Suhu Dan Kalor : Pengertian - Rumus dan contoh Soal Penyelesaian - jessipermata

                                                                     BAB

Suhu dan Kalor

Kalor, Kalor Jenis, Kalor Laten

kalor ( Q ) didefinisikan sebagai suatu bentuk energi yang dapat berpindah atau mengalir dari benda yang memiliki kelebihan kalor menuju benda yang kekurangan kalor. 

Kalor jenis ( c ) adalah banyaknya kalor yang diserap atau diperlukan oleh 1 gram zat untuk menaikkan suhu sebesar 1⁰C. 

Kalor laten adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh suatu zat untuk mengubah wujudnya. ( L dan Lu )

L = kalor lebur

Lu = kalor uap

Fase I : zat dalam bentuk padat , mengalami perubahan suhu

Q_AB = m c Δt

Q_AB = Kalor yang dibutuhkan  ( kalori atau joule )

m = massa zat ( gr atau kg )

 

c = kalor jenis zat ( kal / gr ^oC ) atau ( kal /gr^o K )

         ( J / kg ^oC ) atau ( J /kg ^o K )

Δt = perubahan suhu ( ^oC ) atau  (^o K )

Δt = t₂ -t₁

Fase II : mengalami perubahan wujud ( melebur )

 tidak mengalami perubahan suhu

Q_BC = m L

L = kalor Lebur ( kal /gr ) atau ( J/kg )

Fase III : zat dalam bentuk cair,  mengalami perubahan suhu

Q_CD= m c Δt

Fase IV : mengalami perubahan wujud ( menguap )

 tidak mengalami perubahan suhu

Q_DE = m Lu

Lu = kalor uap ( kal /gr ) atau ( J/kg )

Fase V : zat dalam bentuk gas,  mengalami perubahan suhu

Q_EF = m c Δt

Soal :

1.  Sebanyak 1000 gr es bersuhu -10 ^oC dipanaskan sehingga menjadi uap/ gas pada suhu 100^o C. jika kalor jenis es 0,5 kal/gr ^oC. kalor lebur es 80 kal /gr dan kalor jenis air 1 kal/gr ^oC serta kalor uap air 541 kal/gr. berapakah banyak kalor yang dibutuhkan untuk keperluan tersebut.

2.  Berapa banyak kalor yang dibutuhkan untuk mengubah 50 gr es yang suhunya -5^o C menjadi air bersuhu 80^o C

Diketahui

c_es = 2100 J /kg ^oC

c_air = 4200 J /kg ^oC

L = 334000 J/kg

3.  Sebuah bejana logam mempunyai massa 5 kg dan memiliki kapasitas kalor sebesar 4800J/^oC. jika bejana tersebut diberi kalor sebesar 1200 J, tentukan :

a.  Kenaikan suhu bejana

b.  Kalor jenis bejana ( logam )

4.  Grafik di bawah menunjukkan hubungan antara suhu dan kalor ( Q ) yang diserap es. Jika kalor lebur es 3,6 . 10⁵ J/kg, maka massa es yang melebur adalah….

5.  Grafik pada gambar di bawah adalah pemanasan 40 gram zat padat yang menerima kalor 200J tiap detik sehingga seluruhnya berubah menjadi gas. Nilai kalor uap itu adalah…..

Bila sahabat belum faham , coba simak video berikut ini :

 Asas Black

Asas Black adalah suatu prinsip dalam termodinamika yang dikemukakan oleh Joseph Black, seorang ahli kimia-fisika yang berasal dari Scotlandia.

Bunyi Asas Black adalah sebagai berikut:

"Pada pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas oleh zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendah"

Rumus Azas Black 

Q_lepas  =  Q_terima

m₂ c₂ Δt₂ = m₁ c₁ Δt₁

m₂ .c₂  .( t₂ – t_a )  = m₁. c₁ . ( t_a - t₁ )

 Keterangan :

Q_lepas = kalor yang dimiliki massa yang suhunya lebih tinggi ( kal atau Joule )

Q_terima= kalor yang dimiliki massa yang suhunya lebih rendah ( kal atau Joule )

Kal = kalori

1 kal = 4,2 joule

1 joule = 0,24 kal

m₁ = massa zat yang suhunya lebih rendah ( gr atau kg )

m₂ = massa zat yang suhunya lebih tinggi ( gr atau kg )

gr = gram

c₁ = kalor jenis zat yang suhunya lebih rendah (  kal/gr ^oC atau J/gr ^oC )

c₂ = kalor jenis zat yang suhunya lebih tinggi (  kal/gr ^oC atau J/gr ^oC )

t₁ = suhu zat /suhu rendah ( ^oC atau ^oK )

t₂ = suhu zat /suhu tinggi ( ^oC atau ^oK )

t_a = suhu akhir campuran/suhu pada kesetimbangan termal ( ^oC atau ^oK )

catatan :

untuk satuan Δt adalah ^oC sama dengan satuan ^oK  ( sama saja )

 Soal :

1.     400 gram air yang suhunya 20 ^oC dicampur dengan 100 gram air bersuhu 80 ^oC. hitung suhu akhir campuran.

2.     pada sejumlah air yang suhunya 40 ^oC dimasukkan bola tembaga yang massanya 600 gr dan bersuhu 80 ^oC, ternyata suhu akhir campuran adalah 60 ^oC. jika kalor jenis tembaga 390 J/kg ^oK. hitung massa air tersebut.

3.     Sebuah bejana mempunyai kapasitas kalor 800 J/ ^oC dan berisi 1000 gr es yang suhunya -10 ^oC ke dalam bejana di masukkan air 400 gram yang suhunya 80 ^oC. hitung suhu akhir campuran.

c_es = 2100 J/kg ^oC

c_air = 4200 J/kg ^oC

L = 334000 J/kg

4.     Seorang siswa melakukan percobaan di laboratorium tentang suhu dan kalor. Dia memasukkan 200 gram es bersuhu -10 ^oC, kemudian memasukkan 250 gr air hangat bersuhu 60 ^oC. setelah diaduk diperoleh kesetimbangan termal di mana thermometer menunjukkan suhu 0 ^oC.

ces = 2100 J/kg oC

cair = 4200 J/kg oC

L = 334000 J/kg

Tentukan massa es yang mencair.

Bila sahabat belum faham , coba simak video berikut ini :

Share :