah karena spiritus atau
alkohol. Apakah kulit kalian terasa dingin? 5ika tangan terasa dingin dan jumlah
alkohol berkurang, berarti spiritus atau alkohol telah menguap. Mengapa kulit tempat
spiritus atau alkohol terasa dingin? Spiritus menguap memerlukan kalor. Kalor yang
diperlukan berasal dari tangan. Karena kehilangan kalor untuk proses penguapanspiritus tangan menjadi dingin.
Bagaimanakah $ara memper$epat proses penguapan? )roses penguapan dapat
diper$epat dengan beberapa $ara, yaitu@ memanaskan, memperluas permukaan,
mengalirkan udara pada permukaan #at $air, dan mengurangi tekanan pada
permukaan #at $air.
1%2 Memanaskan
Seperti telah diuraikan di depan, semakin besar kalor yang diterima oleh suatu
#at semakin besar pula gerakan molekul-molekulnya. 6engan memanaskan #at
berarti kita telah memberikan tambahan kalor pada #at itu. 6engan demikian,
molekul-molekul #at $air menjadi $epat bergerak sehingga semakin $epat pula
meninggalkan permukaan #at $air.1'2 Memperluas )ermukaan
Memperluas permukaan #at $air untuk memper$epat proses penguapan sering
dilakukan orang. Misalnya, saat mendinginkan tes panas yang akan segera
diminum. +eh panas yang ditempatkan dalam piring akan lebih $epat menguap
daripada teh panas dalam gelas. Mengapa demikian? )ermukaan piring yang
lebih luas menyebabkan molekul-molekul #at $air yang berhubungan dengan
udara lebih banyak.Akibatnya, molekul-molekul #at $air yang dapat
melepaskan diri ke udara juga semakin banyak.
1&2 Mengalirkan udara pada permukaan #at $air
Supaya teh panas yang akan diminum $epat dingin, biasanya kita meniupkan
udara pada permukaannya. )akaian basah yang dijemur akan $epat keringapabila ada angin bertiup. *dara yang bertiup pada permukaan teh panas
''
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
2
menyebabkan molekul-molekul teh panas $epat bergerak meninggalkan
permukaannya. Angin yang bertiup pada pakaian basah menyebabkan
molekul-molekul air lebih mudah meninggalkan pakaian sehingga pakaian
menjadi $epat kering.
1(2 Mengurangi tekanan pada permukaan #at $air
+eh panas yang berada dalam gelas terbuka lebih $epat dingin daripada tehpanas yang berada dalam gelas tertutup. Mengapa demikian? +ekanan udara
pada gelas tertutup lebih besar daripada tekanan udara pada gelas terbuka.
)ada tekanan yang lebih besar molekul-molekul air sukar melepaskan diri dari
permukaannya. )ada tekanan yang lebih ke$il molekul-molekul air mudah
melepaskan diri dari permukaannya. 5adi, apabila tekanan pada permukaan #at
semakin ke$il #at $air itu semakin mudah menguap.
Berdasarkan uraian tentang $ara memper$epat proses penguapan dapat disimpulkan
bahwa penguapan #at $air dapat terjadi pada sembarang suhu.
Mengem*un
Mengembun adalah proses perubahan wujud dari gas menjadi $air. at dapatmengembun apabila suhu turun, sedangkan suhu turun terjadi apabila #at itu
melepaskan kalor. Ada dua $ontoh peristiwa mengembun dalam kehidupan sehari-
hari. Ketika kalian memasukkan pe$ahan-pe$ahan es ke dalam gelas, sisi luar gelas
mula-mula kering. Akan tetapi, beberapa saat kemudian pada bagian sisi luar gelas
terdapat bintik-bintik air. Ketika kalian naik mobil pada saat $ua$a $erah, ka$a jendela
mobil bagian dalam masih kering. Akan tetapi, ketika hujan turun ka$a mobil bagian
dalam menjadi buram. Apabila kalian menempelkan telapak tangan pada ka$a, telapak
tangan menjadi basah. Bagimana kedua peristiwa ini dapat dijelaskan?
Barangkali kita berfikir bahwa es yang men$air mampu menembus gelas
sehingga sisi luar gelas menjadi basah. 6emikian pula peristiwa yang terjadi padaka$a mobil ketika hujan@ air hujan dapat memasuki ka$a melalui pori-pori ka$a. Akan
tetapi, $ara berfikir kita salah. *dara di sekitar kita banyak mengandung uap air.
Ketika uap air bersentuhan dengan benda-benda yang lebih dingin 1suhunya rendah2,
uap air melepaskan kalor. Kalor yang dilepaskan ini diterima oleh uap air di sekitar
gelas atau ka$a mobil. Ketika uap air melepaskan kalor suhunya turun sehingga uap
air berubah menjadi bintik-bintik air.
Mendidih
Mendidih adalah proses perubahan wujud dari #at $air menjadi gas 1uap2.
Mendidih terjadi pada seluruh bagian #at $air. at $air dikatakan menguap apabila
molekul-molekulnya sebagian meninggalkan permukaan #at $air tersebut. Apabilasuhu #at $air dinaikkan, penguapan dapat terjadi di seluruh bagian #at $air. Molekul-
molekul #at $air membentuk uap dalam bentuk gelembung-gelembung udara.
elembung-gelembung ini dapat terjadi di seluruh bagian #at $air.
Apabila pemanasan dilanjutkan, gelembung-gelembung udara akan naik ke
permukaan #at $air dan akhirnya pe$ah. Apabila hal ini terjadi, #at $air dikatakan
mendidih. 5adi, #at $air dikatakan mendidih apabila gelembung-gelembung uap terjadi
di seluruh bagian #at $air dan meninggalkan #at $air. )ada saat mendidih suhu #at $air
tidak berubah, meskipun kalor diberikan terus-menerus. *ntuk membuktikan hal ini,
kalian dapat melakukan Kegiatan (.
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
2
Alat dan Bahan
elas kimia, termometer skala !elsius, statif, pembakar spiritus, kaki tiga, kawat
kasa, dan air . Setelah air mendidih, apakah terjadi perubahan suhu?
Berdasarkan Kegiatan (.< dapat disimpulkan bahwa kenaikan suhu hanya terjadi
ketika air mulai dipanaskan sampai air mendidih. Setelah air mendidih, tidak terjadi
perubahan suhu. Ketika air sudah mendidih, kalor yang diberikan hanya digunakanuntuk mengubah wujud #at@ dari #at $air menjadi uap. Suhu #at $air pada saat
mendidih dinamakan titik didih.
Berapakah kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud #at dari $air menjadi
uap pada titik didihnya? Casil per$obaan menunjukkan bahwa kalor yang diperlukan
untuk mengubah wujud #at dari $air menjadi uap pada titik didihnya bergantung pada
massa #at dan kalor uap #at yang bersangkutan. Kalor uap merupakan salah satu sifat
#at. Kalor uap adalah banyaknya kalor 1dengan satuan joule2 yang diperlukan untuk
menguapkan % kg #at pada titik didihnya. Satuan kalor uap adalah 5Hkg.
*ntuk menguapkan #at $air dengan massa m pada titik didihnya diperlukankalor sebanyak
Q = mL, 1(-2
dengan L dinamakan kalor uap #at yang bersangkutan. Carga kalor uap untuk
beberapa #at disajikan pada +abel (.'.
+abel (.' Kalor *ap Beberapa at
8ama #at "itik Didih8ormal 9o$
Kalor ,ap9;kg
Alkohol
/aksa
Air
+imbal
)erak
Imas
+embaga
=
&
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
2
untuk mengubah wujud #at dari uap menjadi $air pada titik embunnya bergantung
pada massa #at dan kalor embun #at yang bersangkutan. Kalor embun merupakan
salah satu sifat #at. Kalor embun adalah banyaknya kalor 1dengan satuan joule2 yang
dilepaskan untuk mengembunkan % kg #at pada titik embunnya. Satuan kalor embun
adalah 5Hkg. Setiap #at yang jenisnya sama, besarnya kalor uap sama sama dengan
kalor embun dan titik uapnya sama dengan titik didihnya. leh karena itu, untukproses pengembunan tetap berlaku )ersamaan 1(-
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
2
&. Baliklah labu didih dan pada dinding labu didih siramlah dengan air dingin
1ambar (.%&2. Apa yang terjadi?
ambar (.%& )engaruh penurunan tekanan terhadap titik didih.
Meskipun sudah tidak terjadi pemanasan ternyata air dalam labu didih
mendidih kembali. Mengapa demikian? Ketika labu didih disiram dengan air dingin,
tekanan di atas permukaan air dalam labu didih turun. Karena tekanannya turun, air di
dalam labu mendidih lagi. 5adi, #at $air dapat mendidih di bawah titik didih normal
apabila tekanan pada permukaan #at $air kurang dari % atm.
Seperti telah diuraikan sebelumnya, untuk tekanan udara normal, yaitu =
$mCg atau % atm, air mendidih pada suhu %88 o!. Seperti diketahui, semakin tinggi
suatu tempat dari permukaan laut, tekanan udaranya semakin rendah. Akibatnya, titikdidih air juga semakin rendah. 5adi, apabila kalian mendidihkan air di pun$ak gunung
yang memiliki ketinggian '&88 m di atas permukaan laut, air mendidih sekitar >
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
2
ambar (.%( )engaruh kenaikan tekanan terhadap titik didih.
Berdasarkan Kegiatan (.= dapat disimpulkan bahwa air dalam labu didih belum
mendidih meskipun suhu yang ditunjukkan oleh termometer telah menunjukkan
angka %88o!. Setelah suhu men$apai angka di atas %88o!, air dalam labu didih mulai
mendidih. Mengapa demikian?
Ketika tekanan permukaan air % atm, air mendidih pada suhu %88o!. )ada
tekanan % atm ikatan molekul-molekul air yang mulai renggang sudah dapat bergerak
bebas untuk melepaskan diri dari permukaannya. 5ika tekanan pada permukaan air
dinaikkan, meskipun suhu air sudah men$apai %88o!, air belum mendidih sebab
tekanan yang besar menyebabkan molekul-molekul air masih memiliki ikatan
molekul yang kuat sehingga belum dapat melepaskan diri dari permukaannya.Setelah suhu melebihi %88o! ikatan molekul-molekul air di seluruh bagian
mulai renggang sehingga timbul gelembung-gelembung uap air di seluruh bagian. Air
telah mendidih. Molekul-molekul air di permukaan juga telah menguap. 5adi, apabila
tekanan di atas permukaan #at $air lebih dari % atm maka titik didih #at $air lebih
tinggi daripada titik didih normal.
Pressure $ooker
)ressure !ooker adalah alat untuk memasak yang bekerja dengan tekanan tinggi
sehingga air baru mendidih pada suhu di atas %88o! 1ambar (.%
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
2
germesonline.$om
ambar (.%< )ressure $ooker.
Pertanyaan Diskusi
%. Apakah perbedaan antara menguap dan mendidih?
'. Mengapa kalian merasa dingin ketika keluar dari kolam renang, khususnya
jika ada angin bertiup?
&. Mengapa pressure $ooker lebih bermanfaat untuk memasak di daerah dataran
tinggi?
(. Manakah yang titik bekunya lebih tinggi@ air sumur atau air laut?
Mele*ur dan Mem*eku
Melebur adalah proses perubahan wujud #at dari padat menjadi $air. )ada saatmelebur, #at memerlukan kalor. Sebaliknya, membeku adalah proses perubahan
wujud #at dari $air menjadi padat. )ada saat membeku, #at melepaskan kalor. Kedua
peristiwa ini dapat dipelajari melalui Kegiatan (. berikut ini.
Alat dan Bahan
bejana ka$a, tabung reaksi, beberapa lilin 1parafin2, termometer, statif, stopwat$h,
pembakar spiritus, kawat kasa, kaki tiga, dan air se$ukupnya.
Prosedur Kegiatan
%. )anaskan sejumlah air dengan bejana ka$a sampai air mendidih.
'. 7silah tabung reaksi dengan potongan-potongan lilin dan masukkan ujung
bawah tabung reaksi ke dalam air mendidih. *ntuk mengukur suhu, masukkan
termometer ke dalam tabung reaksi. Ba$alah kenaikan suhu lilin setiap menit
sampai seluruh lilin men$air.
&. Setelah seluruh lilin men$air, keluarkan tabung reaksi dari bejana ka$a dan
jepitlah dengan statif.
(. Ba$alah penurunan suhu lilin setiap menit sampai lilin membeku.
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
2
titik bekunya dinamakan kalor beku. Setiap #at yang jenisnya sama, besarnya kalor
lebur sama dengan kalor beku dan titik leburnya sama dengan titik bekunya. leh
karena itu, untuk proses melebur tetap berlaku )ersamaan 1(-2, dengan L
menunjukkan kalor lebur. Carga kalor lebur untuk beberapa #at disajikan pada +abel
(.&.
+abel (.& Kalor Debur Beberapa at
8ama #at "itik )e*ur
8ormal 9o$
Kalor )e*ur
9;kg
Itanol
/aksa
Air
+imbal
)erak
Imas
+embaga
J%%(
J &>
8
&'=
>%
%.8&
%.8&
%8(.888
%'.888
&&.888
'(.
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
3
aktor!&aktor yang Mempengaruhi "itik )e*ur
)ada umumnya es melebur pada suhu 8o!. Akan tetapi, apabila tekanan pada
permukaan es dinaikkan titik lebur es kurang dari 8o!. Mengapa demikian? *ntuk
menjelaskan persoalan ini, perhatikan ambar (.%.ambar (.% menunjukkan balok es yang terletak di atas dua penumpu.
Selanjutnya, seutas kawat halus yang kedua ujungnya diberi beban diletakkan di atas
balok. Setelah ditunggu beberapa saat, kawat mampu menembus es balok dan
akhirnya jatuh ke lantai. Anehnya, balok tetap utuh tidak terbelah. Bagaimana
peristiwa ini dapat dijelaskan?
Ketika kawat menekan permukaan balok es, bagian es yang terkena kawat
melebur terlebih dahulu. Artinya, tekanan yang diberikan dapat menurunkan titik
lebur es. Akibat es melebur, kawat dapat bergerak ke bawah melalui bagian es yang
telah melebur. Akan tetapi, segera setelah dilewati kawat, tekanan pada air hasil
peleburan es sama dengan tekanan udara luar sehingga air kembali membeku menjadi
es. 5adi, lintasan yang dilewati kawat segera membeku kembali menjadi es.Akibatnya, kawat mampu menembus es balok tetapi es balok tetap utuh tidak
terbelah. )eristiwa meleburkan bagian balok es yang diberi beban dan membeku
kembali sesaat setelah beban dihilangkan dinamakan regelasi.
ambar (.% /egelasi.
Ketidakmurnian #at juga dapat mempengaruhi titik lebur. )enambahan garam
dapur pada $ampuran air dan es mampu menurunkan titik lebur es sampai 9 '8 o!.
)eristiwa ini dapat dimanfaatkan untuk pembuatan ice cream. )emberian garam dapur
dapat menurunkan titik lebur es, sehingga es dapat melebur di bawah suhu 8o!. )roses
melebur membutuhkan kalor. Kalor tidak diberikan dari luar, tetapi diambil dari es itusendiri. Akibatnya, suhu es turun meskipun es dalam keadaan $air 1ice cream2.
A?as Black
Apa yang terjadi apabila dua #at yang berbeda suhunya di$ampur dalam
wadah yang terisolasi dari lingkungan sekitarnya? Sebagaimana telah diuraikan di
depan, kalor mengalir dari suhu tinggi ke suhu rendah. Artinya, #at yang suhunya
tinggi akan melepaskan kalor dan #at yang suhunya rendah akan menerima kalor.
Kalor yang dilepaskan oleh #at yang bersuhu tinggi sama dengan kalor yang diterima
oleh #at yang bersuhu rendah. )ernyataan ini mula-mula dikemukakan oleh fisikawan
7nggris, 5oseph Bla$k 1%='-%=>>2, sehingga dikenal sebagai asas Bla$k. Se$arasederhana, a#as Bla$k dapat dirumuskan sebagai berikut@
&8
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
3
QdilepaskanF Qditerima 1(-=2
5adi, apabila dua #at yang berbeda suhunya di$ampur kedua #at itu akhirnya akan
memiliki suhu yang sama. *ntuk memahami penerapan A#as Bla$k, perhatikan
$ontoh soal berikut.
$ontoh Soal
Sepotong logam aluminium yang massanya 8,'< kg dipanaskan sampai %88o!,
kemudian dimasukkan ke dalam bejana yang berisi 8,' kg air dengan suhu '< o!.
Apabila pertukaran kalor hanya terjadi antara aluminium dan air, berapakah suhu
akhir yang dapat di$apai? 6iketahui, kalor jenis aluminium >88 5Hkgo! dan kalor jenis
air (.'88 5Hkgo!.
Penyelesaian
Karena suhu aluminium lebih tinggi daripada suhu air, sehingga ketika keduanyadi$ampur aluminium akan melepaskan kalor dan air akan menerima kalor. Misalnya,
suhu akhir yang dapat di$apai adalah to!. 6engan demikian, suhu aluminium turun
dari %88o! menjadi to!. Sebaliknya, suhu air naik dari '88 5Hkgo!
)erubahan suhu Nt%F 1%88 9 t2o!
Aluminium melepaskan kalor @
5.2''88kg2'
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
3
!.?,(88B8 5Hkgo!2 dipanaskan sampai >8o!,
kemudian dimasukkan ke dalam bejana yang berisi 8o! dituangkan ke dalam $angkir aluminium
yang bermassa %88 g dan bersuhu '
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
3
Kalor yang dilepaskan oleh #at yang bersuhu tinggi sama dengan kalor
yang diterima oleh #at yang bersuhu rendah. )ernyataan ini dikenal
sebagai asas Bla$k.
SA)!SA)
A. Pilihan -anda
)etunjuk@ )ilihlah satu jawaban yang tepatO
%. Alkohol kadang-kadang digunakan sebagai bahan pengisi termometer, sebab
G.
A. kalor jenisnya besar !. massa jenisnya ke$il
B. titik bekunya rendah 6. tidak membasahi dinding
'. +ermometer !elsius dan "ahrenheit menunjuk angka yang sama pada suhu G.
A. 9(8o !. &o
B. 9'
B. && 6. &8
(. Sepotong besi bermassa m dan kalor jenis c serta sepotong aluminium
bermassa 'mdan kalor jenis 'cmasing-masing diberi kalor yang sama. 5ika
aluminium mengalami kenaikan suhu K, maka besi mengalami kenaikan
suhu G.
A. ( K !. % K B. K 6. &' K
8o! di$ampur dengan < kg air yang
suhunya &8o!. Suhu akhir $ampurannya adalah Go!.
A. (8 !. 8
B. . Apabila kalor jenis air cdan kalor beku airL, jumlah kalor yang dilepaskan
apabila air dengan suhu T dan bermassa mdidinginkan menjadi es 8o! adalahG.
&&
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
3
A. mcT !. mcT mL
B. mc mLT 6. mcT mLT
%8. 5umlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda tidak bergantung
pada G.
A. kalor jenis !. massa jenis
B. jenis #at 6. massa benda%%. at yang memiliki kalor jenis paling tinggi adalah G.
A. aluminium !. udara
B. alkohol 6. air
%'. Air sebanyak '
5/27/2018 Fisika Dasar Prodi IPA (Suhu Dan Kalor)
3
. Is dengan massa . Berapakah kalor yang diperlukan untuk mengubah 8,< kg air dari %8o!
menjadi uap pada suhu %88o!? 1kalor jenis air (.'88 5Hkgo!, kalor uap
'.'