praktikum ipa

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Suhu dan Kalor adalah dua hal yang tidak dapat dipisahka dalam kehidupan kita sehari-hari. Banyak kegiatan-kegiatan yang berkaitan dengan dua hal tersebut seperti hal yang paling sederhana saja perbedaan  temperatur udara saat siang dan malam hari, penurunan suhu teh panas jika ditambahkan dengan es batu, dan lain sebagainya.Kalor merupakan bentuk energi maka dapat berubah dari satu bentuk kebentuk yang lain. Berdasarkan Hukum Kekekalan Energi maka energi listrik dapat berubah menjadi energi kalor dan juga sebaliknya energi kalor dapat berubah menjadi energi listrik.Pada dasarnya kehidupan manusia selama ini tidak bias terlepas dari yang namanya suhu dan kalor. Dalam kehidupan manusia yang selalu menjadikan kalor sebagai alat untuk menjaga kestabilan manusia dalam menjalankan kehidupanya di muka bumi ini. Dalam modernisasi seperti ini aplikasi kalor dibidang teknologi mungkin tidak sulit anda temukan bahkan juga mungkin terdapat dirumah anda,yaitu lemari es, suatu mesin yang diantaranya mengubah suatu air menjadi es.aplikasi perpindahan kalor di dalamanya di jumpai pada sirkulasi udara di pantai. Pada siang hari bertiup angin dari laut menuju darat, disebut angin laut. Begitu pula sebaliknya pada malam hari bertiup angin dari darat menuju laut.Hal-hal tersebut merupakan bagian-bagian daripada suhu dan kalor.

Makalah ini dispesifikasikan pada satu tinjauan permasalahan yang dilihat dari berbagai topik yang muncul dari suhu dan kalor itu sendiri, dimana pokok pembahasannya meliputi :

a.pengertian suhu dan kalor

b.pengukuran suhu

c.perubahan tingkat wujud

d.kesetaraan kalor dan energi mekanik

1.2 Rumusan Masalah

1. Apa yang di maksud suhu?

2. Bagaimana cara mengukur suhu?

3. Apa yang di maksud kalor?

4. Kesetaraan kalor dan energi mekanik?

5. Apa yang di maksud perubahan tingkat wujud?

1.3 Tujuan Masalah

1.      Mengetahui pengertian suhu dan kalor.

2.      Mengetahui cara mengukur suhu.

3.      Mengetahui kesetaraan kalor dan energi mekanik.

4.      Mengetahui perubahan tingkat wujud.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Suhu

            Suhu adalah besaran yang menunjukkan derajat panas atau dingin suatu benda. Benda yang panas memiliki suhu yang tinggi, sedangkan benda yang dingin memiliki suhu yang rendah.

2.2 pengukuran suhu

Perasaan kita tidak dapat menyatakan suhu suatu benda dengan tepat, indera peraba kita tidak dapat menyatakan suhu dengan tepat, maka manusia membuat alat yang dapat mengukur besar kecilnya suhu.

Termometer adalah alat untuk mengukur suhu suatu benda dengan tepat.

Sifat mutlak yang dibutuhkan oleh sebuah termometer :

1.    Skalanya mudah dibaca

2.    Aman untuk digunakan

3.    Kepekaan pengukurannya

4.    Jangkauan suhu yang mampu diukur

1.    Termometer Cairan

Terbuat dari pipa kaca yang berisi zat cair (alkohol atau air raksa). Termometer dibuat dengan prinsip bahwa volume air akan berubah jika di panaskan/di dinginkan.

Zat cair pengisi termometer ada 2 macam yaitu air raksa dan alkohol.

A.    Termometer air raksa.

Termometer raksa adalah termometer yang bahan pengisinya adalah raksa. 

Sebagai contoh termometer raksa adalah termometer skala Celsius.

Keuntungannya:

1.     Mudah dilihat karena mengkilat.

2.     Raksa tidak membasahi kaca ketika memuai dan menyusut 

3.  Raksa terpanasi secara merata sehingga menunjukkan suhu dengan cepat dan tepat.

4.    Jangkauan Suhu raksa cukup lebar (- 40⁰ C sampai dengan 360⁰ C)

5.    Volume air raksa berubah secara teratur.

Kerugiannya:

1.    Harganya mahal.

2.    Tidak dapat untuk mengukur suhu yang sangat rendah.

3.    Zat yang beracun jika tabungnya pecah berbahaya.

B.    Termometer Alkohol.

Alkohol juga dapat digunakan sebagai bahan pengisi termometer

Keuntunganya :

1.   Harganya murah.

2.   Pengukuranya lebih teliti, karena untuk kenaikan suhu yang kecil alkohol mengalami kenaikan volume yang lebih besar.

3.   Dapat mengukur suhu yang rendah (titik bekunya -112⁰ C).

Kerugianya :

1.    Membasahi dinding kaca.

2.    Titik didihnya rendah (78⁰ C).

3.    Tidak bewarna, harus di beri pewarna sendiri.

 Air tidak dapat digunakan sebagai bahan pengisi termometer karena:

1.    air membasahi dinding;

2.    tidak berwarna sehingga sulit dibaca

3.    jangkauan suhu terbatas 0^o C - 100^o C

4.    perubahan volume air sangat kecil ketika suhu dinaikkan

5.    air penghantar panas yang kurang jelek sehingga dibutuhkan waktu yang lama.

Ada beberapa termometer zat cair yang dapat dijumpai dalam kehidupan sehari-hari antara lain :

1.    Termometer klinis,

Termometer ini digunakan untuk mengukur suhu tubuh manusia. Skala termometer klinis terletak antara 35^oC dan 42^oC.

2.    Termometer dinding,

Termometer 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 –50^oC sampai 50^oC

3.    Termometer maksimum minimum Six.

Termometer maksimum-minimum Six  digunakan untuk mengukur suhu dalam rumah kaca, yaitu bangunan yang digunakan untuk menanam tumbuh-tumbuhan sebagai bahan penelitian. Pada umumnya suhu maksimum terjadi pada siang hari dan suhu minimum terjadi pada malam hari.

Termometer maksimum-minimum Six dilengkapi dengan dua skala, yaitu skala minimum pada pipa kiri dan skala maksimum pada pipa kanan. Jadi, suhu maksimum dan suhu minimum dapat dibaca sesuai dengan tinggi kolom raksa pada masing-masing pipa.

Skala Termometer

Skala thermometer dibedakan menjadi menjadi skala celcius, Fahrenheit, Reamur, dan Kelvin. Untuk menentukan skala sebuah termometer diperlukan dua titik tetap: titik lebur es sebagai titik tetap bawah dan titik didih air sebagai titik tetap atas.

1.    Termometer Skala Celsius

Andreas Celcius, seorang sarjana kebangsaan Swedia yang menemukan sistem skala suhu celcius. Skala celcius ia buat berdasarkan pada titik beku air pada 0 ^o C dan titik didih air pada 100 ^o C.

2.   Termometer Skala Kelvin

Skala kelvin di temukan oleh Lord Kelvin, Ia menetapkan apa yang disebut  o^o  mutlak (0^o  Kelvin). Nol mutlak ini adalah suhu ketika partikel berhenti bergerak.Suhu mutlak (0o K) kalau di koversi ke celcius menjadi -273,15 ^o C.suhu –273^oC dinamakan suhu nol mutlak. Seperti telah diuraikan di atas, –273^oC sama dengan 0^o K atau 0^oC = 273 K. Oleh karena itu, pada skala Kelvin titik lebur es 0^oC diberi angka 273 K dan titik didih air 100^oC diberi angka 373 K.

3.    Termometer Skala Fahrenheit

Skala Fahrenheit banyak digunakan  di amerika serikat. Skala ini ditemukan oleh ilmuan Jerman Bernama Gabriel Fahrenheit. Skala fahrenheit menggunakan campuran antara es dan garam dengan titik beku air bernilai 32 ^o F dan titik didihnya 212 ^o F.

4.         Termometer Skala Reamur

Nama reamur diambil dari nama René Antoine Ferchault de Réaumur. Reamur mengusulkan suhu titik beku air pada suhu 0 ^o C dan titik didihnya 80 ^o C

Konversi suhu
Skala celsius (titik lebur 0 ⁰C, titik didih 100⁰C)
Skala fahrenheit (titik lebur 32⁰F, titik didih 212⁰F)
Skala reamur (titik lebur 0⁰R, titik didih 80⁰R)
Skala kelvin (titik lebur 273 K, titik didih 373 K)
Perbandingan skala termometer
C : F : R : K = 100 : 180 : 80 : 100 = 5 : 9 : 4 : 5

Perbandingan skala Celcius dan Fahrenheit:
T⁰C={9/5 T+32}⁰F atau T°F={5/9(T-32)}⁰C

Gambar

           

2.3 Kalor

Kalor adalah suatu bentuk energi yang di pindahkan melalui perbadaan suhu. Kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Benda yang menerima kalor suhunya akan naik, sedangkan benda yang melepaskan kalor suhunya akan turun.Satuan kalor adalah kalor atau joule dengan koversi 1 kalori = 4,2 joule.

Rumus Kalor

Besar kecilnya kalor yang bekerja pada suatu zat sangat dipengaruhi oleh tiga hal berikut:
massa zat (m) satuan kg
jenis zat (kalor jenis) (c) satuan joule/kg K
perubahan suhu (∆T) satuan ˚C

Sehingga secara matematis didapatkan rumus kalor :

Q = m.c.(T2 – T1) atau Q = m.c.ΔT

Perpindahan Kalor

Perpindahan kalor dapat terjadi melalui 3cara:

1. Konduksi atau hantaran : perpindahan kalor melalui zat tanpa diserta perpindahan partikel zat. Contoh : Besi yang dipanaskan ujungnya, maka ujung yang lain ikut panas. Dalam kehidupan sehari-hari kita dapat menemukan kejadian tersebut pada alat panci logam,solder

2. Konveksi : Perpindahan kalor melalui zat yang disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Konveksi terjadi karena perbedaan massa jenis

Contoh : terjadinya angin laut, angin darat,pengering rambut(hair dryer)

3. Radiasi : Perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara

Contoh : panas matahari sampai ke bumi

Dalam kehidupan sehari-hari kita dapat menemukan radiasi pada oven microwave dan radiasi panas dari tungku perapian.

 2.4 Kesetaraan antara satuan kalor dan satuan energi

Besaran dalam Kalor

a.       Kapasitas kalor (C)

Kapasitas kalor adalah perbandingan antara jumlah kalor yang diterima benda dengan kenaikan suhu atau banyak panas yang diperlukan untuk menaikan sejumlah zat tertentu sebesar 1˚C atau 1 ˚K

C= Q/∆T

Keterangan:

                        ∆T       = kenaikan suhu (K)

                        Q         = kalor (joule)

                        C         = kapasitas panas (joule/K)

b. kalor jenis (c)

            kalor jenis adalah perbandingan antara kapasitas panas dengan masa benda atau banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 1˚C dari 1kg zat tersebut.

c = C/m = Q/m∆T

Keterangan:

C = kapasitas panas (joule/K)

m = massa benda (kg)

c = kalor jenis benda (joule/kg K)

kalor jenis hanya tergantung pada jenis benda tersebut,sehingga masing-masing benda mempunyai kalor jenis yang berbeda-beda.

Hukum kekekalan energy untuk kalor

Energy tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi eneri dapat berubah dari satu bentuk energy ke bentuk energy yang lain.
sebagai contoh, energy mekanik dapat berubah menjadi energy listrik.kemudian energy listrik dapat berubah lagi menjadi energy cahaya dan seterusnya.

            Hukum kekekalan energy untuk kalor dapat diamati dengan menggunakan calorimeter. Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kalor.

            Menurut joseph black” jumlah kalor yang dilepas (Q _lepas )sama dengan kalor yang diterima ( Q _{terima )}.

Q lepas = Q terima

( m.c. ∆T ) lepas = ( m.c. ∆T ) terima

Persamaan diatas di kenal sebagai asas black.

Asas Black berbunyi : “banyaknya kalor yang dilepaskan benda bersuhu tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima benda yang bersuhu lebih rendah”

2.5 Perubahan tingkat wujud

Kita telah mengenal benda padat, cair, dan gas. Benda-benda tersebut mengalami perubahan wujud. Perubahan wujud yang dipelajari disini adalah
perubahan wujud yang dapat kembali.

Gambar

Beberapa peristiwa perubahan wujud benda antara lain:

Ø  mencair (melebur)    : perubahan wujud benda padat menjadi benda cair.contohnya es yang dicairkan

Ø  membeku                  : perubahan wujud benda cair menjadi benda padat. Contoh agar-agar

Ø  menguap                   : perubahan wujud benda cair menjadi gas. Contoh air yang didihkan

Ø  mengembun              : perubahan wujud benda gas menjadi benda cair. Contoh es teh, bagian luar gelas tempat kamu membuat es teh menjadi basah

Ø  menyublim               : perubahan benda padat menjadi gas. Contoh kamper

Ø  menyublim               :perubahan benda gas menjadi padat. Contoh pengkristalan pada garam

            kalor yang diperlukan oleh tiap satuan massa zat untuk mengubah wujudnya disebut kalor laten dan suhu yang terjadi selama perubahan wujud zat disebut suhu transisi. Jumlah kalor yang diperlukan atau dilepaskan selama proses perubahan wujud zat adalah:

Q=m.L

Q=kalor yang diserap/dilepaskan (kal/joule)

m= massa zat (gram atau kg)

L=kalor laten (kal/gr atau joule/kg)

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

            Berdasarkan materi diatas Suhu atau temperatur benda adalah besaran yang menyatakan derajat panas suatu benda. Benda yang panas eememiliki suhu yang tinggi, sedangkan benda yang dinginkan memiliki suhu yang rendah.

 Kalor adalah energi yang berpindah dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah ketika kedua benda bersentuhan.Besar kalor yang diberikan pada sebuah benda yang digunakan untuk menaikkan suhu tergantung pada :

       massa benda

       kalor jenis benda

       perbedaan suhu kedua benda

Perpindahan kalor dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu :

1. Konduksi
2. Konveksi
3. Radiasi

benda padat, cair, dan gas. Benda-benda tersebut mengalami perubahan wujud.